双组份醇溶性塑塑复合胶应用综述

包装材料的复合工艺有：干式复合，挤出复合，湿法复合和无溶剂复合等，我国自20世纪80年代初逐步开始大量采用干法复合工艺生产软包装材料，自此以后，随着原副材料：如薄膜，油墨，胶水等的技术进步，使得复合软包装材料在食品、药品、日用百货等多种商品的包装中得到了广泛的应用。

干法复合是用粘合剂将薄膜与薄膜粘合，而每种薄膜材料又具有各自的特殊性，而制造出具有综合性能的复合型材料，该工艺的核心内容是先将溶剂型粘合剂涂布到待复合的基材表面，然后将粘合剂中的溶剂彻底烘干后，将需要复合的基材贴合在一起。干法复合工艺成熟、操作简便，产品性能优良，适应范围广，应用十分广泛。

长期以来，复合软包装行业在干法复合中所使用的粘合剂，一直以酯溶性聚氨酯胶粘剂为主流产品，目前我国干式复合用酯溶性聚氨酯胶粘剂的生产量，估计每年有6万吨左右。近年来环保的呼声日益增长，为了减少溶剂对环境的影响，业内广大工程技术人员长期致力于研究，或者努力减少干式复合中有机溶剂的危害，或者使用不含有有机溶剂的胶粘剂，已成功投入市场了：（1）高固体含量的、低粘度酯溶性聚氨酯粘合剂。（2）醇溶性酯粘合剂。（3）水性胶粘剂。（4）无溶剂聚氨酯粘合剂。首先得到大量应用的是酯溶性中的高固体含量、低粘度的酯溶性聚氨酯粘合剂，由于胶粘剂的分子结构和应用效果都和传统的酯溶性聚氨酯胶粘剂类似，可以很好地适应产品应用上的需要，同时又可以再高固体含量下涂布，减少生产过程中溶剂的排放，因此这类产品已逐渐成为干法复合胶粘剂的一种主流产品，但它仅仅减少了溶剂的排放量，因此酯溶性聚氨酯胶粘剂固有的许多缺点并未得到根本的解决。在这样的背景下，对环境影响较小，安全卫生可靠性较高的新型粘合剂：醇溶性粘合剂已在生产实践中显现出强大的生命力。

醇溶性聚氨酯胶粘剂和酯溶性聚氨酯胶粘剂一样，都是典型的溶剂型胶粘剂，表面上看似乎两种胶粘剂仅仅是所采用的容积不同，醇性聚氨酯胶粘剂以醇类物质（主要是乙醇）为溶剂，醇溶性聚氨酯胶粘剂则以酯类物质（主要是醋酸乙酯）为溶剂；实际上，两种黏合剂在分子结构上存在很大的差异，从而引发出醇溶性胶粘剂许多独到的优点。

近年来，醇溶性聚氨酯粘合剂以其良好的卫生性能，复合成本低廉优势和简单易用的工艺性已经赢得了业内人士的欢迎，开始替代醇溶性聚氨酯胶粘剂，逐步在复活软包装材料的干法复合生产领域推广应用，并取得了良好的实效。

一、醇溶性粘合剂的安全卫生性

醇溶性聚氨酯粘合剂以醋酸乙酯做溶剂，长期应用表明，它的粘接强度、工艺操作性等方面优势明显，能很好地满足应用上的需求，但由于其固化剂有较高的异氰酸酯端基（—NCO基团），特别是含有毒性较大的游离甲苯二异氰酸酯（TDI），在涂胶过程中对工人的健康有极大的危害。甚至有人认为用它复合的制品在存储和使用过程中，还有可能发生TDI水解，释放出甲苯二氨（TDA），而TDA是一种致癌物质，对人体健康有潜在的危害，另外，醇溶性聚氨酯胶粘剂所使用的溶剂醋酸乙酯，也有一定毒性和极强的刺激性，危害工人身体健康，对环境也会造成污染。而醇溶性聚氨酯粘合剂本身不含—NCO基团和剧毒的游离TDI组分，而且复合过程中所使用的溶剂乙醇也是低毒的化工产品，因此被认为是符合社会发展需要的环保型胶粘剂。

