复合软包装用水性聚氨酯胶黏剂的特点
聚氨酯胶黏剂是软包装复合膜用胶黏剂中最重要的一种,有溶剂型、无溶剂型和水性聚氨酯胶黏剂三类。溶剂型胶黏剂由于有着火、爆炸的危险以及溶剂残留高等问题,不符合日益严格的环保法规要求,尚需向环保型胶黏剂过渡。软包装复合膜工业正在迅速采用水性聚氨酯胶黏剂来代替溶剂型聚氨酯胶黏剂。水性聚氨酯胶黏剂有干、湿法复合工艺复合。又可分为单组分、双组分两种。
水性聚氨酯复合粘合剂研制成功,标志着食品包装复合粘合剂“绿色时代”的真正到来!首先,水性聚氨酯复合粘合剂一般是采用自乳化法生产的,是一种100%的聚氨酯,不含任何添加剂;其次,水性聚氨酯复合粘合剂具有溶剂型聚氨酯复合粘合剂的一切优异性能;第三,水性聚氨酯复合粘合剂耐低温性能优于溶剂型聚氨酯,耐高温性能和溶剂型聚氨酯相当,这是水性聚丙烯酸酯乳液类复合粘合剂和无溶剂复合粘合剂无法比拟的;第四,卫生性能更好。没有溶剂型聚氨酯的游离TDI等问题,也不存在水解后产生芳香族伯胺这种致癌物质的问题,可以满足FDA和欧盟规定的溶剂残留、蒸发残渣、迁移量、极限迁移量、芳香族伯胺等各种要求;第五,满足当今社会对健康、安全、环保(HSE:Health、Safety、Environment)的要求;第六,使用工艺简单,在现有的干式复合机上就可以使用,适合了许多彩印厂急于生产高 卫生标准的产品、降低生产成本、而不需要做新的设备投入的要求。
复合软包装用水性聚氨酯胶黏剂应用现状
水性聚氨酯胶黏剂在国外已迅速发展。而在国内处于起步阶段,特别是应用在软包装方面的水性聚氨酯胶黏剂。复合软包装用水性聚氨酯胶黏剂有单组分和双组分。随着人们对水性聚氨酯复合胶黏剂优点的认识:无溶剂逸出,无着火爆炸的危险,产品的初粘性好,熟化时间短,不污染食品等特点,在食品包装领域用水性胶黏剂代替溶剂型胶黏剂是必然趋势。
国内一些厂家已经开发出了复合软包装用水性聚氨酯胶黏剂,品种齐全,能够满足厂家的各种需求。如北京高盟公司,从单组分YH662纸-塑、纸-铝复合、单组分YH663烟包镭射镀铝的转移复合、单组分YH665 BOPP、PVDC和PVC低涂,到双组分YH667/YH667B通用型、YH667G/YH667GB 高热剥离型,YH668/YH668B水煮型,再到双组分YH669/YH669B耐121℃高温蒸煮型,涵盖软包装各个领域。
复合软包装用水性与溶剂型聚氨酯胶黏剂的性能对比
双组分水性聚氨酯复合粘合剂与溶剂型聚氨酯胶黏剂性能对比如下表:
从上表我们看出,双组分水性聚氨酯胶粘剂无论从粘合各种膜的种类还是粘结强度都已达到了溶剂型胶黏剂的水平,特别是PA/PE这种结构,其粘结强度远大于溶剂型胶黏剂,且其上胶量还远低于溶剂型胶黏剂,使用成本低。
复合软包装用水性聚氨酯胶黏剂的操作工艺
复合薄膜的生产方法主要是挤出复合和干法复合,目前水性聚氨酯复合胶主要用于干法复合。但北京高盟也已推出一款挤出复合用水性聚氨酯胶黏剂YH600/YH600B。干法复合就是指用胶黏剂把两种薄膜基材黏合在一起,胶黏剂涂布在基材薄膜上以后,靠加热干燥去除水分、溶剂,发生化学反应进行复合。
通过干法层压使用水性聚氨酯胶黏剂时,为了使涂布在薄膜上的胶中水分充分挥发,并活化胶层,需要将薄膜通过干燥装置,并对风量、风速、温度进行控制。一般要求温度高于70℃,并保证强鼓风。复合辊温度一般控制在50~90℃,在不影响产品质量的前提下,尽可能趋向高温。对热敏感性材料,加热会使材料变形,需要降低热活化温度。
我们建议基材在线电晕处理,确保基材表面能达到复合要求。
1.配胶:在搅拌条件下将固化剂缓慢加入主剂中,搅拌均匀,放置5min消泡,最好使用隔膜泵送料,混合后的胶粘剂请在8h内用完,余胶需冷藏(5~10℃)放置, 可在约16h内使用。
2.涂布量:干基涂布量在1.0~2.0g / m2 之间选择,需进行热加工或深度加工的复合膜,涂布量增大。
3.网线辊:建议使用160~200线网线辊,网坑深度30~35μm。
4.干燥:干燥系统分三段时,从膜入口到出口的温度控制在60~70℃、70~80℃、80~90℃之间。
5.复合温度:一般控制在60~90℃,高速复合时最好在80℃以上。
6.烘道风速:为使薄膜上的水分挥发干净,干燥装置应有足够的风量和风速。建议为8~12m/s,不能小于6m/s。
7. 复合压力:在不损坏薄膜的情况下,应尽可能提高复合压力。
8.熟化:最好在50℃±5℃下熟化不低于12h。
9.停机时,提起刮刀,让涂胶辊接触胶水并保持转动。如停机时间过长,处理掉胶槽内的胶水,彻底清洁上胶辊。如果发生堵版,及时使用乙酸乙酯或丁酮清理。
结束语
国内复合软包装用聚氨酯粘合剂每年以15%的速度增长。总的趋势是向无毒、低毒、高固体含量、低粘度方向发展。由于受国内软包装工业的设备、技术和生产状况的限制,溶剂型聚氨酯粘合剂依然是复合软包装的主流产品。但在食品工业中,常用各种层压复合薄膜对食品、饮料和调味品等进行包装,层压复合薄膜由于溶剂型胶黏剂的溶剂残留问题,不利于人体健康,因此,在食品包装领域中用水性胶代替溶剂胶是必然趋势。且水性聚氨酯复合粘合剂因具有溶剂型聚氨酯的一切优点,将具有巨大的优势和发展潜力。无溶剂型聚氨酯粘合剂主要受设备、技术水平和生产规模的限制,近两年不会成为主流。未来几年,水性复合粘合剂将继续保持快速增长,市场容量不断增加。随着国家环保政策的引导和各种法规的出台和人们环保意识的不断增强,安全、环保型的水性复合粘合剂必将越来越受到重视,那些含有损害环境和人们健康的材料终将退出中国的软包装市场。