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当复合包装用聚氨酯胶黏剂发展现状及趋势二

发布时间:2021-09-10 09:24:04 阅读: 来源:单向阀厂家

复合包装用聚氨酯胶黏剂发展现状及趋势(二)

2.向水溶性或水分散性胶黏剂方向发展

这类胶黏剂有两种:一种是水性聚氨酯胶黏剂,另一种是水性聚丙烯酸酯胶黏剂。

它们的优点是以水代替有机溶剂,不存在燃烧爆炸的潜在危险,也不会对环境造成污染和对操作人员产生刺激或毒害,而且溶剂成本低。但是,至今为止,这种胶黏剂的性能还较差,胶黏剂对被涂胶要黏合的基材的浸润性不佳,导致黏结力不高。另外水的热容量大,要烘干它就要消耗更多的能量,同样烘干一个克分子量的物质,水要比有机溶剂多消耗20%~30% 的能量,生产速度高不了,成本也就高了。此外,水蒸气对钢铁会造成严重锈蚀,导致设备的性能变差,甚至报废。这些都是影响到它被广泛采用的因素。

最重要的一点,就是水性聚氨酯胶黏剂卫生性能较差,到目前为止仍未得到FDA 的批准。目前实际推广使用的是聚丙烯酸酯型的水性胶黏剂。

3.向醇溶性聚氨酯胶黏剂方向发展

以往的溶剂型干法复合用聚氨酯胶黏剂,都是以醋酸乙酯为介质的溶剂型胶黏剂。醋酸乙酯对人的刺激性比酒精要大,成本要高。近10年来,人们对生产环境和产品成本的关注,以及整个人类对地球大气环境保护意识的逐步提高,都希望不用或少用成本高、有刺激、有毒性的有机溶剂。于是以酒精代替其他有机溶剂的醇溶性聚氨酯胶黏剂应运而生,例如原美国莫顿公司推出的LamaI HSA/LamaI C 型双组分聚氨酯胶黏剂,就是用变性酒精/ 正己烷为溶剂的,可用异丙醇、变性甲醇或乙醇来稀释。据该公司资料介绍,此胶黏剂有6 个月的储存期,对玻璃纸、聚酯、尼龙、铝箔、镀铝膜及PVDC 涂复膜有良好的附着力,而对聚乙烯、聚丙烯膜是否适用却未提到。

深圳的欧美科公司在二三年前就向市场推出了醇溶性的ECO501A/B 型和ECO701A/B 型聚氨酯胶黏剂,各地也有厂家应用。浙江新东方和北京化工研究院也在近期推出了这类产品。

醇溶性聚氨酯胶黏剂的优点是适应醇溶性复合油墨的要求,也不受大气湿气的影响。因为醇溶性油墨印刷后的残留溶剂是醇,醇要破坏酯溶性聚氨酯胶黏剂中固化剂的性能,如果油墨层中的残留溶剂量大了,就会造成剥离强度降低的不良后果,而用醇溶性聚氨酯胶黏剂去复合,就可克服这一缺点。

近年来,关于醋酸乙酯和酒精对人体健康和对环境友好性方面的孰优孰劣,存在着争议,对醇溶性聚氨酯胶黏剂的毒理学安全性评价结论也未见报道,但醇溶性聚氨酯胶黏剂的发展势头还是很猛的。希望有关部门或相关单位,用科学的、严密的态度和手段在这方面做些工作,早日得出明确的结论。

4.向无溶剂型聚氨酯胶黏剂方向发展

无溶剂复合工艺、设备和无溶剂聚氨酯胶黏剂,是上个世纪70 年代发展起来的,最近十几年来备受推崇。现在使用的无溶剂胶黏剂基本上也是由双组分聚氨酯胶黏剂组成,其主剂和固化剂在室温下的黏度较高,呈固态或半固态物质,有些仍具有流动性。当要进行复合时,主剂和固化剂先升温到50~60℃,有的要达到80℃,让黏度降低到1Pa·s 或更低,然后用计量泵按比例输送到混合器中去,经充分混合后,再输送到施胶辊上涂到基材上。涂胶后不必再经烘道加热干燥,因为它本身没有任何溶剂,直接就可跟另一种基材进行复合。复合好收卷起来,在一定温度下经过一定时间的熟化就可以了。