醋酸乙酯和乙醇的毒理学数据对比

如表1，醋酸乙酯和乙醇的毒理学数据

项 目	醋酸乙酯	项 目	乙醇
LD50	5760mg/m3，8h（大鼠吸入）	LD50	37620mg/m3，（大鼠吸入）
LD50	5620mg/kg（大鼠经口）	LD50	13700mg/kg（大鼠经口）
LD50	4940mg/kg（兔经口）	LD50	7060mg/kg（兔经口）
最高容许浓度	300mg/m3	最高容许浓度	1880mg/m3

如表2，醋酸乙酯和甲醇的毒理学数据

项 目	醋酸乙酯	项 目	甲醇
LD50	5760mg/m3，8h（大鼠吸入）	LD50	64000ppm/4H，（大鼠吸入）
LD50	5620mg/kg（大鼠经口）	LD50	5628mg/kg（大鼠经口）
LD50	4940mg/kg（兔经口）	LD50	15800mg/kg（兔经皮）
最高容许浓度	300mg/m3	最高容许浓度	350mg/m3

由表1和表2中列举的数据可以看出，乙醇的毒性明显低于醋酸乙酯，而且众所周知，乙醇可用于食品工业和家庭食品的烹调其卫生可靠性经过长期的考验，得到社会的普遍认同。而甲醇和醋酸乙酯的毒性相当。

二、醇溶性粘合剂的工艺性

除了环保、卫生性之外，在干法复合的应用中，醇溶性聚氨酯胶粘剂较酯溶性聚氨酯胶粘剂，在工艺性等方面还表现出许多明显的优势。

1.复合工艺性能稳定，不受空气中湿度变化的影响

如前所述，醇溶性聚氨酯胶粘剂的固化剂中，含有较高的异氰酸酯端基（—NCO基团）和游离的甲苯二异氰酸酯（TDI），胶粘剂是依靠固化剂中的异氰酸酯与主剂分子中的羟基发生反应而交联固化，异氰酸酯是化学活性极强的基团，在潮湿的环境中，它会在和空气中的水蒸气发生化学反应，过程中消耗掉，导致交联活性下降，从而造成酯溶性聚氨酯胶粘剂的干法复合产品熟化不完全，层间粘结强度不足，复合产品剥离强度下降，特别是东南沿海地区的梅雨季节，在车间没有除湿设施的情况下，很容易发生大面积的质量事故；醇溶性聚氨酯胶粘剂分子链不含异氰酸酯端基，也不含游离异氰酸酯单体，对水蒸气不敏感，不会因空气的湿度过高而导致产品质量的明显下降。

2.简单易用

使用醇溶性聚氨酯胶粘剂，不需更新现有干法复合设备，因此不需投入额外的设备更新等费用，既可提高产品档次，又适应环境保护的要求。同时，醇溶性聚氨酯胶粘剂操作方法与现有的醋酸乙酯溶剂型聚氨酯胶粘剂基本相同，不需对干法复合的操作人员进行特殊的培训。

三、醇溶性粘合剂的经济性

1.醇溶胶用乙醇做稀释剂，其价格与酯溶胶用的醋酸乙酯基本相当，但乙醇比醋酸乙酯的卫生安全性能更优。如果醇溶胶用甲醇做稀释剂时，其价格比醋酸乙酯要低的很多，而甲醇和醋酸乙酯的卫生安全性能又相当的。市售天然气级甲醇在2000元/吨左右，而醋酸乙酯的价格在6000左右。

2.醇溶胶的干基上胶量一般要求在1—2g/㎡就能满足要求的剥离强度和复合外观状况，而酯溶胶干基上胶量要达到2—4g/㎡才能满足要求的剥离强度和复合外观状况。上胶量少是醇溶胶使用成本低的最大优势。

3.醇溶胶可以使用180线—200线的网纹辊，在35—45%的工作液浓度下涂布上胶，还能保证其复合产品的外观要求，这样就能提高车速和少用稀释剂，节约能源和提高效率。而普通酯溶胶一般在20—30%的工作浓度下，使用120—150线的网纹辊上胶，稀释时大量的使用了溶剂，而复合时起粘合作用的是干基的粘合剂。市场上现有低粘度酯溶性胶在对网纹辊和工作浓度的要求上与醇溶胶基本相当。

