復(fù)合軟包裝材料是由兩種或兩種以上不同性能的基材(膜),通過膠黏劑緊密地黏合起來的復(fù)合材料。目前,我國在復(fù)合軟包裝材料中使用最多、性能最好的膠黏劑,是溶劑型雙組分聚氨酯膠黏劑。這種類型的膠黏劑在國外已有五六十年的應(yīng)用歷史,而在我國只有二十五六年的應(yīng)用歷史,是自上個(gè)世紀(jì)80 年代初從國外進(jìn)口來制造復(fù)合軟包裝材料的。1981 年,上海的研究成果通過了國家級的技術(shù)鑒定,并在1984 年實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。經(jīng)過20 多年的發(fā)展,目前我國已有幾百家企業(yè)生產(chǎn)這種產(chǎn)品,年生產(chǎn)能力達(dá)10 萬噸左右,去年的實(shí)際產(chǎn)量約三萬五六千噸。提供的產(chǎn)品既有普通型的,又有功能性的;既有耐低溫的,也有耐135℃高溫的;既有食品、藥品包裝用的,也有抗液體農(nóng)藥腐蝕的;既有芳香族的,也有脂肪族的;既有溶劑型的,也有無溶劑的;既有酯溶性的,也有醇溶性的??偟膩碚f,別的國家有的,我們都有。 以下具體分析一下復(fù)合包裝用聚氨酯膠黏劑在我國的應(yīng)用歷史、現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢?! ∥覈鴱?fù)合軟包裝材料的發(fā)展起步比國外晚。上個(gè)世紀(jì)70年代后半期,上海開始研究用擠出復(fù)合和干式復(fù)合方法制造食品包裝的復(fù)合材料。1982 年,上海、大連、無錫率先從日本引進(jìn)比較先進(jìn)的大型軟包裝生產(chǎn)設(shè)備,從凹版印刷機(jī)、干式復(fù)合機(jī)、擠出復(fù)合機(jī)、分切機(jī)到制袋機(jī)和檢測設(shè)備,形成了完整的生產(chǎn)體系,同時(shí)也開始使用進(jìn)口的鋁箔、聚酯薄膜、聚丙烯、油墨和膠黏劑?! ?984年底,我國利用1981年通過國家鑒定的技術(shù),建成了第一個(gè)生產(chǎn)食品包裝用的溶劑型雙組分聚氨酯膠黏劑的工廠,使人們看到了膠黏劑國產(chǎn)化的前景,從此在短短的二三年內(nèi),迅速發(fā)展起十幾家膠黏劑生產(chǎn)企業(yè),而且規(guī)模也較大,年產(chǎn)量均在200~500 噸?! 〉搅松蟼€(gè)世紀(jì)90年代初,我國包裝工業(yè)突飛猛進(jìn),進(jìn)口的軟包裝生產(chǎn)線如雨后春筍般在各地出現(xiàn)。在巨大的市場誘惑下,膠黏劑的生產(chǎn)廠也迅猛發(fā)展。據(jù)最近統(tǒng)計(jì),全國已有約300家企業(yè)生產(chǎn)干式復(fù)合膠黏劑,年生產(chǎn)能力約10 萬噸。雙組分聚氨酯膠黏劑國產(chǎn)化20 多年來,不僅生產(chǎn)廠家多,產(chǎn)品型號品種也豐富了起來,某些品牌的產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到國際水平。近年來,在國內(nèi)市場的總消耗量中,國產(chǎn)產(chǎn)品已占到85% 以上?! 榱苏碱I(lǐng)中國市場,許多國外企業(yè)紛紛在中國投資建廠。日本武田藥品公司在蘇州的生產(chǎn)工廠已經(jīng)投入生產(chǎn),向中國市場提供普通型低價(jià)位的膠黏劑。美國羅門哈斯公司也已在上海設(shè)廠,在收購了莫頓公司以后,除了大力推廣水性膠黏劑外,也銷售溶劑型膠黏劑。漢高公司在上海的工廠已投產(chǎn)UK2860 型聚氨酯復(fù)合用膠黏劑。 在國產(chǎn)膠黏劑中,上海、北京的研究開發(fā)和產(chǎn)品質(zhì)量一直走在前頭。從歷史上看,從開發(fā)普通型膠黏劑到抗酸辣、耐介質(zhì)膠黏劑,從常溫使用的膠黏劑到耐煮沸直至耐高溫蒸煮膠黏劑,從一般性膠黏劑到功能性膠黏劑,從溶劑型膠黏劑到無溶劑膠黏劑,從芳香族膠黏劑到脂肪族聚氨酯膠黏劑,再到適應(yīng)某些液體乳油農(nóng)藥包裝的抗腐蝕性膠黏劑,從非阻燃膠黏劑到全阻燃膠黏劑,上海的科技人員都起到了開創(chuàng)領(lǐng)先的重要作用,產(chǎn)品質(zhì)量也處于先進(jìn)行列,用上海技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品,不僅可以代替進(jìn)口,而且還得到了國外用戶的認(rèn)可,上世紀(jì)90 年代初就實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)聚氨酯膠黏劑的出口。 