政策扶持，發(fā)展潮流 環(huán)保型膠粘劑
2012年12月22日 現階段的膠粘劑多數為雙組分溶劑型聚氨酯膠粘劑，尚需向環(huán)保型膠粘劑過(guò)渡。國外正在積極開(kāi)發(fā)無(wú)溶劑型和水性聚氨酯復合薄膜膠粘劑，尤其前者更為活躍。DuPont、Henkel、Rohm&Haas、BASF、大日本油墨化學(xué)工業(yè)等公司已有產(chǎn)品，但大多為通用型。
1.無(wú)溶劑型聚氨酯膠粘劑
環(huán)保意識的增強促使人們積極開(kāi)發(fā)無(wú)溶劑型聚氨酯膠粘劑，它一般是由分子質(zhì)量相對低的多元醇和多異氰酸酯或多異氰酸酯預聚物和多元醇或多元胺組成的雙組分膠粘劑。該類(lèi)復合薄膜膠粘劑的應用于1974年起始于德國，1977年日本引進(jìn)該類(lèi)技術(shù)，到1997年已建成幾十條無(wú)溶劑復合薄膜生產(chǎn)線(xiàn)，在歐美已有50%以上的該類(lèi)膠粘劑用于干法復合薄膜工業(yè)，現已發(fā)展到第4代技術(shù)。某些高性能品種不僅初粘性好，也適用于鋁箔粘結，已有公司成功開(kāi)發(fā)出耐高溫蒸煮的特種結構的聚氨酯膠粘劑。
我國無(wú)溶劑復合薄膜生產(chǎn)線(xiàn)也有十幾條。北京市化工研究院于1984年從德國Henkel公司引進(jìn)無(wú)溶劑型聚氨酯膠粘劑生產(chǎn)技術(shù)，可供干法復合膜生產(chǎn)使用。因當時(shí)國內僅有一臺無(wú)溶劑復合機，故長(cháng)久未正式生產(chǎn)。受環(huán)保法規驅使，1990年，全國各地也陸續引進(jìn)相應復合生產(chǎn)線(xiàn)。但因存在某些技術(shù)問(wèn)題，開(kāi)工率不足。
筆者認為無(wú)溶劑復合膠粘劑的開(kāi)發(fā)應用無(wú)疑是膠粘劑發(fā)展的一個(gè)方向，但存在的問(wèn)題也不少。歸納起來(lái)有以下幾點(diǎn)：
(1)涂膠量雖少（僅1.5g/m2）,但其單價(jià)太高，普通膠約65元/千克，生產(chǎn)成本高。
(2)為提高膠粘劑對薄膜的潤濕性，要求膠粘劑的粘度低，后果是初始內聚力低，粘結性不高，固化速度不夠快，影響復合生產(chǎn)效率。這歸因于聚氨酯或聚酯主劑的相對分子量低，一般控制在3000～4000。若提高其相對分子量，則粘度太高，不易在復合膜上均勻涂布，極大地影響復合膜質(zhì)量。粘度一般應控制在2000～3000mPa.s�？赏ㄟ^(guò)提高涂布和復合溫度（>40℃），以降低粘度，但需考慮固化劑多異氰酸酯的安全性。
2.水性膠粘劑
水性膠粘劑是另一類(lèi)環(huán)保型膠粘劑。國外曾開(kāi)發(fā)水性丙烯酸酯膠粘劑，大多用異氰酸酯做固化劑（用異氰酸酯做固化劑則認為是聚氨酯膠粘劑范疇）。因其在北美原料充足，價(jià)格便宜，固含量高，粘度低，已成功地在復合薄膜市場(chǎng)中占有較大份額。但至今，薄膜-薄膜復合用水性丙烯酸酯膠粘劑仍存在一些問(wèn)題，如：
(1)技術(shù)性能一般，尤其在印刷薄膜上只能用于低檔產(chǎn)品。因通用型水性丙烯酸酯膠粘劑在印刷薄膜上復合的剝離強度低，當然剝離強度也取決于印刷油墨種類(lèi)。食品包裝袋薄膜以硝基纖維類(lèi)油墨用得較多，遺憾的是它與通用型水性丙烯酸酯膠粘劑很不相容，復合薄膜很易剝離，其強度僅為（0.1～0.5）N/15mm。在溶劑型和無(wú)溶劑型聚氨酯膠粘劑上不會(huì )發(fā)生這種現象，因為當這兩種膠粘劑將薄膜復合后遷移到油墨層時(shí)，仍可充當油墨的粘合劑，產(chǎn)生與印刷油墨層的內聚力。
(2)應變性差，膠膜相對分子量高而光澤度低，干燥時(shí)能耗大，復合薄膜時(shí)會(huì )產(chǎn)生氣泡等。
