最火复合膜用黏合剂的完全手册

复合膜用黏合剂的完全手册

复合材料的过程中，黏合剂在这里起了相当重要的作用。对食品软包装用黏合剂的选择要考虑多种因素，一可存储与传统电池等量的电量般来说作为复合黏合剂应满足下列条件：

对多种材料粘结性高，尤其是食品中含有盐、酸、香辛料，醇、水、糖、脂肪酸等物质，这些物质特性各异，它们有可能透过复合薄膜内层渗入黏合剂层，对黏合剂起到腐蚀破坏作用，导致复合包装袋脱层、破裂。因此，黏合剂必须能够抵御上述物质的侵浊，始终保持足够的粘接剥离强度。

透明度高，不侵浊印刷图案油墨，并对油墨有较高亲和力。无异味，无毒；包装食品后无有害萃取物出现。

使用食品贮存的温度要求；耐食品加工过程中加热、加压、高温蒸煮杀菌（100℃~135℃）以及制袋封口时的瞬间高温（220℃），固化速度快且无害等要求。耐候性好，不发黄气泡，不粉化脱层。

柔软、易操作性、粘力持久。

聚氨酯黏合剂

聚氨酯黏合剂的化学结构中含有氨基甲酸酯键、酯键、脲键等多种极性键，这赋予了它优良的粘接性能和成膜性能，使其成为复合薄膜用黏合剂首选品种。

溶剂型聚氨酯黏合剂

目前国内绝大多数复合膜生产线是采用溶剂型聚氨酯类型的黏合剂，这里的溶剂型指的是酯溶性的，这种黏合剂历史悠久、工艺成熟、价格低廉。过去世界上几乎100%采用聚氨酯黏合剂作为干式复合用黏合剂来制造复合塑料包装袋。可见聚氨酯黏合剂在塑料包装中的重要地位。

对于普通包装用复合薄膜聚氨酯黏合剂一般包装普通食品包装用黏合剂和耐70℃~100℃的煮沸杀菌用的蒸煮食品包装用黏合剂。此类黏合剂为双组分酯溶性聚氨酯黏合剂。其主剂是聚醚或聚酯多元醇经芳香异氰酸酯改性后含羟基的聚氨酯多元醇，固化剂是芳香异氰酸酯与三羟甲基丙烷的合成物。普通型聚氨酯对有腐蚀性介质的食品，增强塑料如含有咸、酸、辣成分的榨菜、酸辣菜等不能完全适应。因此又开发出抗酸辣的食品级聚氨酯黏合剂，抗酸辣的黏合剂具有高固含量、低粘度，初始粘接强度好，耐酸、耐辣、耐咸，剥离强度高等优点，可弥补普通型聚氨酯的不耐腐蚀介质的缺点。

透明蒸煮袋用和铝箔蒸煮袋用复合薄膜聚氨酯黏合剂一般包括耐121℃的蒸煮杀菌用复合薄膜黏合剂和耐125℃高温蒸煮杀菌用复合薄膜黏合剂。为了提高聚氨酯黏合剂的耐蒸煮性，通常是以改变软段聚酯和硬段部分的分子结构，引入耐湿热高温链段，改变交联剂品种，调整交联剂的密度，甚至采用高聚物的混合形成互穿聚合物络的途径来解决。如日本开发出一系列耐蒸煮聚氨酯黏合剂，选用混合二元酸和混合二元醇合成的具有高分子量的聚酯型多元醇与固化剂反应，同时添加环氧树脂、磷酸类、酸酐、胺类等化合物，从而大大提高黏合剂的耐高温性、耐水性、同时还提高黏合剂的耐酸性、耐油性。

虽然溶剂型聚氨酯黏合剂性能优良，工艺成熟，品种也比较多，但仍然有一些缺点：使用有机溶剂型黏合剂存在着有机溶剂的挥发问题。溶剂型聚氨酯黏合剂产品的固含量20~35%左右，而后75%的有机溶剂要求在80℃左右的烘道里短时间内挥发，排放量一般为干胶量的二至四倍，因此存在着大量溶剂对环境的污染和安全问题，并且耗用大量能源。另外，在黏合剂的生产过程中还存在着溶剂挥发造成的污染和易燃、易爆的安全问题。

此外溶剂型黏合剂还有成本高，毒性大，干法复合时溶剂脱除不净容易导致食品包装袋产生异味，甚至污染食品等问题。因此，随着人们环保意识的增强，此种类型黏合剂的使用量在不断下降，美国和欧盟已经限制使用聚氨酯黏合剂的干式复合薄膜不能应用于食品和药物包装。现在欧美发达国家使用此类黏合剂的包装从10年前的80%锐减到现在的30%。但是由于聚氨酯黏合剂的干式复合薄膜产品的优异性能，在没有明确作出限制使用的国家，干法复合仍然是塑料包装薄膜产品的主要复合工艺。

