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几类复合包装用聚氨酯胶黏剂的应用(上)

复合软包装材料是由两种或两种以上不同性能的基材（膜），通过胶黏剂紧密地黏合起来的复合材料。目前，我国在复合软包装材料中使用最多、性能最好的胶黏剂，是溶剂型双组分聚氨酯胶黏剂。这种类型的胶黏剂在国外已有五六十年的应用历史，而在我国只有二十五六年的应用历史，是自上个世纪80 年代初从国外进口来制造复合软包装材料的。1981 年，上海的研究成果通过了国家级的技术鉴定，并在1984 年实现了工业化生产。经过20 多年的发展，目前我国已有几百家企业生产这种产品，年生产能力达10 万吨左右，去年的实际产量约三万五六千吨。提供的产品既有普通型的，又有功能性的；既有耐低温的，也有耐135℃高温的；既有食品、药品包装用的，也有抗液体农药腐蚀的；既有芳香族的，也有脂肪族的；既有溶剂型的，也有无溶剂的；既有酯溶性的，也有醇溶性的。总的来说，别的木工刨床国家有的，我们都有。

以下具体分析一下复合包装用聚氨酯胶黏剂在我国的应用历史、现状及其发展趋势。

<浴室五金p>我国复合软包装材料的发展起步比国外晚。上个世纪70年代后半期，上海开始研究用挤出复合和干式复合方法制造食品包装的复合材料。1982 年，上海、大连、无锡率先从日本引进比较先进的大型软包装生产设备，从凹版印刷机、干式复合机、挤出复合机、分切机到制袋机和检测设备，形成了完整的生产体系，同时也开始使用进口的铝箔、聚酯薄膜、聚丙烯、油墨和胶黏剂。

1984年底，我国利用1981年通过国家鉴定的技术，建成了第一个生产食品包装用的溶剂型双组分聚氨酯胶黏剂的工厂，使人们看到了胶黏剂国产化的前景，从此在短短的二三年内，迅速发展起十几家胶黏剂生产企业，而且规模也较大，年产量均在200～500 吨。

到了上个世纪90年代初，我国包装工业突飞猛进，进口的软包装生论文产线如雨后春笋般在各地出现。在巨大的市场诱惑下，胶黏剂的生产厂也迅猛发展。据最近统计，全国已有约300家企业生产干式复该项目为国家和地方支持的环保型再生资源利用项目合胶黏剂，年生产能力约10 万吨。双组分聚氨酯胶黏剂国产化20 多年来，不仅生产厂家多，产品型号品种也丰富了起来，某些品牌的产品质量已达到国际水平。近年来，在国内市场的总消耗量中，国产产品已占到85% 以上。

为了占领中国市场，许多国外企业纷纷在中国投资建厂。日本武田药品公司在苏州的生产工厂已经投入生产，向中国市场提供普通型低价位的胶黏剂。美国罗门哈斯公司也已在上海设厂，在收购了莫顿公司以后，除了大力推广水性胶黏剂外，也销售溶剂型胶黏剂。汉高公司在上海的工厂已投产UK2860 型聚氨酯复合用胶黏剂。

在国产胶黏剂中，上海、北京的研究开发和产品质量一直走在前头。从历史上看，从开发普通型胶黏剂到抗酸辣、耐介质胶黏剂，从常温使用的胶黏剂到耐煮沸直至耐高温蒸煮胶黏剂，从一般性胶黏剂到功能性胶黏剂，从溶剂型胶黏剂到无溶剂胶黏剂，从芳香族胶黏剂到脂肪族聚氨酯胶黏剂，再到适应某些液体乳油农药包装的更长远的1个目标是抗腐蚀性胶黏剂，从非阻燃胶黏剂到全阻燃胶黏剂，上海的科技人员都起到了开创领先的重要作用，产品质量也处于先进行列，用上海技术生产的产品，不仅可以代替进口，而且还得到了国外用户的认可，上世纪90 年代初就实现了国产聚氨酯胶黏剂的出口。

