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胶粘剂:å‘环ä¿æ–¹å‘å‘展
2012-07-19 09:28  ???:2427

  éšç€æˆ‘国工农业生产åŠå‡ºå£è´¸æ˜“çš„å‘展,人们生活节å¥åŠ å¿«ï¼Œæ¶ˆè´¹æ°´å¹³æ高,出行ã€æ—…游ä¸æ–­å¢žåŠ ï¼Œé£Ÿå“消费观念和方å¼æ­£åœ¨ç›¸åº”改å˜ã€‚å¤åˆè¢‹åŒ…装食å“(åˆç§°è½¯ç½å¤´ï¼‰æ­£ä»¥å…¶è½»è´¨ã€æ–¹ä¾¿ã€ä¿é²œæœŸé•¿ã€å«ç”Ÿã€æ˜“储存è¿è¾“ã€æ˜“拆开ã€åžƒåœ¾é‡å°‘åŠè´§æž¶æ•ˆåº”良好等特点,适应了人们的日常需è¦ï¼Œæ—¥ç›Šå—到人们的é’ç。

  食å“å¤åˆåŒ…装袋是将ä¸åŒç‰¹æ€§çš„薄膜以专用胶粘剂å¤åˆåœ¨ä¸€èµ·çƒ­å°åˆ¶æˆçš„,以克æœå•ä¸€è–„膜固有的缺陷。为ä¿è¯è–„膜å…å—食å“等内容物的侵蚀和确ä¿å±è”½ä¿é²œä½œç”¨ï¼Œå¸¸é‡‡ç”¨PEã€PETã€PPã€NY薄膜和镀é“塑料膜或é“箔等。该类å¤åˆè†œå¹¿æ³›åº”用于饮料ã€åŒ»è¯ã€ç”µå­ã€å†œè¯å’ŒåŒ–妆å“等物å“的包装,æˆä¸ºçŽ°ä»£å·¥ä¸šä¸å¯æˆ–缺的å¤åˆåŒ…装袋。

  å¤åˆåŒ…装袋用胶粘剂

  为满足上述食å“包装袋的è¦æ±‚,专用胶粘剂å‘挥了至关é‡è¦çš„作用。它必须满足对多ç§æ料粘结性高,抗食å“中ä¸åŒè°ƒæ–™ã€è„‚肪酸ã€æ²¹è„‚和蛋白质等介质侵蚀,é€æ˜Žåº¦é«˜ï¼Œè€é£Ÿå“加工过程中加热ã€åŠ åŽ‹ã€é«˜æ¸©è’¸ç…®æ€èŒï¼ˆ100~135℃)以åŠåˆ¶è¢‹å°å£æ—¶çš„瞬间高温(220℃),固化速度快且无害等è¦æ±‚。若用于蒸煮袋制作,上述性能缺一ä¸å¯ï¼›è‹¥ç”¨äºŽé€šç”¨é£Ÿå“袋制作,则å¯å¯¹æ€§èƒ½è¦æ±‚适当放宽。

  èšæ°¨é…¯èƒ¶ç²˜å‰‚的优良综åˆæ€§èƒ½ä½¿å…¶æˆä¸ºå¤åˆè¢‹ç”¨èƒ¶ç²˜å‰‚首选å“ç§ï¼Œå›½å†…外90%以上的食å“å¤åˆè¢‹å‡é‡‡ç”¨å®ƒã€‚æ®èµ„料介ç»ï¼Œ2001年欧洲用于å¤åˆè–„膜的èšæ°¨é…¯èƒ¶ç²˜å‰‚约为37650å¨ï¼Œå‡ ä¹Žå å½“å¹´èšæ°¨é…¯èƒ¶ç²˜å‰‚总用é‡çš„1/4。日本2000年用于å¤åˆè–„膜的èšæ°¨é…¯èƒ¶ç²˜å‰‚为28098å¨,约å èšæ°¨é…¯èƒ¶ç²˜å‰‚年总用é‡çš„一åŠã€‚我国用于å¤åˆè–„膜的èšæ°¨é…¯èƒ¶ç²˜å‰‚年用é‡çº¦ä¸º3万~4万å¨ï¼Œå…¶ä¸­çº¦10%为è€è’¸ç…®èƒ¶ç²˜å‰‚。å¦æ®æŠ¥é“,2001~2002年,由于国际市场ä¸æ™¯æ°”,胶粘剂和密å°å‰‚制造商å‡å¤„于困境边缘,但美国市场用于食å“和医è¯åŒ…装的å¤åˆè–„膜胶粘剂的销售始终ä¿æŒä¸Šå‡è¶‹åŠ¿ï¼Œäºšæ´²å¸‚场更是æŒç»­å¼ºåŠ²å¢žé•¿ã€‚预计今åŽ5年内,全çƒé£Ÿå“å¤åˆè–„膜袋用胶粘剂年å‡å¢žé•¿å°†ä¸º4%,中国将为15%~20%。

