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1、双组份醇溶性塑塑复合胶应用综述日期:2009年9月5日点击数:635包装材料的复合工艺有：干式复合，挤出复合，湿法复合和无溶剂复合等，我国自20世纪80年代初逐步开始大量采用干法复合工艺生产软包装材料，自此以后，随着原副材料：如薄膜，油墨，胶水等的技术进步，使得复合软包装材料在食品、药品、日用百货等多种商品的包装中得到了广泛的应用。干法复合是用粘合剂将薄膜与薄膜粘合，而每种薄膜材料又具有各自的特殊性，而制造出具有综合性能的复合型材料，该工艺的核心内容是先将溶剂型粘合剂涂布到待复合的基材表面，然后将粘合剂中的溶剂彻底烘干后，将需要复合的基材贴合在一起。干法复合工艺成熟、操作简便，产品性能优良，适
2、应范围广，应用十分广泛。长期以来，复合软包装行业在干法复合中所使用的粘合剂，一直以酯溶性聚氨酯胶粘剂为主流产品，目前我国干式复合用酯溶性聚氨酯胶粘剂的生产量，估计每年有6万吨左右。近年来环保的呼声日益增长，为了减少溶剂对环境的影响，业内广大工程技术人员长期致力于研究，或者努力减少干式复合中有机溶剂的危害，或者使用不含有有机溶剂的胶粘剂，已成功投入市场了：（1）高固体含量的、低粘度酯溶性聚氨酯粘合剂。（2）醇溶性酯粘合剂。（3）水性胶粘剂。（4）无溶剂聚氨酯粘合剂。首先得到大量应用的是酯溶性中的高固体含量、低粘度的酯溶性聚氨酯粘合剂，由于胶粘剂的分子结构和应用效果都和传统的酯溶性聚氨酯胶粘剂类似
3、，可以很好地适应产品应用上的需要，同时又可以再高固体含量下涂布，减少生产过程中溶剂的排放，因此这类产品已逐渐成为干法复合胶粘剂的一种主流产品，但它仅仅减少了溶剂的排放量，因此酯溶性聚氨酯胶粘剂固有的许多缺点并未得到根本的解决。在这样的背景下，对环境影响较小，安全卫生可靠性较高的新型粘合剂：醇溶性粘合剂已在生产实践中显现出强大的生命力。醇溶性聚氨酯胶粘剂和酯溶性聚氨酯胶粘剂一样，都是典型的溶剂型胶粘剂，表面上看似乎两种胶粘剂仅仅是所采用的容积不同，醇性聚氨酯胶粘剂以醇类物质（主要是乙醇）为溶剂，醇溶性聚氨酯胶粘剂则以酯类物质（主要是醋酸乙酯）为溶剂；实际上，两种黏合剂在分子结构上存在很大的差异，
4、从而引发出醇溶性胶粘剂许多独到的优点。近年来，醇溶性聚氨酯粘合剂以其良好的卫生性能，复合成本低廉优势和简单易用的工艺性已经赢得了业内人士的欢迎，开始替代醇溶性聚氨酯胶粘剂，逐步在复活软包装材料的干法复合生产领域推广应用，并取得了良好的实效。一、醇溶性粘合剂的安全卫生性醇溶性聚氨酯粘合剂以醋酸乙酯做溶剂，长期应用表明，它的粘接强度、工艺操作性等方面优势明显，能很好地满足应用上的需求，但由于其固化剂有较高的异氰酸酯端基（NCO基团），特别是含有毒性较大的游离甲苯二异氰酸酯（TDI），在涂胶过程中对工人的健康有极大的危害。甚至有人认为用它复合的制品在存储和使用过程中，还有可能发生TDI水解，释放出甲
5、苯二氨（TDA），而TDA是一种致癌物质，对人体健康有潜在的危害，另外，醇溶性聚氨酯胶粘剂所使用的溶剂醋酸乙酯，也有一定毒性和极强的刺激性，危害工人身体健康，对环境也会造成污染。而醇溶性聚氨酯粘合剂本身不含NCO基团和剧毒的游离TDI组分，而且复合过程中所使用的溶剂乙醇也是低毒的化工产品，因此被认为是符合社会发展需要的环保型胶粘剂。醋酸乙酯和乙醇的毒理学数据对比如表1，醋酸乙酯和乙醇的毒理学数据项 目醋酸乙酯项 目乙醇LD505760mg/m3，8h（大鼠吸入）LD5037620mg/m3，（大鼠吸入）LD505620mg/kg（大鼠经口）LD5013700mg/kg（大鼠经口）LD50494
