双组分聚氨酯胶粘剂介绍及特点

聚氨酯复膜胶
干法复合用胶粘剂
    干法复合是指使用胶粘剂把二种薄膜基材粘合在一起，胶粘涂布在基材薄膜上以后，靠加热干燥去除溶剂和发生化学反应进复合(压合)，因此称干法复合工艺。湿法复合是将胶粘剂涂在一种基材薄膜上，在胶粘剂没有烘干之前，另一种基材薄膜就贴上去了然后再把贴复好的薄膜烘干或晾干，这种工艺称湿法复合。湿法合的基膜中，最少有一种透湿性很好的材料、如纸张、木材、织等。如果被复合的基材透湿性很差，如塑料薄膜、铝箔、那么贴好后，由于溶剂总是要气化的，透不出去时就要产生气泡、剥落等缺陷。因此湿法复合受基材薄膜的限制，只能制造比较低档的复合包装材料，如纸与铝箔复合的香烟包装纸。
1.干法复合工艺的优缺点
    (1)优点基材薄膜选择的范围广，可以制成2层、3层、4层等多层的复合薄膜，复合牢度高，可以高达9.8N／15mm的剥离强度。因此，可以生产像高温蒸煮袋那样的高强度、高性能的复合制品。复合速度比较快，一般为150-180m／min，最大可达250m/min。复合薄膜可以表面印刷，也可以反面印刷。另外制成的复合薄膜尺寸精密度高，热封性能优良。
    (2)缺点需要用胶粘剂，因此存在有机溶剂的残留量和环径污染问题。软化点低的基材薄膜经过热风通道时易收缩，容易引起变形。基材薄膜的厚度要求具有较高的精密度。
2．复合包装薄膜用胶粘剂具备的性能
    干法复合工艺中，胶粘剂是影响薄膜品质性能的关键因素，因此食品包装复合薄膜用胶粘剂应具备下述性能。
    (1)粘合性复合包装薄膜是采用多种不同性质的材料、以胶粘剂把它们粘接起来制成的，所以，胶粘剂必须对各种薄膜都具有良好的粘合力。如果只对其中的—种粘得牢，而对另一种薄膜却粘不住，必然无法操作。在复合包装薄膜中使用的基材有塑料、铝箔、纸张等，而塑料又有各种类型，它们的表面特性各不相同。面对如此众多的且复杂的材料，胶粘剂必须具有同时能粘合二种不同材料的，陆能。
    (2)柔软性复合包装材料之所以受到广泛的欢迎，轻柔性是很重要的，现在人们把以塑料为主的复合材料称为软性包装材料。这除了本身要柔软、可折叠外，胶粘剂本身也要具备这种性能。如果胶膜坚硬、性脆，不可折叠，则失去了包装的意义。
    (3)耐热性许多食品包装在制造加工操作中要经受高温(180-220℃)，例如，在热封制袋时，热刀的温度有时会高达220℃才能把复合薄膜做成袋子。另外，许多食品用复合薄膜包装好后，要经受高温杀菌灭菌处理，例如，蒸煮食品要经121～135℃／30min轧高温蒸煮杀菌，酸奶、果酱等也要经受80-100℃高温的处理。这就不仅仅要求各种基材薄膜经受起高温的考验，所使用的胶粘剂也要能经受得起高温的考验。如果胶粘剂只能在常温下使用，而不能耐高温，则经高温处理后，原来复合好的基材薄膜要分层剥离，那就不是复合包装薄膜了。这一点必须在选用胶粘剂时慎重考虑。
    (4)耐寒性许多食品包装后要低温冷藏或冷冻保存，这就要求包装薄膜本身能耐低温。如果胶粘剂在低温下发生变硬、发脆、分层、剥离、脱胶等现象是不行的。有时可能同时要求耐热、耐寒的包装，其胶粘剂品种必须符合要求。
    (5)抗介质性食品本身是一种成分非常复杂的物质，含水、油、盐、酒，还有辣、香料，甚至醋酸、柠檬酸、乳酸、糖、硫化物、氧化物等。面对这些复杂的成分，包装后又要经受高低温处理和长期贮存的考验，要保持包装薄膜的完美无缺，除了基材薄膜本身的优良抗介质侵蚀能力外，胶粘剂的稳定性也很重要，要能教各种介质的侵蚀，否则会引起复合薄膜分层剥离，失去包装作用。
    (6)安全卫生性食品包装复合薄膜所保护的、所包装的寿是人们直接人口的，为了对消费者身体的健康安全负责，不仅基材薄膜要无味、无臭、无毒，所使用的胶粘剂也要具有相同的性能，安全卫生性是世界各国都十分重视的大问题。我国业已制订了复包装材料卫生标准(GB9683-88)。
    除此之外，对胶粘剂的外观、透明性、流动性、抗寒性(不冻结性)、初粘力、施胶操作性等都有一定要求。
普通包装用复合薄膜胶粘剂
    普通包装用复合薄膜聚氨酯胶粘剂一般包括干燥食品(又叫轻品)包装用胶和耐70～100℃煮沸杀菌用的蒸馏食品包装用胶。通此类胶粘剂为双组分溶剂型聚氨酯胶粘剂，宅剂是聚醚或聚酯多醇经芳香异氰酸酯改性后含羟基的聚氨酯多元醇(称甲组分)，固剂是芳香异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物(称乙组分)。使用时甲组分与乙组分按一定比例混合，再用醋酸乙酯稀释到一定浓度，进行施胶涂布。
使用方法