  我国å¤åˆåŒ…装袋用胶粘剂的现状

  20世纪80年代以æ¥ï¼Œæˆ‘国先åŽå¼•è¿›å’Œè‡ªè¡Œè®¾è®¡å®‰è£…的干法å¤åˆè–„膜生产线有300~500æ¡ï¼Œå…¶ç”Ÿäº§ç”¨èšæ°¨é…¯èƒ¶ç²˜å‰‚也éšä¹‹è¿…速å‘展,销售形势喜人。它们基本上å‡ä¸ºåŒç»„分溶液型体系,å¯ä»¥æ»¡è¶³å›½å†…通用型å¤åˆè–„膜的生产需求。高性能å“ç§å¦‚è€121℃或135℃蒸煮的é“/å¡‘å¤åˆè†œç”Ÿäº§ç”¨èšæ°¨é…¯èƒ¶ç²˜å‰‚在数年å‰åªèƒ½ä¾èµ–è¿›å£ï¼Œæ—¥ã€å¾·ã€ç¾Žç­‰å›½èƒ¶ç²˜å‰‚供应商纷纷抢å æˆ‘国市场,以高昂的价格销售此类产å“。近几年,国内æŸäº›ä¼ä¸šå’Œç ”究å•ä½ç§¯æžæŠ•å…¥äººåŠ›ã€ç‰©åŠ›ç ”究开å‘æˆåŠŸæ•°ä¸ªå“ç§çš„è€è’¸ç…®èšæ°¨é…¯èƒ¶ç²˜å‰‚,å–å¾—å¯å–œæˆç»©ã€‚黎明化工研究院的RP-05è€è’¸ç…®é£Ÿå“å¤åˆè–„膜用胶粘剂就是其中一类。该类èšæ°¨é…¯èƒ¶ç²˜å‰‚å¯è€é«˜æ¸©ï¼ŒæŠ—食å“å„类调料ã€è„‚肪和油脂的侵蚀,ç»å›½å†…外产的多个干法å¤åˆæœºä¸Šæœºè¯•éªŒï¼Œæ‰€å¾—PET/Al/CPP三层å¤åˆè†œå¤–观光亮ã€å¹³æ•´ï¼Œæ— éš§é“ã€èŠ±çº¹ã€æ°”泡和白斑等现象。å¤åˆè¢‹ç»åˆ†åˆ«è£…入牛肉ã€é¸¡ç¿…等物实际蒸煮æ€èŒï¼Œå‡ä¸ºé›¶ç ´è£‚。这说明所研制的è€è’¸ç…®å¤åˆè¢‹ç”¨èšæ°¨é…¯èƒ¶ç²˜å‰‚性能符åˆè€è’¸ç…®å¤åˆè¢‹çš„å¤åˆå·¥è‰ºè¦æ±‚,与相应进å£äº§å“性能相当。

  环ä¿åž‹èƒ¶ç²˜å‰‚çš„å‘展

  尽管采用上述å¤åˆè–„膜胶粘剂制作的蒸煮袋样å“ç»æ£€æµ‹æ— å°åˆ†å­ç‰©æžå‡ºï¼›æŒ‰GB/T9683-88规定检验,符åˆé£Ÿå“å«ç”Ÿæ ‡å‡†ï¼›å›ºåŒ–剂中-NCOå«é‡ä½ŽäºŽ0.5%,也达到è¦æ±‚。

  但其ä»ä¸ºåŒç»„分溶剂型èšæ°¨é…¯èƒ¶ç²˜å‰‚,尚需å‘环ä¿åž‹èƒ¶ç²˜å‰‚过渡。国外正在积æžå¼€å‘无溶剂型和水性èšæ°¨é…¯å¤åˆè–„膜胶粘剂,尤其å‰è€…更为活跃。DuPontã€Henkelã€Rohm&Haasã€BASFã€å¤§æ—¥æœ¬æ²¹å¢¨åŒ–学工业等公å¸å·²æœ‰äº§å“,但大多为通用型。

  1.无溶剂型èšæ°¨é…¯èƒ¶ç²˜å‰‚

  环ä¿æ„识的增强促使人们积æžå¼€å‘无溶剂型èšæ°¨é…¯èƒ¶ç²˜å‰‚,它一般是由分å­è´¨é‡ç›¸å¯¹ä½Žçš„多元醇和多异氰酸酯或多异氰酸酯预èšç‰©å’Œå¤šå…ƒé†‡æˆ–多元胺组æˆçš„åŒç»„分胶粘剂。该类å¤åˆè–„膜胶粘剂的应用于1974年起始于德国,1977年日本引进该类技术,到1997年已建æˆå‡ åæ¡æ— æº¶å‰‚å¤åˆè–„膜生产线,在欧美已有50%以上的该类胶粘剂用于干法å¤åˆè–„膜工业,现已å‘展到第4代技术。æŸäº›é«˜æ€§èƒ½å“ç§ä¸ä»…åˆç²˜æ€§å¥½ï¼Œä¹Ÿé€‚用于é“箔粘结,已有公å¸æˆåŠŸå¼€å‘出è€é«˜æ¸©è’¸ç…®çš„特ç§ç»“æž„çš„èšæ°¨é…¯èƒ¶ç²˜å‰‚。