6、0mg/kg（兔经口）LD507060mg/kg（兔经口）最高容许浓度300mg/m3最高容许浓度1880mg/m3如表2，醋酸乙酯和甲醇的毒理学数据项 目醋酸乙酯项 目甲醇LD505760mg/m3，8h（大鼠吸入）LD5064000ppm/4H，（大鼠吸入）LD505620mg/kg（大鼠经口）LD505628mg/kg（大鼠经口）LD504940mg/kg（兔经口）LD5015800mg/kg（兔经皮）最高容许浓度300mg/m3最高容许浓度350mg/m3由表1和表2中列举的数据可以看出，乙醇的毒性明显低于醋酸乙酯，而且众所周知，乙醇可用于食品工业和家庭食品的烹调其卫生可靠性经过长期的
7、考验，得到社会的普遍认同。而甲醇和醋酸乙酯的毒性相当。二、醇溶性粘合剂的工艺性除了环保、卫生性之外，在干法复合的应用中，醇溶性聚氨酯胶粘剂较酯溶性聚氨酯胶粘剂，在工艺性等方面还表现出许多明显的优势。1.复合工艺性能稳定，不受空气中湿度变化的影响如前所述，醇溶性聚氨酯胶粘剂的固化剂中，含有较高的异氰酸酯端基（NCO基团）和游离的甲苯二异氰酸酯（TDI），胶粘剂是依靠固化剂中的异氰酸酯与主剂分子中的羟基发生反应而交联固化，异氰酸酯是化学活性极强的基团，在潮湿的环境中，它会在和空气中的水蒸气发生化学反应，过程中消耗掉，导致交联活性下降，从而造成酯溶性聚氨酯胶粘剂的干法复合产品熟化不完全，层间粘结强度
8、不足，复合产品剥离强度下降，特别是东南沿海地区的梅雨季节，在车间没有除湿设施的情况下，很容易发生大面积的质量事故；醇溶性聚氨酯胶粘剂分子链不含异氰酸酯端基，也不含游离异氰酸酯单体，对水蒸气不敏感，不会因空气的湿度过高而导致产品质量的明显下降。2.简单易用使用醇溶性聚氨酯胶粘剂，不需更新现有干法复合设备，因此不需投入额外的设备更新等费用，既可提高产品档次，又适应环境保护的要求。同时，醇溶性聚氨酯胶粘剂操作方法与现有的醋酸乙酯溶剂型聚氨酯胶粘剂基本相同，不需对干法复合的操作人员进行特殊的培训。三、醇溶性粘合剂的经济性1.醇溶胶用乙醇做稀释剂，其价格与酯溶胶用的醋酸乙酯基本相当，但乙醇比醋酸乙酯的卫
9、生安全性能更优。如果醇溶胶用甲醇做稀释剂时，其价格比醋酸乙酯要低的很多，而甲醇和醋酸乙酯的卫生安全性能又相当的。市售天然气级甲醇在2000元/吨左右，而醋酸乙酯的价格在6000左右。2.醇溶胶的干基上胶量一般要求在12g/就能满足要求的剥离强度和复合外观状况，而酯溶胶干基上胶量要达到24g/才能满足要求的剥离强度和复合外观状况。上胶量少是醇溶胶使用成本低的最大优势。3.醇溶胶可以使用180线200线的网纹辊，在3545%的工作液浓度下涂布上胶，还能保证其复合产品的外观要求，这样就能提高车速和少用稀释剂，节约能源和提高效率。而普通酯溶胶一般在2030%的工作浓度下，使用120150线的网纹辊上胶
10、，稀释时大量的使用了溶剂，而复合时起粘合作用的是干基的粘合剂。市场上现有低粘度酯溶性胶在对网纹辊和工作浓度的要求上与醇溶胶基本相当。4.由于42%含量的醇溶胶的比重是0.91，70%含量的醇溶胶的比重是0.97，75%含量的普通酯溶胶的比重是1.08，故相同网纹辊体积下，醇溶胶的干基上胶量就比酯溶胶要少。5.醇溶胶属于快固化性粘合剂，复合膜熟化温度低，要求40熟化，节约能源。熟化时间短，一般要求1224小时，薄型包装膜可以不熟化或自然熟化，缩短了加工周期，提高了效率。6.使用醇溶胶时，工作液浓度选用酯溶胶工作浓度的80%，如酯溶胶工作浓度选25%时，那么在使用醇溶胶时，工作浓度就选用25%80