氫鍵和良好的交聯(lián)密度是獲得優(yōu)良復合粘結性的兩個(gè)關(guān)鍵要素。
由于化學(xué)本質(zhì)所決定，水性丙烯酸酯不具有強力的氫鍵，因此大部分丙烯酸酯膠粘劑的交聯(lián)性低。然而，單組分丙烯酸酯膠粘劑通常有很高的固含量、高剪切強度、高機械流動(dòng)性和長(cháng)適用期，這是其他水性膠粘劑所不及的。為改進(jìn)水性丙烯酸酯膠粘劑的粘結性而又保持其優(yōu)良特性，Rohm&Haas公司曾開(kāi)發(fā)了新雙組分丙烯酸/氨基甲酸酯雜化物。由于該體系分子中形成互穿網(wǎng)絡(luò )結構、氨基甲酸酯反應交聯(lián)點(diǎn)，與單組分丙烯酸酯膠粘劑相比又具有優(yōu)越的內聚強度、剝離強度、耐濕、耐熱和耐內容物等性能；與聚氨酯水性膠粘劑相比，其粘結性能相當或更優(yōu)。這一優(yōu)越性能，加之價(jià)格低廉，使其在食品復合膜包裝應用中具有較強的競爭力。
我國也有用于復合薄膜生產(chǎn)的丙烯酸酯膠粘劑，但性能一般。必須從主劑的化學(xué)結構上著(zhù)手改進(jìn)。
水性聚氨酯也可用于復合薄膜的復合，為提高其性能，國內外均在開(kāi)發(fā)應用可水分散的多異氰酸酯工藝技術(shù)。
3.其他環(huán)保型膠粘劑
復合薄膜用其他環(huán)保型膠粘劑有：UV固化和電子束固化型、濕固化型聚氨酯熱熔膠粘劑以及醇溶性膠粘劑等。其中醇溶性聚氨酯膠粘劑已在歐美科實(shí)業(yè)（深圳）有限公司等組織生產(chǎn)，它為塑料膜/鍍鋁膜所專(zhuān)用。
我國通用溶劑型聚氨酯復合膜用膠粘劑已大量生產(chǎn)，耐120～135℃蒸煮復合袋用高性能溶劑型聚氨酯膠粘劑也已開(kāi)發(fā)成功。環(huán)保型膠粘劑如醇溶性聚氨酯鍍鋁膜復合膠粘劑、無(wú)溶劑聚氨酯膠粘劑和水性膠粘劑均有生產(chǎn)。但或因價(jià)格問(wèn)題，或因質(zhì)量問(wèn)題，至今未像溶劑型膠粘劑那樣被廣泛采用。今后需積極組織力量從樹(shù)脂本身化學(xué)結構入手，研發(fā)符合各種要求的環(huán)保型復合薄膜膠粘劑。
1.無(wú)溶劑型聚氨酯膠粘劑
環(huán)保意識的增強促使人們積極開(kāi)發(fā)無(wú)溶劑型聚氨酯膠粘劑，它一般是由分子質(zhì)量相對低的多元醇和多異氰酸酯或多異氰酸酯預聚物和多元醇或多元胺組成的雙組分膠粘劑。該類(lèi)復合薄膜膠粘劑的應用于1974年起始于德國，1977年日本引進(jìn)該類(lèi)技術(shù)，到1997年已建成幾十條無(wú)溶劑復合薄膜生產(chǎn)線(xiàn)，在歐美已有50%以上的該類(lèi)膠粘劑用于干法復合薄膜工業(yè)，現已發(fā)展到第4代技術(shù)。某些高性能品種不僅初粘性好，也適用于鋁箔粘結，已有公司成功開(kāi)發(fā)出耐高溫蒸煮的特種結構的聚氨酯膠粘劑。
我國無(wú)溶劑復合薄膜生產(chǎn)線(xiàn)也有十幾條。北京市化工研究院于1984年從德國Henkel公司引進(jìn)無(wú)溶劑型聚氨酯膠粘劑生產(chǎn)技術(shù)，可供干法復合膜生產(chǎn)使用。因當時(shí)國內僅有一臺無(wú)溶劑復合機，故長(cháng)久未正式生產(chǎn)。受環(huán)保法規驅使，1990年，全國各地也陸續引進(jìn)相應復合生產(chǎn)線(xiàn)。但因存在某些技術(shù)問(wèn)題，開(kāi)工率不足。
筆者認為無(wú)溶劑復合膠粘劑的開(kāi)發(fā)應用無(wú)疑是膠粘劑發(fā)展的一個(gè)方向，但存在的問(wèn)題也不少。歸納起來(lái)有以下幾點(diǎn)：
(1)涂膠量雖少（僅1.5g/m2）,但其單價(jià)太高，普通膠約65元/千克，生產(chǎn)成本高。