使用无溶剂胶黏剂不存在废气排放的问题,也不存在残留溶剂的问题,不需要庞大复杂的加热鼓风、废气排风或废气处理装置,设备简单,造价低廉,只有干式复合机的50%~60%,投资少;可高速运转,每分钟达400 米以上;上胶量少,原料省,能耗减少,维持费用低廉;劳动生产率提高,所以效益非常显著。据报道,目前欧美地区大部分中低档的大宗复合包装材料都用无溶剂胶黏剂进行复合生产,甚至耐121℃高温蒸煮的高档复合包装材料也可用此胶黏剂制造。

自1995 年以来,我国已引进了近40多台套无溶剂复合设备,基本上掌握了无溶剂复合工艺,国内软包装设备制造单位也在开发无溶剂复合机。与之相适应的无溶剂胶黏剂,虽绝大部分仍采用进口,但北京在上世纪90 年代就有UK8150 无溶剂胶黏剂面世,进入21 世纪后,上海烈银化工有限公司也有LY-100N型无溶剂胶黏剂正式推向市场。据行业内的调查,到目前为止,无溶剂复合的工艺和产品质量还没有得到普遍认可,主要问题是胶黏剂的初黏力低、最终成品的层间剥离力太小,生产过程中废品率高、成品率低,还有一些设备故障无法解决。近年来,国内正致力于提高初黏力和最终剥离强度的无溶剂胶黏剂的研究开发,相信在不久的将来会取得成功。

5.向功能性聚氨酯胶黏剂方向发展

由于复合包装材料具有许多优点,它的应用领域已大大扩展,不仅在食品、药品方面,而且在化妆品、化学品、洗涤用品、液体农药等方面以及建筑装潢材料、发热器材方面也被采用。面对各行各业的具体目前公司产品供不应求要求,复合材料的功能应该多种多样,因此,制造复合材料用的胶黏剂但在选择CV模式时不要并联使用,也向高质量的功能性方向发展。

所谓功能性胶黏剂,是指能满足特定要求、能适应包装特定内容物的胶黏剂。上海烈银化工有限公司的科技人员对此有较深入的研究,并在1991 年首先向市场提供这类产品,此后又不断推出各种功能性胶黏剂,形成了系列化产品,应用于各个领域。

用普通胶黏剂制造的复合袋包装干燥、中性内容物,并在常温下使用,是没有问题的,但却不能包装有酸、碱、咸、辣介质的内容物,也不能包装含表面活性剂的化妆品、洗涤用品,更不能包装含甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、特别是DMF(N,N- 二甲基甲酰胺)或其他有机溶剂的农药、化学品。为此,必须要有高质量的、抗介质性能特别好的胶黏剂才行。在这个领域中,国外有些品牌,如UK3640/UK6800是一个功能性较好的产品。上海烈银化工有限公司的LY-50A/LY-50AH、L-103A/LY-103B、LY-135A/LY135B、LY-9850R/LY-9875R 和LY-50VR/LY-50VRH、LY-50VH/LY-50VNH 型聚氨酯胶黏剂,也都属于功能性胶黏剂,证明它的抗介质功能很好。

用LY-50A/LY-50AH 型胶黏剂生产的OPP/AL/PE 结构的复合袋,除了但是可同时耐100℃高温和抗咸、酸、碱、辣介质侵蚀外,用它去包装樟脑丸、消毒酒精、胡椒粉、咖啡粉、三合一(洗发、染发、护发)膏如诗芬、飘柔、潘婷、夏士莲等国际名牌洗发液,都有很好的效果。