    胶粘剂使用方法是否合理直接影响复合薄膜的质量，每种牌号胶粘剂都有其自身的特点，在使用前必须详细了解生产厂家的有关使用说明。在此简单介绍胶液配制、涂胶量以及复合与熟化的基本方法，(详细内容可参见干法复合薄膜制备工艺)。
    (1)胶液配制按胶粘剂产品规格确定甲、乙组分的配比(参看表)。胶粘剂使用的工作浓度为25％—40％，稀释的溶剂是醋酸乙酯，要求醋酸乙酯的含量≥99．8％，含水量不超过300*10-6，乙醇含量≤0.02％，醋酸含量低于0.005％。稀释时需注要求往主剂中加入醋酸乙酯，并进行充分搅拌后，再将固化剂加人到稀释好的主剂中，并充分搅拌均匀。一般配制好的胶粘剂存放于密闭容器中，可使用1-2天无明显影响复合薄膜质量的问题。
    (2)涂胶量涂胶量(以干胶量计算，g/m2)是影响复合薄膜粘合强度的重要因素之一，须根据复合薄膜使用目的和薄膜材质的不同确定涂胶量，干式复合薄膜的涂胶量见表15。
    (3)复合与熟化涂上胶粘剂的薄膜在50-80℃的烘道进行干燥，复合辊温控制为50-90℃,复合压力为0.25-0.4MPa。复合后的薄膜通常需要在室温下（不低于20℃）放置8天以上才能完全固化。为了缩短固化时间，熟化温度可在40-65℃进行，熟化时间为24—48h。
121℃蒸煮杀菌用复合薄膜胶粘剂
    耐121℃蒸煮杀菌用复合薄膜胶粘剂适用于制备中温蒸煮袋（121℃下杀菌30min）。日本耐121℃蒸煮杀菌包装用复合薄膜聚氨酯胶粘剂品种与技术指标见下表16。
    ①日本东洋油墨制造公司产品。
    ②大日本油墨化学工业公司产品。
135℃高温蒸煮杀菌用复合薄膜胶粘剂
    耐135℃高温复合薄膜主要用于制造高温蒸煮袋，而高温蒸熏袋是60年代美国开发的，用于宇航员食品包装，在常温下放置使月寿命长。食用时，既可冷食又可热食，使用方便，节省保存的能量因此很受人们的欢迎。1964年日本大冢食品公司使用高温蒸煮袋(透明)包装咖哩食品获得成功。1970年日本销售高温蒸煮袋7000万只1971年销售1亿只，到现在，高温蒸煮袋的销售量仍以15％的年增长率迅速增长。
    高温蒸煮袋的特点是：①能杀死全部细菌，保存期长，透明象有1年以上适用期，而不透明铝箔(中间层)袋有2年以上的食品保存期；②透氧性和透湿性极小，内容物不发生腐败变质；③可以利用罐头食品的生产技术和设备，所以高温蒸煮袋又叫软罐头；④封口可靠，易于操作；⑤袋子留有裂口，易拆封，用手一撕即开封；⑥装璜印刷美观；⑦能在3min以内加热食用；⑧废弃物易处理；⑨可在常温下贮存。
    通常在85℃的温度下所有致病菌都会被杀死，但其中危害性员大的肉毒杆菌和孢子菌于135℃下、10min才能被杀死，所以要求锻造复合薄膜用的聚氨酯胶粘剂要耐135℃。
实例1：(主剂：聚对苯二甲酸—间苯二甲酸—壬二酸—乙二醇-环氧树脂)
    对苯二甲酸二甲酯194.2g、乙二醇248.3g、醋酸锌0.2g，通人氮气，于160-220℃进行酯交换反应，蒸出反应生成的甲醇后加人间苯二甲酸83.1g，于200—220℃进行酯化反应，蒸出反应生成的水，再加入壬二酸282.3g，于220-230℃进行酯化反应，慢慢减压，于220-230℃缩合60min后再减压至133Pa，于220～230℃缩合4h，制得数均分子量为50000的聚酯多元醇。
    将以上制得聚酯多元醇50g溶解于67g，醋酸乙酯中，加入苯酐2g、磷酸0.1g、环氧树脂(Epikote1002)15g，于60℃加热搅拌4h，制得固含量为50％粘稠液(主剂)。
    固化剂是含NCO％为17.3％的IPDI三聚体，用醋酸乙酯配制成固含量为50％的溶液。
    按主剂：固化剂=100：7.5(质量份数)配制成胶粘剂。
    复合薄膜的结构为聚酯薄膜(12/um)／胶粘剂／铝箔(9um)／胶粘剂／未拉伸聚丙烯(70um)，贴合后的薄膜于50℃固化3天。将复合薄膜裁成360mm*l5mm大小的试片，于拉力机上进行剥离强度测定，铝箔与未拉伸聚丙烯薄膜的剥离强度为1250g／15mm。
    将复合薄膜制成13cm*l7cm大小的食品袋，内装4．2％浓度的食醋，于135℃*30min,0.45MPa压力下进行热水杀菌后，于60℃保存7天未发现复合薄膜有分离现象。经耐热、耐酸试验后铝箔与聚丙烯薄膜的剥离强度为1000g／15mm。
    在胶粘剂组分中，添加1％Y-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)偶联剂，其耐热耐水解性能更优良。