4.由于42%含量的醇溶胶的比重是0.91，70%含量的醇溶胶的比重是0.97，75%含量的普通酯溶胶的比重是1.08，故相同网纹辊体积下，醇溶胶的干基上胶量就比酯溶胶要少。

5.醇溶胶属于快固化性粘合剂，复合膜熟化温度低，要求40℃熟化，节约能源。熟化时间短，一般要求12—24小时，薄型包装膜可以不熟化或自然熟化，缩短了加工周期，提高了效率。

6.使用醇溶胶时，工作液浓度选用酯溶胶工作浓度的80%，如酯溶胶工作浓度选25%时，那么在使用醇溶胶时，工作浓度就选用25%×80%=20%。

7.醇溶胶与普通型醇溶胶使用成本数据举例分析：

如：42%含量的醇溶胶市场售价为17元/公斤

75%含量的普通酯溶胶市场售价为17元/公斤

上胶辊都采用140线，深度50um

稀释剂：醋酸乙酯售价6000元/吨

甲醇售价：2200元/吨

使用1000公斤75%含量的普通酯溶胶，而配置的工作液浓度为25%时

共可以配置工作液：1000公斤胶+2000公斤乙酯=3000公斤

共用去人民币：1000胶×17元/公斤+2000公斤乙酯×6元/公斤=29000元

那么1公斤工作液=29000元/3000公斤=9.67元/公斤

使用1000公斤42%含量的醇溶胶，而配置的工作液浓度为20%时

共可以配置工作液：1000公斤胶+1100公斤甲醇=2200公斤

共用去人民币：1000胶×17元/公斤+1100公斤甲醇×2.2元/公斤=19420元

那么1公斤工作液=19420元/2200公斤=8.83元/公斤

通过测量醇溶胶20%的工作液的比重约为0.84，酯溶胶25%的工作液的比重约为0.98

干基涂布量（g/㎡)=0.2×工作液浓度%×网眼深度um×工作液比重

上述采用网纹辊上胶，条件一定下：

酯溶胶上胶量=0.2×25%×50×0.98=2.45g/㎡

醇溶胶上胶量=0.2×20%×50×0.84=1.68g/㎡

那么，1000公斤酯溶胶+2000公斤乙酯配置的25%工作液浓度的3000公斤可以复合：

（3000公斤×25%×1000g/kg）/2.45g/㎡=306122㎡的膜，

每㎡复合膜用酯溶胶水成本=29000元/306122㎡=0.0947元/㎡

那么，1000公斤醇溶胶+1100公斤甲醇配置的20%工作液浓度的2200公斤可以复合：

（2200公斤×20%×1000g/kg）/1.68g/㎡=261904㎡的膜，

每㎡复合膜用醇溶胶成本=19420元/261904㎡=0.0741元/㎡

即每㎡复合膜节约成本：0.0947-0.0741=0.0206元/㎡

即使用1000公斤酯溶胶复合306122㎡膜时可以节约成本：0.0206元/㎡×306122㎡=6306元

也可以这样理解：

醇溶胶复合261904㎡共用去人民币19420元

可以计算出醇溶胶复合306122㎡共用去人民币22696元

酯溶胶复合306122㎡共用去人民币29000元

上述同样复合306122㎡的膜用醇溶胶可以节约29000元-22696元=6303元

即：理论上计算得出使用醇溶胶可以节约成本6303/29000=22%

四、干式复合工艺和要点

1.生产前准备：

1）设备检查程序和酯溶性胶水干式复合一样。

2）设备清洁：在使用醇溶胶产品时，请一定要将上胶辊，上胶循环系统、胶盘、刮刀先用乙酸乙酯完全清洗干净，确认彻底清洗干净后方可使用。（避免混合反应导致意外）。在循环使用醇溶胶产品中，用乙醇或甲醇清洗即可。

