醇溶性雙組分聚氨酯膠粘劑在復合膜中的應用
2006-09-09 18:31 來源:北京市化工研究院分院 作者:王永江 張建華 李偉 責編:中華印刷包裝網
摘要:醇溶性雙組分聚氨酯膠粘劑是本單位近幾年來獨立開發研制成功的新型復合膜用膠粘劑產品。具有與醇溶油墨適應性好、復膜制品中殘留溶劑低、耐爽滑劑性能良好、常溫熟化、對濕度不敏感、有利環保等突出特點。結合本單位研究進展工作提出了醇溶性雙組分聚氨酯膠粘劑的開發和未來發展趨勢。
關鍵詞:醇溶 聚氨酯 膠粘劑 雙組分
一、 前言
醇溶性雙組分聚氨酯膠粘劑是近年來在國內復合膜市場出現的一種新型膠粘劑。它的主要特點是:
1、與醇溶油墨適應性好;
2、復合膜制品殘留溶劑低;
3、耐滑劑性能好,復合后摩擦系數增加量少,對于高滑劑含量的薄膜,復合后粘接強度衰減。
4、無需加溫熟化,降低能耗;
5、醇類溶劑較醋酸乙酯便宜,降低了使用成本;
6、不含游離異氰酸酯單位,改善了操作環境;
7、對濕度不敏感,提高了膠粘劑的穩定性和適應性;
醇溶雙組分聚氨酯膠粘劑可用于塑膜/塑膜、塑膜/鍍鋁膜、紙/塑膜等多種材料結構的復合粘接,現國內廠家多將其用于淡味食品的輕包裝。由于我國社會經濟攻市場競爭的激烈,醇溶雙組分聚氨酯膠粘劑以其應用特點和能耗、環保等方面的優勢,逐漸獲得市場的重視。
二、 產品概貌
醇溶性雙組分聚氨酯膠粘劑為環保型的復合薄膜粘接材料,可廣泛在塑料膜、鍍鋁膜、紙張等薄膜層制品的復合和粘接過程中使用,主要應用于食品復合膜包裝行業,有優良的機器操作性,并且對多種材質涂布分散性很好?捎糜诰垡蚁、聚丙烯、鍍鋁膜、聚酯、尼龍等薄膜材料的粘接與復合。
目前,為了滿足復合膜的加工性和制成品的開口性,許多PE薄膜中使用了爽滑劑。在經歷復合、印刷等多道工序后,滑劑往往被侵蝕而降低滑性甚或失去爽滑性。醇溶雙組分聚氨酯膠粘劑經過特別設計后能使薄膜保持高爽滑性,并可以把爽滑劑的損失降到最低。值得一提的是復合薄膜時的,溫度提高會使爽滑劑在薄膜中的遷移性提高,而爽滑劑必須處于薄膜表層才能發揮作用,遷移性的提高會使爽滑劑不再全部停留于膜的表層,而向粘接層遷移,這樣會造成摩擦系數的增加和粘接強度的下降。因此薄膜在上膠干燥的過程中應保持溶劑可完全去除的最低溫度。
醇溶雙組分聚氨酯膠粘劑在使用中要加入固化劑。兩組分的配比用量可在一定范圍內調節,二者的穩定性良好,不會受空氣中濕度的影響而變質,可以保存較長時間而不改變膠粘劑的粘接性能。同一般聚氨酯膠粘劑相比,醇溶雙組分聚氨酯膠粘劑可在常溫下熟化,具有較理想的初始粘合力,且后期的粘接強度較高。
醇溶雙組分聚氨酯膠粘劑除可用乙醇稀釋以外,可與多種溶劑包括甲醇、正丙醇、異丙醇、等溶劑混合使用,同時可以不受環境高濕度的影響。也可根據復合需要調整不同溶劑的添加比例,來適應復合膜的復合。值得注意的是酮類或含酮類的溶劑在醇溶膠中被視為不純物,這是因為酮類如MEK、等會造成異味存留于復合膜中。因此酮類或含酮類的溶劑不能用于復合食品包裝。