11、%=20%。7.醇溶胶与普通型醇溶胶使用成本数据举例分析：如：42%含量的醇溶胶市场售价为17元/公斤 75%含量的普通酯溶胶市场售价为17元/公斤 上胶辊都采用140线，深度50um 稀释剂：醋酸乙酯售价6000元/吨 甲醇售价：2200元/吨使用1000公斤75%含量的普通酯溶胶，而配置的工作液浓度为25%时共可以配置工作液：1000公斤胶+2000公斤乙酯=3000公斤共用去人民币：1000胶17元/公斤+2000公斤乙酯6元/公斤=29000元那么1公斤工作液=29000元/3000公斤=9.67元/公斤使用1000公斤42%含量的醇溶胶，而配置的工作液浓度为20%时共可以配置工作液：
12、1000公斤胶+1100公斤甲醇=2200公斤共用去人民币：1000胶17元/公斤+1100公斤甲醇2.2元/公斤=19420元那么1公斤工作液=19420元/2200公斤=8.83元/公斤通过测量醇溶胶20%的工作液的比重约为0.84，酯溶胶25%的工作液的比重约为0.98干基涂布量（g/)=0.2工作液浓度%网眼深度um工作液比重上述采用网纹辊上胶，条件一定下：酯溶胶上胶量=0.225%500.98=2.45g/醇溶胶上胶量=0.220%500.84=1.68g/那么，1000公斤酯溶胶+2000公斤乙酯配置的25%工作液浓度的3000公斤可以复合：（3000公斤25%1000g/kg）/
13、2.45g/=306122的膜，每复合膜用酯溶胶水成本=29000元/306122=0.0947元/那么，1000公斤醇溶胶+1100公斤甲醇配置的20%工作液浓度的2200公斤可以复合：（2200公斤20%1000g/kg）/1.68g/=261904的膜，每复合膜用醇溶胶成本=19420元/261904=0.0741元/即每复合膜节约成本：0.0947-0.0741=0.0206元/即使用1000公斤酯溶胶复合306122膜时可以节约成本：0.0206元/306122=6306元也可以这样理解：醇溶胶复合261904共用去人民币19420元可以计算出醇溶胶复合306122共用去人民币226
14、96元 酯溶胶复合306122共用去人民币29000元上述同样复合306122的膜用醇溶胶可以节约29000元-22696元=6303元即：理论上计算得出使用醇溶胶可以节约成本6303/29000=22%四、干式复合工艺和要点1.生产前准备：1）设备检查程序和酯溶性胶水干式复合一样。2）设备清洁：在使用醇溶胶产品时，请一定要将上胶辊，上胶循环系统、胶盘、刮刀先用乙酸乙酯完全清洗干净，确认彻底清洗干净后方可使用。（避免混合反应导致意外）。在循环使用醇溶胶产品中，用乙醇或甲醇清洗即可。3）复合薄膜检查：所使用材料是否符合工艺所规定的材料，表面张力（达因数）是否符合要求，印油墨面是否干燥等。不同材料
15、达因数要求材料BOPP、CPPONY（尼龙）VMPET，PETVMCPP、VMBOPPCPE、PE等表面张力（达因）38以上52以上50以上42以上表面张力可用达因笔检测，建议厂家配备38，42，48，52的达因笔一套。4）根据复合膜对强度的要求，结合网纹辊的线数和深度，先确定工作液的浓度。醇溶胶干基涂布量（g/）=0.2工作液浓度%网眼深度u工作液比重醇溶胶工作液比重：40%时0.895，30%时0.868，20%时0.842。不同上胶量网线辊选用参考表干胶量0.8-1.2g/1.2-2g/2-3g/线数/in170-190150-170120=150*网孔深度35-55um与线数搭配以保证上胶干基量 5）调胶：首先确认胶种和型号、溶剂种类正确及溶剂品质符合要求（醇溶胶使用的溶剂甲醇要求天然气级，乙醇要求含量95%，乙酯要求含水量3%以下，所以溶剂要求杂质及水份不能超过3%，若超标，可能引起胶水变白或浑浊）。以上工作完成