目前国内市场上的聚氨酯黏合剂牌号较多，大都是由聚酯多元醇的柔性链段与二异氰酸酯类的构成刚性链段的芳香族嵌段高分子，其差别无非在于柔性链段与刚性链段这两者的连接与排列的不同而已，而芳香族聚氨酯黏合剂水解后生成的芳香胺是一种致癌物质，如普通使用的甲苯二异氰酸酯（TDI）合成的黏合剂成品中含有游离的TDI、TDI高温蒸煮时水解生成甲苯二胺（TDA），此物质为中等致癌物质，美国食品药品管理局（FDA）因此严禁芳香族聚氨酯黏合剂用于食品药品包装，而有些国家允许使用，他们认为TDA含量低于1ppm时对人体无害，所以在允许芳香族聚氨酯作食品包装以避免在大吨位时回油阀漏油使用的同时又作了严格的规定，即规定蒸煮袋内装满4%的醋酸水溶液后，经121℃，40分钟蒸煮后，溶液中的芳胺含量必须小于0.008mg/L。我国的食品包装袋卫生标准中做了更严格的规定，规定总芳胺迁移量（以TDA计）应小于0.0004mg/L，所以复合生产厂家在使用聚氨酯黏合剂前必须通过紧缩实验认识材料在受紧缩时的力学性能和破坏特性除了要做各种条件下的剥离强度实验外，一定还要请有关部门做毒性测试，不可轻易使用，防止对人体健康产生危害。尽管采用上述复合薄膜黏合剂制作的蒸煮袋样品经检测无小分子物析出；按GB/T规定检验，符合食品卫生标准。但我国复合薄膜用聚氨酯黏合剂基本上都是双组分溶液型体系，一般品种国产黏合剂基本可以满足国内通用型复合薄膜的生产需求。高性能品种如能够耐121℃或135℃蒸煮的铝/塑复合膜生产用聚氨酯黏合剂过去主要依赖从日、德、美等国进口。近几年国内某些企业和研究单位已经研究开发成功数个品种的耐蒸煮聚氨酯黏合剂。所研制的耐蒸煮复合袋用聚氨酯黏合剂性能符合耐蒸煮复合袋的复合工艺要求，与相应进口产品性能相当。

笔者以为现在使用的溶剂型聚氨酯黏合剂，应该向环保型黏合剂过度。国内外目前正在积极开发无溶剂型和水性聚氨酯复合薄膜黏合剂，尤其前者更为活跃。目前国内外市场上已经有相应产品出售。

无溶剂型聚氨酯黏合剂

环保意识的增强促使人们积极开发无溶剂型聚氨酯黏合剂，无溶剂型聚氨酯黏合剂一般是由分子质量相对低的多元醇和多异氰酸酯或多异氰酸酯预聚物和多元醇或多元胺组成的双组分黏合剂。该类复合薄膜黏合剂应用于1974年，起始于德国，上世纪80年代起美国、意大利、法国、德国等已经开始大量使用无溶剂黏合剂，在欧美的使用量已超过该类复合膜制品加工总量的60%。

采用无溶剂黏合剂，不但没有溶剂的污染，减少了大量的能源消耗，而且复合制品中也没有残留溶剂造成的对内装物的污染和异味的产生，在生产过程中大大降低了发生火灾等的风险。

无溶剂黏合剂适用于各种塑料膜及铝箔的复合，游离二异氰酸酯的含量低，耐内容物性能优良，黏合剂的粘结强度高，铝塑复合膜制品可以耐高温蒸煮。

无溶剂黏合剂复合制品的质量，完全可以达到溶剂型黏合剂复合制品的质量。其主要特征有：

主剂采用端异氰酸根预聚体，这样使得黏合剂中的游离异氰酸根含量降低，进一步减少了对环境的污染，同时改变了热封强度差的问题。

降低了黏合剂的粘度，改善了黏合剂对膜的润湿性，提高了黏合剂杂膜表面的涂布分散性能。因此即提高无溶剂黏合剂复合制品的质量，也可提高机速、增加生产效率。

用无溶剂黏合剂干复，除具有使用溶剂型黏合剂干式复合的优点外，相对于溶剂型黏合剂还有以下特点：

不用有机溶剂，成本下降，而且没有有机溶剂挥发对环境的污染；

不需溶剂挥发干燥工段，降低了能耗；

复合薄膜没有残留溶剂损害问题，并消除了溶剂对印刷油墨的侵蚀；

不含有机溶剂，消除了复合基材易受溶剂和高温脱除溶剂而损坏的影响，使复合膜结构尺寸稳定性良好；设备较简单，占地面积小，节约了投资。

但是无溶剂复合黏合剂存在的问题也有以下几点：

价格较高，导致生产成本提高。

为提高黏合剂对薄膜的润湿性，要求黏合剂的粘度低，后果是使黏合剂初始内聚力低，粘结性不高，固化速度不够快，影响复合生产效率。

这第2个问题的原因主要是聚氨酯黏合剂主剂的相对分子量低，一般控制在3000～4000。若提高其相对分子量，则粘度太高，不易在复合膜上均匀涂布，则影响复合膜质量。但可通过提高涂布和复合温度（ 40℃）来降低粘度。

无溶剂双组分聚氨酯黏合剂的技术关键在于合成适当的端异氰酸根基团的主剂，必须达到以下要求：

达到要求的粘接强度；

具有良好的涂布性能；

粘度较低，以保证良好的工艺使用性能。

在合成的工艺路线选择方面，首先使用二元醇与二元酸合成聚酯，通过二元醇、二元酸的化学结构的选择和用量的配比，达到对聚酯分子量的调整，以满足端异氰酸根预聚体的要求，再与不同分子量、官能团的聚醚及异氰酸酯进行反应，合成端异氰酸根预聚体。

端异氰酸根预聚体是聚酯二元醇与MDI的齐聚物和聚醚二元醇与MDI的齐聚物的混合体；端羟基预聚体是聚酯二元醇与聚醚多元醇的混合体，羟基对异氰酯基团的比例应在1：16（摩尔比）左右。

在聚酯的选择方面，聚酯的分子结构对聚氨酯的性