用LY-9850R/LY-9875R型胶黏剂生产的PET/AL/CPP或PET/AL/OPA/CPP 型耐高温(≤ 128℃)蒸煮袋,内装介质经124~128℃高温蒸煮后,AL/CPP间的剥离力比未蒸煮时还有较大幅度的提高,也说明它有耐高温的突出功能,同时,该结构的复合袋仍可包装上面提到的那些化学介质。而LY135A/LY-135B则把耐热温度提高到135℃,它们也同时适应塑/ 塑和铝/ 塑型结构。

LY-50VR/LY-50VRH 或LY-50VN/LY-50VNH 是适应某些农药软包装用的胶黏剂,可要从源头思考包装含甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、氮酮、甲醇、酒精、煤油以及含20% 以下DMF 的液体型乳油农药。

过去,经常会碰到复合包装袋开口性差的问题。国外有一种可保持内膜PE 摩擦系数不会急速升高的专用胶黏剂,如LX770A 等,用这种胶黏剂生产复合膜、袋,摩擦系数的增加值一般小于0.1,可保持较好的爽滑开口性。上海烈银化工有限公司在2001年开发的类似产品LY-50FT、LY-75FT胶黏剂是同时具有快固化和对PE摩擦系数增加极小的聚氨酯胶黏剂。用其生产的复合材料在45~50℃下只要保持12小时,就达到了熟化的目的,就可以拿出来分切制袋了。它与LX770A 胶黏剂相比,摩擦系数的增加值更小,据用户检测,用LX770A 生产的复合材料内膜的摩擦系数从原来的0.23 增加到0.29,而用LY-75FT胶黏剂生产的只增加到0.27。这类快固化、高爽滑性的功能性胶黏剂具有旺盛的生命力,在高速自动填充制袋包装机使用的卷膜和要求开口性好的复合袋中应用,具有很好的效果。上海烈银化工有限公司在2003 年研制成功的LY -103A/LY-103B 新型功能性镀铝膜复合胶,突破了普通的镀铝膜专用胶黏剂的局限性,用它复合的产品,不需要选择价格昂贵的加强型镀铝膜,就能使用普通型真空镀铝膜(VM-PET、VM-OPP、VM-CPP)生产的复合材料具有镀铝层不易转移、剥离力较大和抗介质、耐水煮的性质,大大拓宽了普通型镀铝膜的应用范围。这种胶黏剂还能对高含量爽滑开口剂(含800ppm 以上添加剂)的PE 膜有较高的复合牢度,可以解决这类PE 膜复合材料随着存放时间增长,添加剂析出增多、剥离力降低的致命缺点。

据资料报道,国外还有阻气性胶黏剂和透气性胶黏剂,用它生产复合软包装材料,用普通的基膜就可以生产出高阻隔性包装材料或结合特种基膜去生产调气包装材料。

6.研发新型的光固化、高性能聚氨酯胶黏剂

最近几年,关于UV 固化的涂料或胶黏剂研究开发日趋热门,UV固化胶黏剂具有快速交联固化和节能的特点,对提高生产效率、降低物料库存量、加速资金流转和小批量快速打样交货十分有利。其中,丙烯酸聚氨酯型UV 固化胶黏剂,是比较理想的一种,已有不少此类胶黏剂的合成和性能的论文发表,但在复合的应用设备和工艺方面还有待进一步研究、完善。如果产品开发、应用设备和使用工艺3 方面的相关技术人员通力合作,共同攻关,它在复合软包装材料上的应用,也会日臻完善。

这类胶黏剂可以制成溶剂型的,也可以制成无溶剂型的。如果将它实现无溶剂化,则比现有的双组分无溶剂聚氨酯胶黏剂更具先进性,因为它不再需要几十个小时的固化过程,不需要固化室,不需要再加热保温消耗热能,可将复合、固化、分切制袋几个工序连续进行,生产流程的时间,从两三天缩短到几个小时,实现高速生产。

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