使用乙醇作溶劑有幾點突出的優勢,一是其低廉的價格可以大大降低使用成本;二是可以優化工作環境降低對操作人員的損害。由于雙組分溶型聚氨酯膠粘采用乙醇作為溶劑,應避免高溫儲存,尤其不可陽光直曬。
三、 本單位的研究成果
醇溶聚氨酯膠粘劑在國外于上世紀80年代研制成功并推廣應用,而在我國的開發研究工作目前正處于起步階段。我們單位借助自己多年來對聚氨酯膠粘劑的研究開發經驗和技術力量,不斷的技術攻關,經過多年的努力終于打通了技術路線,拿到了目標產品。我單位研究生產的醇溶雙組分聚氨酯膠粘劑商品牌號為UF2870/UF9985E,相應指標見表1。復合加工時稀釋到固含量30~35%就可使用,干基涂布量可在2-3.5g/m2間選擇。復合后的薄膜制品常溫熟化,48小時可分切、制袋,5~7天達到最大強度。UF2870型膠粘劑對BOPP/CPP、BOPP/PE等塑膜/塑膜的復合,其初始剝離強度可達到2~3牛頓/15毫米,最終剝離強度能達到4~5牛頓/15毫米;對BOPP/鍍鋁膜、印刷膜/鍍鋁膜等塑膜/塑鋁膜的復合,也可達到2牛頓/15毫米以上,最終剝離強度達到3牛頓/15毫米以上,可滿足相關要求。
四、 本產品的開發意義
目前隨著我國經濟的蓬勃發展和國民生活質量的不斷提高,復合膜包裝行業的環保問題日益受到廣泛的重視。市場需要更加環保的復合用膠,而醇溶聚氨酯膠粘劑就是滿足這種需求的環保型產品。
國內外近年來聚氨酯膠粘劑同整個膠粘劑及涂料等行業一樣,發展的突出特點是適應環保、工業衛生、資源等方面的政策法規的要求,進行了產業結構的調整,努力降低有機溶劑型產品的比重,先進國家制定了環保法規,要求開發無公害膠粘劑,盡量減少溶劑使用量及溶劑的毒性,但是溶劑型膠粘劑有其獨特之處,在某些場合不可替代,因此在短時間內不可能全部取消。解決的辦法是選用低毒溶劑,提高工作液固含量及密閉通風操作,并采用溶劑回收裝置等。歐洲近年來提出了“綠色”溶劑的概念,即那些毒性不大,有的甚至可以生物分解,因而已從毒性釋放物質(TRI)和有機揮發物(VOC)名單中去除的溶劑,如乙醇等,以這些為溶劑的聚氨酯膠粘劑所受的環保壓力較小。
我國很多城市現在也越來越注重環保問題,對復合薄膜行業的污染日益關注。很多復合廠家急于尋找到污染小的膠粘劑用于生產,從而減小受到的環保壓力。雖然膠粘劑的發展終究要走向無溶劑化,但由于無溶劑型膠粘劑需要專用的無溶劑復合機,設備投資較大,近期內地無法在全國大面積推廣,因此目前醇溶型聚氨酯膠粘劑依然可以成為市場上的主流產品。
使用醇溶雙組分聚氨酯膠粘劑除去環保方面的優勢,另一主要特點就是可以降低使用成本。由于國內市場目前的乙醇價格低于醋酸乙酯的價格,而且,此膠粘劑只要常溫熟化即可,減少能耗,這些都有利于降低成本。
我們的醇溶雙組分聚氨酯膠粘劑的推廣上市工作才剛剛開始,實際應用經驗還比較少,但我們相信隨著廣大廠家的配合與協助,一定會使醇溶雙組分聚氨酯膠粘劑在復合薄膜行業中得到廣泛的應用。使復合膜行業進入一個新的發展階段。(peter)
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