現(xiàn)在,上海、北京、浙江、江蘇、廣東等地都能提供各種性能、滿足各種包裝要求的復(fù)合食品包裝材料用聚氨酯膠黏劑,其中上海烈銀化工公司能生產(chǎn)同時(shí)具有耐高溫、抗介質(zhì)侵蝕性能的LY-50A/LY-50AH 膠黏劑和LY-103A/LY-103B 功能性鍍鋁膜復(fù)合膠黏劑,以及可用于含鋁箔結(jié)構(gòu)又耐121~135℃高溫蒸煮的LY-9850R/LY-9875R、LY-135A/LY-135B 型膠黏劑和符合美國FDA 規(guī)范的耐121~124℃高溫蒸煮的LY-9850F/LY-9875F型脂肪族聚氨酯膠黏劑,還有LY-50VR 和LY-50VN 型液體乳油農(nóng)藥包裝的膠黏劑,而且還在2001 年研制成功了快固化且不增加復(fù)合膜的摩擦系數(shù)的LY-75FT/LY-75FTH 膠黏劑,在縮短固化時(shí)間、降低摩擦系數(shù)而保持良好開口性這兩個(gè)方面,與進(jìn)口同類產(chǎn)品相比毫不遜色。北京化工研究院有UK2850/UK5000 塑/塑復(fù)合耐121℃、30分鐘蒸煮的膠黏劑和UK8150/UK7330無溶劑膠黏劑,廣東中山康和公司有鍍鋁膜專用膠黏劑KH-VM80,深圳的歐美科公司有ECO501A/B 和ECO751A/B 醇溶性膠黏劑,北京高盟化工有YH502 耐高溫蒸煮膠黏劑等?! ?fù)合軟包裝用膠黏劑的發(fā)展趨勢有以下6個(gè)方向。1.向高固體含量、低黏度膠黏劑方向發(fā)展 最早的雙組分聚氨酯膠黏劑,其主劑的固體含量是35% 或50%,現(xiàn)在已提高到75% 或80%,歐洲地區(qū)已提高到88%,幾乎接近無溶劑了!固化劑的固體含量也由原來的60%、75% 提高到80% 左右。這主要是為了減少溶劑的排放量和降低生產(chǎn)成本。 過去,由于設(shè)備和工藝的關(guān)系,要求膠黏劑具備極好的初黏力,以保證在當(dāng)時(shí)的設(shè)備和工藝條件下復(fù)合物不產(chǎn)生皺折、“隧道”的缺陷,所以膠黏劑的分子量很高,黏度很大,而在復(fù)合時(shí)操作溶液的濃度要較低,(大多在20%~30%),以保證得到預(yù)先設(shè)定的上膠量和均勻的涂膠效果,以及復(fù)合產(chǎn)品的質(zhì)量。很明顯,這種低濃度含量的涂膠,必然導(dǎo)致大量的溶劑揮發(fā)到大氣中去,例如,操作溶液的濃度為20%,上膠量為3.5g/m2,那么,涂在每平方米基膜上的膠黏劑重量便是3.5/0.20=17.5(g),干燥時(shí)每平方米有14g溶劑變成氣體排放到空氣中,只剩下3.5g 干基膠黏劑。這種情況會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)大問題。 第一,大量有機(jī)溶劑(具體是醋酸乙酯)排放到大氣中,對空氣造成污染。這在越來越崇尚保護(hù)環(huán)境、防止污染的潮流下,顯然是不行的?! 〉诙谕磕z過程中,溶劑的作用只是幫助膠料方便、均勻地轉(zhuǎn)移到被涂膠的基材表面上去,一旦這個(gè)使命完成,就要全部離開,以便在干態(tài)下進(jìn)行復(fù)合。很明顯,溶劑對黏結(jié)力的高低不起什么作用。如果不考慮它前面所講的作用,僅從黏結(jié)效果和剝離力高低的角度來說,它簡直是多余的。像上面所講的操作溶液濃度為20%,涂膠量要求是3.5g/m2 時(shí),每平方米消耗的醋酸乙酯竟達(dá)14g,按現(xiàn)在每千克9 元的價(jià)格計(jì)算,每平方米消耗醋酸乙酯的成本為0.126 元。這0.126 元是跑到空氣中去“浪費(fèi)”掉的。高固體含量、低黏度膠黏劑可以配成較高濃度的操作溶液而仍保持預(yù)計(jì)的涂膠量并達(dá)到均勻的轉(zhuǎn)移,可以在40%~45% 的濃度下進(jìn)行操作。還是以上膠量為3.5g/m2為例,如果把操作溶液的濃度提高到45%,這時(shí),涂在每平方米基膜上的膠黏劑重量應(yīng)是3.5/0.45=7.78(g),干燥后揮發(fā)到空氣中的醋酸乙酯只有4.28g/m2,比前面的14g/m2,少了9.72g/m2,每平方米所消耗醋酸乙酯的成本只有0.03852元,比前面的0.126元節(jié)約了0.08748元,若再加上趕走9.72g醋酸乙酯消耗的熱能成本,節(jié)約下來的成本就更多了。 由此可見,這兩個(gè)原因正是發(fā)展高固體含量、低黏度膠黏劑的原動(dòng)力。但是,有一個(gè)問題必須引起注意,那就是固體含量提高、黏度降低了以后,膠黏劑的初黏力不應(yīng)降低。作為膠黏劑生產(chǎn)者,就不能用簡單的降低分子量的辦法去提高固體含量、維持較低的膠黏劑黏度,而應(yīng)該從膠黏劑分子結(jié)構(gòu)上去考慮,以生產(chǎn)出具有較高初黏力的高固體含量、低黏度產(chǎn)品來。據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn),初黏力(剝離強(qiáng)度)在1.0N/15mm 以下時(shí),復(fù)合物極易產(chǎn)生皺紋、“隧道”等故障;初黏力在1.0~1.8N/15mm,則故障有可能產(chǎn)生;當(dāng)初黏力大于1.8N/15mm 時(shí),就不會(huì)產(chǎn)生皺紋、“隧道”等故障。 (待續(xù))
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