3）复合薄膜检查：所使用材料是否符合工艺所规定的材料，表面张力（达因数）是否符合要求，印油墨面是否干燥等。

不同材料达因数要求

材料	BOPP、CPP	ONY（尼龙）	VMPET，PET	VMCPP、VMBOPP
	CPE、PE等
表面张力（达因）	38以上	52以上	50以上	42以上

表面张力可用达因笔检测，建议厂家配备38，42，48，52的达因笔一套。

4）根据复合膜对强度的要求，结合网纹辊的线数和深度，先确定工作液的浓度。

醇溶胶干基涂布量（g/㎡）=0.2×工作液浓度%×网眼深度u×工作液比重

醇溶胶工作液比重：40%时0.895，30%时0.868，20%时0.842。

不同上胶量网线辊选用参考表

干胶量	0.8-1.2g/㎡	1.2-2g/㎡	2-3g/㎡
线数/in	170-190	150-170	120=150

*网孔深度35-55um与线数搭配以保证上胶干基量

5）调胶：首先确认胶种和型号、溶剂种类正确及溶剂品质符合要求（醇溶胶使用的溶剂甲醇要求天然气级，乙醇要求含量＞95%，乙酯要求含水量＜3%以下，所以溶剂要求杂质及水份不能超过3%，若超标，可能引起胶水变白或浑浊）。以上工作完成后，准确称量主剂，固化剂和溶剂，按照先将溶剂把主剂搅拌均匀后再加入固化剂，后再搅拌均匀的工艺配制工作液。

6）溶剂要求：

醇溶性胶水可使用甲醇、乙醇、乙酸乙酯作为溶剂。

（1）甲醇应选用99%以上的精甲醇（天然气级的）。市面所售甲醇有天然气级、石油级、煤质级；天然气级的精甲醇纯度高，无色透明，气味很小；石油级次之；煤质级有刺激气味不合适做食品包装。

（2）乙醇应选用95%以上的乙醇，要求杂质及水分不能超过3%，若超标可能引起胶水变白或浑浊。

2.使用工艺：

1）涂胶注意事项：

在低速复合机上使用时，因胶液消耗很慢，胶槽中的胶液粘度变化很大，建议兑胶时少兑勤加，并用3#查恩杯随时对粘度进行监控，及时补充溶剂，以保证上胶的干基的一致性。

2）涂胶

由于醇溶胶流平性好的特点，为节约成本，降低溶剂使用量，推荐使用高网线，浅深度锥形网眼的上胶辊涂布上胶。

使用本公司系列醇溶胶时，建议采用150-190线，35-50um深度的网辊，工作浓度在25-40%之间选择。

附表：上胶网纹辊参数

锥形凹眼			格子型凹眼
线数/英寸	深度，um	体积，cm³/㎡	线数/英寸	深度，um	体积，cm³/㎡
40	200	68.7	35	220	96.3
45	160	62.8	45	200	94.9
55	150	50.2	55	165	70.0
65	110	46.0	65	150	69.4
75	100	32.4	75	135	64.6
90	90	29.9	85	120	58.1
100	85	25.3	95	100	49.8
110	80	24.2	110	95	45.3
120	75	23.4	120	85	41.1
130	65	19.4	130	75	34.1
140	55	16.3	140	70	31.6
150	50	14.9	150	60	26.7
160	40	11.7	165	55	23.5
180	35	9.7	180	45	19.2
220	25	6.16	200	30	12.0

    不同材料复合干胶量参考表

BOPP/珠光膜	BOPP/VMPET·VMC PP·CPP·PE	PET/PE	厚重（特殊要求）
0.8-1.2g/㎡	1.2-2g/㎡	1.5-2g/㎡	2-3g/㎡

3）烘箱，热压辊操作：

a.确认烘箱和热压辊预热到正常生产温度后再开始复合生产，避免产生不良产品。

b.如用乙醇做稀释剂，由于乙醇比乙酯的挥发速度慢，故应将烘道的中断温度和后断温度提高5-10℃，三段时即按：55℃-65℃、65℃-75℃、80℃-85℃的温度阶梯控制。同时应加大烘道的风量，使溶剂充分发挥，确保烘干，把溶剂残留降到最低。