(2)為提高膠粘劑對薄膜的潤濕性，要求膠粘劑的粘度低，后果是初始內聚力低，粘結性不高，固化速度不夠快，影響復合生產(chǎn)效率。這歸因于聚氨酯或聚酯主劑的相對分子量低，一般控制在3000～4000。若提高其相對分子量，則粘度太高，不易在復合膜上均勻涂布，極大地影響復合膜質(zhì)量。粘度一般應控制在2000～3000mPa.s�？赏ㄟ^(guò)提高涂布和復合溫度（>40℃），以降低粘度，但需考慮固化劑多異氰酸酯的安全性。
2.水性膠粘劑
水性膠粘劑是另一類(lèi)環(huán)保型膠粘劑。國外曾開(kāi)發(fā)水性丙烯酸酯膠粘劑，大多用異氰酸酯做固化劑（用異氰酸酯做固化劑則認為是聚氨酯膠粘劑范疇）。因其在北美原料充足，價(jià)格便宜，固含量高，粘度低，已成功地在復合薄膜市場(chǎng)中占有較大份額。但至今，薄膜-薄膜復合用水性丙烯酸酯膠粘劑仍存在一些問(wèn)題，如：
(1)技術(shù)性能一般，尤其在印刷薄膜上只能用于低檔產(chǎn)品。因通用型水性丙烯酸酯膠粘劑在印刷薄膜上復合的剝離強度低，當然剝離強度也取決于印刷油墨種類(lèi)。食品包裝袋薄膜以硝基纖維類(lèi)油墨用得較多，遺憾的是它與通用型水性丙烯酸酯膠粘劑很不相容，復合薄膜很易剝離，其強度僅為（0.1～0.5）N/15mm。在溶劑型和無(wú)溶劑型聚氨酯膠粘劑上不會(huì )發(fā)生這種現象，因為當這兩種膠粘劑將薄膜復合后遷移到油墨層時(shí)，仍可充當油墨的粘合劑，產(chǎn)生與印刷油墨層的內聚力。
(2)應變性差，膠膜相對分子量高而光澤度低，干燥時(shí)能耗大，復合薄膜時(shí)會(huì )產(chǎn)生氣泡等。
氫鍵和良好的交聯(lián)密度是獲得優(yōu)良復合粘結性的兩個(gè)關(guān)鍵要素。
由于化學(xué)本質(zhì)所決定，水性丙烯酸酯不具有強力的氫鍵，因此大部分丙烯酸酯膠粘劑的交聯(lián)性低。然而，單組分丙烯酸酯膠粘劑通常有很高的固含量、高剪切強度、高機械流動(dòng)性和長(cháng)適用期，這是其他水性膠粘劑所不及的。為改進(jìn)水性丙烯酸酯膠粘劑的粘結性而又保持其優(yōu)良特性，Rohm&Haas公司曾開(kāi)發(fā)了新雙組分丙烯酸/氨基甲酸酯雜化物。由于該體系分子中形成互穿網(wǎng)絡(luò )結構、氨基甲酸酯反應交聯(lián)點(diǎn)，與單組分丙烯酸酯膠粘劑相比又具有優(yōu)越的內聚強度、剝離強度、耐濕、耐熱和耐內容物等性能；與聚氨酯水性膠粘劑相比，其粘結性能相當或更優(yōu)。這一優(yōu)越性能，加之價(jià)格低廉，使其在食品復合膜包裝應用中具有較強的競爭力。
我國也有用于復合薄膜生產(chǎn)的丙烯酸酯膠粘劑，但性能一般。必須從主劑的化學(xué)結構上著(zhù)手改進(jìn)。
水性聚氨酯也可用于復合薄膜的復合，為提高其性能，國內外均在開(kāi)發(fā)應用可水分散的多異氰酸酯工藝技術(shù)。
3.其他環(huán)保型膠粘劑
復合薄膜用其他環(huán)保型膠粘劑有：UV固化和電子束固化型、濕固化型聚氨酯熱熔膠粘劑以及醇溶性膠粘劑等。其中醇溶性聚氨酯膠粘劑已在歐美科實(shí)業(yè)（深圳）有限公司等組織生產(chǎn)，它為塑料膜/鍍鋁膜所專(zhuān)用。
我國通用溶劑型聚氨酯復合膜用膠粘劑已大量生產(chǎn)，耐120～135℃蒸煮復合袋用高性能溶劑型聚氨酯膠粘劑也已開(kāi)發(fā)成功。環(huán)保型膠粘劑如醇溶性聚氨酯鍍鋁膜復合膠粘劑、無(wú)溶劑聚氨酯膠粘劑和水性膠粘劑均有生產(chǎn)。但或因價(jià)格問(wèn)題，或因質(zhì)量問(wèn)題，至今未像溶劑型膠粘劑那樣被廣泛采用。今后需積極組織力量從樹(shù)脂本身化學(xué)結構入手，研發(fā)符合各種要求的環(huán)保型復合薄膜膠粘劑。
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