现在，上海、北京、浙江、江苏、广东等地都能提供各种性能、满足各种包装要求的复合食品包装材料用聚氨酯胶黏剂，其中上海烈银化工公司能生产同时具有耐高温、抗介质侵蚀性能的LY-50A/LY-50AH 胶黏剂和LY-103A/LY-103B 功能性镀铝膜复合胶黏剂，以及可用于含铝箔结构又耐121～135℃高温蒸煮的LY-9850R/LY-9875R、LY-135A/LY-135B 型胶黏剂和符合美国FDA 规范的耐121～124℃高温蒸煮的LY-9850F/LY-9875F型脂肪族聚氨酯胶黏剂，还有LY-50VR 和LY-50VN 型液体乳油农药包装的胶黏剂，而且还在2001 年研制成功了快固化且不增加复合膜的摩擦系数的LY-75FT/LY-75FTH 胶黏剂，在缩短固化时间、降低摩擦系数而保持良好开口性这两个方面，与进口同类产品相比毫不逊色。北京化工研究院有UK2850/UK5000 塑/塑复合耐121℃、30分钟蒸煮的胶黏剂和UK8150/UK7330无溶剂胶黏剂，广东中山康和公司有镀铝膜专用胶黏剂KH-VM80，深圳的欧美科公司有ECO501A/B 和ECO751A/B 醇溶性胶黏剂液压配件，北京高盟化工有YH502 耐高温蒸煮胶黏剂等。

复合软包装用胶黏剂的发展趋势有以下6个方向。

1.向高固体含量、低黏度胶黏剂方向发展

最早的双组分聚氨酯胶黏剂，其主剂的固体含量是35% 或50%，现在已提高到75% 或80%，欧洲地区已提高到88%，几乎接近无溶剂了！固化剂的固体含量也可选择负荷—时间、负荷—位移、位移—时间、变形—时间等实验曲线实时显示、放大、比较、遍历功能及对实验进程监控由原来的60%、75% 提高到80% 左右。这主要是为了减少溶剂的排放量和降低生产成本。

过去，由于设备和工艺的关系，要求胶黏剂具备极好的初黏力，以保证在当时的设备和工艺条件下复合物不产生皱折、“隧道”的缺陷，所以胶黏剂的分子量很高，黏度很大，而在复合时操作溶液的浓度要较低，（大多在20%～30%），以保证得到预先设定的上胶量和均匀的涂胶效果，以及复合产品的质量。很明显，这种低浓度含量的涂胶，必然导致大量的溶剂挥发到大气中去，例如，操作溶液的浓度为20%，上胶量为3.5g/m2，那么，涂在每平方米基膜上的胶黏剂重量便是3.5/0.20＝17.5(g)，干燥时每平方米有14g溶剂变成气体排放到空气中，只剩下3.5g 干基胶黏剂。这种情况会导致两个大问题。

第一，大量有机溶剂（具体是醋酸乙酯）排放到大气中，对空气造成污染。这在越来越崇尚保护环境、防止污染的潮流下，显然是不行的。

第二，在涂胶过程中，溶剂的作用只是帮助胶料方便、均匀地转移到被涂胶的基材表面上去，一旦这个使命完成，就要全部离开，以便在干态下进行复合。很明显，溶剂对黏结力的高低不起什么作用。如果不考虑它前面所讲的作用，仅从黏结效果和剥离力高低的角度来说，它简直是多余的。像上面所讲的操作溶液浓度为20%，涂胶量要求是3.5g/m2 时，每平方米消耗的醋酸乙酯竟达14g，按现在每千克9 元的价格计算，每平方米消耗醋酸乙酯的成本为0.126 元。这0.126 元是跑到空气中去“浪费”掉的。高固体含量、低黏度胶黏剂可以配成较高浓度的操作溶液而仍保持预计的涂胶量并达到均匀的转移，可以在40%～45% 的浓度下进行操作。还是以上胶量为3.5g/m2为例，如果把操作溶液的浓度提高到45%，这时，涂在每平方米基膜上的胶黏剂重量应是3.5/0.45=7.78(g)，干燥后挥发到空气中的醋酸乙酯只有4.28g/m2，比前面的14g/m2，少了9.72g/m2，每平方米所消耗醋酸乙酯的成本只有0.03852元，比前面的0.126元节约了0.08748元，若再加上赶走9.72g醋酸乙酯消耗的热能成本，节约下来的成本就更多了。

由此可见，这两个原因正是发展高固体含量、低黏度胶黏剂的原动力。但是，有一个问题必须引起注意，那就是固体含量提高、黏度降低了以后，胶黏剂的初黏力不应降低。作为胶黏剂生产者，就不能用简单的降低分子量的办法去提高固体含量、维持较低的胶黏剂黏度，而应该从胶黏剂分子结构上去考虑，以生产出具有较高初黏力的高固体含量、低黏度产品来。据我们的经验，初黏力（剥离强度）在1.0N/15mm 以下时，复合物极易产生皱纹、“隧道”等故障；初黏力在1.0～1.8N/15mm，则故障有可能产生；当初黏力大于1.8N/15mm 时，就不会产生皱纹、“隧道”等故障。

(待续)

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