c.使用甲醇和乙酯做稀释剂时，可以按正常温度工艺操作，只要保证溶剂充分发挥干净即可。

d.热压辊根据材料的特性在40-70℃下选择，适当的提高热压辊的温度可以增进复合膜的透明度和复合强度。

e.内膜是PE 膜时，为防止助剂析出而影响开口性，应将复合热压辊调在40-45℃。

f.在复合VMPET时，应提高热压辊温度到75-80℃，可有效的消除白点现象。

g.热压压力最好保证在0.6MPa以上，在保证膜不损伤的前提下，尽量提高压力。

4）熟化工艺

a.熟化温度为40-50℃，对于一般两层的轻薄包装膜熟化6-12小时，三层结构和厚重包装膜熟化16-24小时。

b.为防止PE膜中爽滑剂等物质经高温熟化后溢出，而影响开口性和剥离强度，建议在40-45℃下低温熟化。

5）工作液保存：

配好的胶液应尽量当天用完，未用完的，可用稀释剂稀释到10-15%的浓度，即一公斤的工作液加1-1.5公斤的溶剂，后密封保存。一般可以存放48小时，下次使用时做为稀释剂配入新调配的工作液里，若胶液发白或成果冻状，则不能使用。

五、特别说明

1.醇溶胶不适合用于复合需巴氏杀菌，水煮包装，高温蒸煮包装袋类的产品

2.醇溶胶与包装产品内容物：醇溶胶适合生产内容物无刺激性、挥发性、破坏性的包装。对于新的产品结构及特殊包装物、包装条件和包装含酒精，酸，碱等的液体包装和萘，卫生丸类等的固体包装时，请预先进行工艺试验，经确认安全后方能使用本粘合剂。

3.醇溶胶不适用于水剂，酸碱性的液体包装。

4.本醇溶胶不可与酯溶性胶以及其他公司的醇溶胶混用。

5.醇溶胶复合膜经熟化后，粘合面偶尔会有轻度的返粘现象，属正常，不影响产品质量。

6.醇溶胶对油墨有一定的选择性，由于油墨的种类繁多，目前经成熟应用，能形成良好粘接的有：氯化聚丙烯类油墨，聚氨酯油墨，聚氨酯醇水性，聚氨酯醇溶性油墨和丙烯酸酯类、橡胶类油墨。应用在含透明油墨承印膜的复合时，会发生变化，故不能使用。在复合表印油墨印刷膜时，油墨会消耗固化剂的用量，会造成复合膜不干现象，敬请慎用。在用醇溶性油墨印刷膜与VMCPP，VMPET复合时，会发生镀铝膜漏铝的现象，建议不用醇溶胶复合。

7.印刷ONY（尼龙）和PET时，建议采用聚氨酯油墨，才能保证复合强度。

8.由于醇溶胶的耐温性差，为保证制袋时的封口强度，故建议采用低温高压制袋工艺。

9.为解决复合VMCPP经熟化后，镀铝层转移的问题，建议在使用醇溶胶时调整主剂与固化剂的比例在：8~10：1选择。

10.在复合乳白PE膜时，为解决晶点问题，可以根据膜的厚度和乳白PE的平整度，用加大上胶量的方式来解决晶点问题。

11.在复合阴阳膜镀铝产品时，如采用的是半涂工艺（即：一张膜半边镀铝，半边不镀铝），不能使用本醇溶胶。如是采用的是拼复工艺，请选用PET 光膜电晕值大的一面作为复合层。

