溶劑型黏合劑(包括無機溶劑型和水性黏合劑等)的性能還未完全達到溶劑型黏合劑的水平,因而在當前以及今后較長一段時間里,溶劑型聚氨酯黏合劑仍將存在并大量使用。但是,溶劑型黏合劑在生產和使用過程中都會對人體健康和環境造成一定的危害,隨著人們安全意識和環保意識的不斷增強,特別是食品包裝材料強制性認證標準即將于明年開始執行,從原材料采購、生產工藝、產品使用過程中對人體的安全性、使用后的廢棄物對環境的安全性等方面都將作出嚴格的規定。
在此,向大家介紹符合綠色環保要求的醇溶型聚氨酯黏合劑,同時它也具有雙組分溶劑型聚氨酯黏合劑的基本優點,相信其今后必將占據一定的市場份額。
醇溶型雙組分聚氨酯黏合劑的特點
1.醇溶型雙組分聚氨酯黏合劑的突出優點
(1)不含游離的異氰酸酯單體,改善了操作環境。目前國內大多數黏合劑廠在雙組分酯溶型黏合劑的生產過程中,尤其是在固化劑的生產工藝上存在較大的問題,產品中往往含有大量游離的甲苯二異氰酸酯(簡稱TDI)單體。在復合過程中,由于加熱揮發的原因,TDI單體會隨著乙酸乙酯釋放出來。TDI有劇毒性,我們平時關注的是TDI對食品安全的影響,卻經常忽視TDI對操作環境的影響以及對操作人員身體健康的危害。
(2)對濕度不敏感,提高了黏合劑的穩定性和適應性。尤其是在長江以南地區,潮濕天氣在全年中占有相當高的比例,濕氣對雙組分酯溶型黏合劑的影響很大,經常會帶來復合質量問題。
(3)以乙醇為溶劑,生產成本降低,衛生性能好,對環境無污染。乙醇與乙酸乙酯相比,具有更低的毒性,并且通常情況下溶劑殘留較少。同時,乙醇價格便宜,僅相當于乙酸乙酯價格的一半。而且,醇溶型雙組分聚氨酯黏合劑的上膠量只相當于酯溶型黏合劑的70%~75%,可有效降低復合成本。
(4)對醇溶型聚氨酯印刷油墨具有良好的相容性和黏結性能。
(5)復合膜具有很好的透明性和較高的剝離強度,比單組分水性黏合劑適應的復合基材范圍更廣,剝離強度更高。在冬季溫度較低時,醇溶型聚氨酯黏合劑本身的抗凍性能也更佳。
(6)對復合設備的適應性好,采用一般的干式復合機即可直接進行生產,無須對設備進行改造。而無溶劑黏合劑需配備專門的復合設備;水性黏合劑由于水的表面張力較大,需配備專門的涂布輥,而且水蒸氣對復合設備還會造成一定的腐蝕。因此,醇溶型雙組分聚氨酯黏合劑更適合目前國內絕大多數軟包裝廠的設備情況。
(7)初黏性好,復合時不會產生隧道現象,可低溫或常溫熟化,降低熟化費用。
2.醇溶型雙組分聚氨酯黏合劑的缺點
與酯溶型黏合劑相比,醇溶型雙組分聚氨酯黏合劑也存在不足之處,主要有以下幾點。
(1)耐熱性不理想,不能用于100℃以上的蒸煮包裝復合。
(2)耐內容物性不好,其復合膜、袋在包裝有機液體、農藥等強腐蝕性的物質或產品時容易產生質量問題。
(3) 適應材料的廣泛性不及酯溶型黏合劑,主要是對于某些剝離強度要求較高的包裝結構,復合性能還達不到酯溶型黏合劑的水平。
(4)不能同酯溶型黏合劑共混,因此如果這兩種黏合劑要在同一臺干式復合機上交替使用時,需做好設備的清洗工作。
(5)國內目前仍大量使用氯化聚丙烯型含苯油墨,此類油墨對醇類溶劑比較敏感,若干式復合時控制不當,往往會產生未干發黏的現象。
醇溶型雙組分聚氨酯黏合劑應用試驗
以湖州歐美化學有限公司生產的醇溶型雙組分聚氨酯黏合劑為例,目前有3個品種:高固含量、通用型黏合劑AG-1070A/B;高固含量、高強度黏合劑AT-6070A/B;高固含量、鍍鋁膜型黏合劑AV-8070A/B。此外,還有相應的高初黏力型黏合劑。這些黏合劑產品可滿足客戶對塑/塑、塑/鋁、紙/鋁以及VMCPP、VMPET等包裝結構的要求,已經廣泛應用于生產藥品、餅干、方便面、干果、膨化食品、茶葉等產品的復合軟包裝。
下面是對這幾種醇溶型雙組分聚氨酯黏合劑應用特性的試驗。
1.AG-1070A/B
AG-1070A/B外觀呈淡黃色或無色透明,固含量為70%±2%,配比為AG-1070A∶AG-1070B=6∶1。
試驗條件:①黏合劑:工作濃度25%,黏度14.6s/25℃,上膠量2.1g/m2;②復合條件:日本富士復合機,復合速度100m/min,干燥溫度60℃、70℃、85℃,復合輥溫度60℃;③熟化條件:熟化溫度40℃,熟化時間24小時。
測量復合膜試樣的剝離強度,結果見表1。
表1 AG-1070A/B粘合劑應用試驗結果
2.AT-6070A/B
AT-6070A/B外觀呈淡黃色或無色透明,固含量70%±2%,配比為AT-6070A∶AT-6070B=6∶1。
試驗條件:①黏合劑:工作濃度25%,黏度14.6s/25℃,上膠量2.1g/m2;②復合條件:日本富士復合機,復合速度100m/min,干燥溫度60℃、70℃、85℃,復合輥溫度60℃;③熟化條件:熟化溫度40℃,熟化時間24小時。
測量復合膜試樣的剝離強度,結果見表2。
表2 AT-6070A/B粘合劑應用試驗結果
3.AV-8070A/B
AV-8070A/B外觀呈淡黃色或無色透明,固含量70%±2%,配比為AV-8070A∶AV-8070B=16∶1。
試驗條件:①黏合劑:工作濃度25%,黏度15.4s/25℃,上膠量1.9g/m2;②復合條件:日本富士復合機,復合速度100m/min,干燥溫度60℃、70℃、85℃,復合輥溫度60℃;③熟化條件:熟化溫度40℃,熟化時間24小時。
測量復合膜試樣的剝離強度,結果見表3。
表3 AV-8070A/B粘合劑應用試驗結果
的不斷提高,復合膜包裝的環保問題受到日益廣泛的重視,歐美化學公司憑借自身的研發力量,不但完全替代了進口的醇溶型黏合劑,而且帶動了整個行業對環保產品的重視。近年來國內已有一些廠家開始生產醇溶型黏合劑,如北京化工研究院、浙江新東方等、目前已形成了1000噸左右的市場規模,今后其市場覆蓋率必將不斷得到提高。