采用膠粘劑的層壓薄膜復(fù)合方法因工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、適用范圍廣,發(fā)展迅速,成為我國(guó)軟包裝復(fù)合材料的主要生產(chǎn)工藝。聚氨酯膠粘劑因其主體樹(shù)脂分子中含有大量極性很強(qiáng)、化學(xué)活潑性很高的異氰酸酯基和氨酯基,與含有活潑氫的材料都有著優(yōu)良的化學(xué)粘接力,且其合成原料和助劑種類繁多,樹(shù)脂組成結(jié)構(gòu)和膠粘劑配方變化范圍大,可滿足不同基材粘接和使用條件的要求,適合各種材料的層壓復(fù)合薄膜。國(guó)內(nèi)薄膜復(fù)合用聚氨酯膠約8000噸/年,占聚氨酯膠總量的8%,但膠的生產(chǎn)、應(yīng)用技術(shù)相對(duì)滯后,以低端產(chǎn)品為主,商品類別混雜不規(guī)范,相當(dāng)部分的產(chǎn)品仍需進(jìn)口。
1 聚氨酯膠粘劑的分類
層壓復(fù)合工藝生產(chǎn)軟包裝薄膜復(fù)合材料膠粘劑是影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素,但目前軟包裝復(fù)合材料生產(chǎn)廠對(duì)聚氨酯粘合劑分類、商品膠的型號(hào)感到很困惑。聚氨酯膠粘劑從化學(xué)作用機(jī)理的觀點(diǎn)可分為3大類型:多異氰酸酯粘合劑,它是由多異氰酸酯單體溶解于適當(dāng)比例的溶劑中,可與橡膠混合來(lái)改性;異氰酸酯與多羥基化合物反應(yīng)后制成含端基為異氰酸酯基的聚氨酯預(yù)聚體粘合劑,其中又分為單組分和雙組分;由異氰酸酯與多羥基化合物充分反應(yīng)制成的溶液、乳液、薄膜、粉末等品種。從采用的多羥基化合物原料分聚酯型和聚醚型,聚酯型粘接較好,聚醚型水解穩(wěn)定性好,有較強(qiáng)的柔韌性、成本低,但初粘性較聚酯型差。從采用的多異氰酸酯的不同則有芳香族型如ＴＤＩ、ＭＤＩ、ＰＡＰＩ和脂肪族型如ＨＤＩ、ＩＰＤＩ2種。一般工廠則按商品出售的品種劃分為:ａ.多異氰酸酯溶液;ｂ.多異氰酸酯和橡膠溶液混合;ｃ.異氰酸酯預(yù)聚體與羥基化合物(包括水)制成的反應(yīng)型(單、雙組分);ｄ.封閉型;ｅ.彈性體型;ｆ.乳液型;ｇ.壓敏膠;ｈ.熱熔膠。
2 聚氨酯膠粘劑在軟包裝復(fù)合薄膜工藝中的應(yīng)用
軟包裝復(fù)合工藝中膠粘劑的選擇與使用條件取決于復(fù)合基材、復(fù)合產(chǎn)品用途及復(fù)合機(jī)工藝條件,主要使用前ａ.～ｃ.類型商品。膠的類型、組成、濃度、涂布量、干燥條件是相互聯(lián)系的,關(guān)鍵選擇適宜類型的聚氨酯膠用溶劑調(diào)整到與復(fù)合機(jī)速度相適應(yīng)的濃度,干燥條件要保證溶劑能充分揮發(fā)干燥,涂布量ＣＷ一般控制在于1.5～5.0ｇ•ｍ-2,可由ＣＷ=ＫμρＷ計(jì)算,式中Ｋ為轉(zhuǎn)移率,經(jīng)驗(yàn)值在1/4～1/6,隨涂布輥微孔、膠輥壓力、刮刀角度、薄膜表面狀態(tài)、膠粘劑粘度不同而變化;μ為涂布輥微孔深度;ρ為膠粘劑密度;Ｗ為膠粘劑的使用濃度(含固體%)。
2.1 通用的溶劑型聚氨酯膠粘劑
溶劑型膠粘劑因其易于調(diào)節(jié)和便于涂敷等優(yōu)點(diǎn),在國(guó)內(nèi)軟包裝復(fù)合用膠粘劑中占有絕大比例,其生產(chǎn)和使用技術(shù)較成熟。一般含30%～50%固體樹(shù)脂(少數(shù)50%以上),以低毒的酯、酮、醇類為溶劑,其膠可簡(jiǎn)單分為單組分和雙組份。
單組份一般為聚醚型端ＮＣＯ基在濕氣作用下生成取代脲擴(kuò)鏈或交聯(lián)成大分子,同時(shí)溶劑揮發(fā)而成膜固化,可適當(dāng)加擴(kuò)鏈劑來(lái)提高粘接強(qiáng)度,多用于紙塑復(fù)合產(chǎn)品,溶劑為無(wú)毒的酯類,該膠與橡膠-溶劑型比,粘接強(qiáng)度高,透明光亮,無(wú)難聞的苯類氣味。
雙組份普通型是復(fù)合用膠中最重要的品種,由甲乙雙組分組成,一般甲組分主劑為聚酯(或聚醚)多元醇與二異氰酸酯(如ＴＤＩ、ＭＤＩ)在特定條件下反應(yīng)數(shù)小時(shí)獲得氨基甲酸酯聚合物(端基為-ＯＨ),輔以溶劑來(lái)調(diào)節(jié)其粘度(0.5～6.5Ｐａ.ｓ)和固含量(35%～75%),乙組分固化劑為二異氰酸酯和三羥甲基丙烷加成物,端基為-ＮＣＯ。使用時(shí)甲乙組分以適當(dāng)比例混合,為了涂布均勻及有利浸潤(rùn),多數(shù)以醋酸乙酯為溶劑稀釋至工作濃度約20%使用。該膠粘劑初粘性大,對(duì)ＰＥ、ＯＰＰ、ＣＰＰ、ＰＥＴ、ＯＰＡ薄膜、鍍鋁膜、和鋁箔等均具有良好的粘接性能,適用于它們相互之間的干式復(fù)合,且兼具耐熱和抗介質(zhì)侵蝕,復(fù)合薄膜制品可包裝一般干燥食品、藥品等,耐100℃水煮,但不宜在高溫蒸煮時(shí)使用