12.复合铝箔时，请根据包装袋的最终用途应慎重选择使用。

六． 醇溶性胶在干式复合时常见问题和处理方法

干法复合工艺中使用醇溶性粘合剂时的常见问题及处理方法见下表

现象	原因	排除方法
气泡	1薄膜润湿不良 2油墨颗粒粗糙，表面凹凸 3油墨表面上胶量低	1薄膜预热充分；用表面张力合格的薄膜 2更换质量好的油墨；提高负复合压力 3提高胶的浓度和涂布量
复合膜上有不规则皱纹、气泡	1薄膜厚薄不均 2薄膜拉伸太大，定型不够，遇热收缩 3由于吸湿，膜发生变形	1避免使用厚薄不均的薄膜 2调整复合时的张力 3防止薄膜吸湿变形
复合膜表面有白点，特别是镀铝膜	1胶液本身的流平性不好 2上胶量低 3油墨的颗粒比较粗糙，特别是白墨	1用流平性好的胶粘剂，醇溶性胶黏剂在1.2~1.8g/㎡就能消除白点 2提高上胶量 3用质量好的油墨
复合膜表观有胶点，影响透明度	1环境温度高，部分胶黏剂发生反应 2上胶不均，部分高，部分低	1过滤；在保证上胶量的情况下，用低的工作浓度生产 2检查网线是否堵塞；检查上胶压辊的压力；刮刀的位置是否正常
复合膜表面有刀线	1胶液内有不溶性杂质 2刮刀有缺陷	1进行过滤或采用低的胶液工作浓度 2更换刮刀
胶液被油墨污染	1油墨未完全干燥 2油墨被二次溶解 3刮刀位置不正确 4机速过慢	1调整印刷机的机速、风量、干燥温度 2更换油墨 3向下调整刮刀位置 4提升机速
油墨转移	1油墨质量不好 2薄膜的电晕处理不够 3用错油墨	1更换油墨或添加一些调墨油 2用合格的薄膜 3不要用表印油墨代替里印油墨
复合膜上有规则的气泡和皱纹	1网纹辊表面有缺陷 2上胶压辊表面有损伤的凹点 3复合辊不光滑 4薄膜厚薄有偏差	1检查网纹辊和上胶压辊，更换或修补 2清洗和抛光复合辊 3用合格的薄膜
固化不好引起的粘接不良	1胶黏剂搅拌不均 2与其他种类的胶粘剂混合使用 3上胶量太少 4乙醇（甲醇）内的酸含量超标	1胶粘剂要搅拌均匀，特别是气温低的时候 2醇溶性胶粘剂不能和酯溶性胶粘剂混合使用 3提高上胶量 4用合格的乙醇或甲醇
有酒精味，胶体发粘	干燥不充分	调整机速、风量、干燥温度的配合
剥离强度低	1使用过期已配好的双组份胶粘剂，胶液已发白 2薄膜的电晕处理不好 3上胶量低 4使用了表印或质量不好的油墨，同胶不能粘结在一起 5AL的表面除油效果不好	1如果胶液已发白则不能使用 2每卷薄膜的表面张力检验后，确定合格，上机生产 3提高涂布量 4用合格的里印油墨 5检查AL的除油效果
经过一段时间后，复合牢度降低	包装内容物有辛辣、油脂、酒精成分，透过热封层，破坏了胶的粘结力	根据内容物，选择胶粘剂和有阻隔性热封层的薄膜
复合后由于薄膜收缩，产生蚯蚓状的脱胶	1复合时张力控制不合适，张力控制太小，复合膜表面皱折，复合后皱折成了隧道 2复合用的基材膜在生产过程中收卷张力太大或吹胀比太大，拉伸比太大，复合后收缩，尤其是LDPE	1调整复合膜的张力 2采用流涎的LDPE
由于部分脱胶引起的隧道现象	1薄膜的电晕处理不够 2油墨和胶的相溶性不好	1检验薄膜的表面张力 2用好的油墨，更换油墨或胶粘剂时先做实验，再正式生产
复合膜在无张力的情况下有方向性的卷曲	1张力控制不合格 2干燥温度和复合温度过高 3复合膜卷取张力太大	1调整张力 2适当调整两者张力 3调节适合的卷曲张力
复合膜有臭味	1印刷油墨中残留溶剂 2胶粘剂中残留溶剂	1提高油墨的干燥温度和加大干燥风量 2提高干法复合中的干燥温度和风量 3不使用很难发挥的有臭味的溶剂
开口性不好	1内膜的开口性不好 2上胶量过高 3熟化温度过高	1向内膜中多加开口剂 2最好在2.5g/㎡以下 3最好在40℃以下
卷筒滑移	1卷取张力太小 2薄膜表面滑爽性太好 3复合膜厚度误差太大 4涂胶布布均	1提高复合膜卷取张力 2检查复合膜的厚度和平整度 3均匀涂布
卷筒成竹笋状	卷取不整齐	采用有张力程序控制的收放卷装置