  我国无溶剂å¤åˆè–„膜生产线也有å几æ¡ã€‚北京市化工研究院于1984年从德国Henkelå…¬å¸å¼•è¿›æ— æº¶å‰‚åž‹èšæ°¨é…¯èƒ¶ç²˜å‰‚生产技术,å¯ä¾›å¹²æ³•å¤åˆè†œç”Ÿäº§ä½¿ç”¨ã€‚因当时国内仅有一å°æ— æº¶å‰‚å¤åˆæœºï¼Œæ•…长久未正å¼ç”Ÿäº§ã€‚å—环ä¿æ³•è§„驱使,1990年,全国å„地也陆续引进相应å¤åˆç”Ÿäº§çº¿ã€‚但因存在æŸäº›æŠ€æœ¯é—®é¢˜ï¼Œå¼€å·¥çŽ‡ä¸è¶³ã€‚

  笔者认为无溶剂å¤åˆèƒ¶ç²˜å‰‚çš„å¼€å‘应用无疑是胶粘剂å‘展的一个方å‘,但存在的问题也ä¸å°‘。归纳起æ¥æœ‰ä»¥ä¸‹å‡ ç‚¹ï¼š

  (1)涂胶é‡è™½å°‘(仅1.5g/m2),但其å•ä»·å¤ªé«˜ï¼Œæ™®é€šèƒ¶çº¦65å…ƒ/åƒå…‹ï¼Œç”Ÿäº§æˆæœ¬é«˜ã€‚

  (2)为æ高胶粘剂对薄膜的润湿性,è¦æ±‚胶粘剂的粘度低,åŽæžœæ˜¯åˆå§‹å†…èšåŠ›ä½Žï¼Œç²˜ç»“性ä¸é«˜ï¼Œå›ºåŒ–速度ä¸å¤Ÿå¿«ï¼Œå½±å“å¤åˆç”Ÿäº§æ•ˆçŽ‡ã€‚这归因于èšæ°¨é…¯æˆ–èšé…¯ä¸»å‰‚的相对分å­é‡ä½Žï¼Œä¸€èˆ¬æŽ§åˆ¶åœ¨3000~4000。若æ高其相对分å­é‡ï¼Œåˆ™ç²˜åº¦å¤ªé«˜ï¼Œä¸æ˜“在å¤åˆè†œä¸Šå‡åŒ€æ¶‚布,æžå¤§åœ°å½±å“å¤åˆè†œè´¨é‡ã€‚粘度一般应控制在2000~3000mPa.s。å¯é€šè¿‡æ高涂布和å¤åˆæ¸©åº¦ï¼ˆ>40℃),以é™ä½Žç²˜åº¦ï¼Œä½†éœ€è€ƒè™‘固化剂多异氰酸酯的安全性。

  2.水性胶粘剂

  水性胶粘剂是å¦ä¸€ç±»çŽ¯ä¿åž‹èƒ¶ç²˜å‰‚。国外曾开å‘水性丙烯酸酯胶粘剂,大多用异氰酸酯åšå›ºåŒ–剂(用异氰酸酯åšå›ºåŒ–剂则认为是èšæ°¨é…¯èƒ¶ç²˜å‰‚范畴)。因其在北美原料充足,价格便宜,固å«é‡é«˜ï¼Œç²˜åº¦ä½Žï¼Œå·²æˆåŠŸåœ°åœ¨å¤åˆè–„膜市场中å æœ‰è¾ƒå¤§ä»½é¢ã€‚但至今,薄膜-薄膜å¤åˆç”¨æ°´æ€§ä¸™çƒ¯é…¸é…¯èƒ¶ç²˜å‰‚ä»å­˜åœ¨ä¸€äº›é—®é¢˜ï¼Œå¦‚:

  (1)技术性能一般,尤其在å°åˆ·è–„膜上åªèƒ½ç”¨äºŽä½Žæ¡£äº§å“。因通用型水性丙烯酸酯胶粘剂在å°åˆ·è–„膜上å¤åˆçš„剥离强度低,当然剥离强度也å–决于å°åˆ·æ²¹å¢¨ç§ç±»ã€‚食å“包装袋薄膜以ç¡åŸºçº¤ç»´ç±»æ²¹å¢¨ç”¨å¾—较多,é—憾的是它与通用型水性丙烯酸酯胶粘剂很ä¸ç›¸å®¹ï¼Œå¤åˆè–„膜很易剥离,其强度仅为(0.1~0.5)N/15mm。在溶剂型和无溶剂型èšæ°¨é…¯èƒ¶ç²˜å‰‚上ä¸ä¼šå‘生这ç§çŽ°è±¡ï¼Œå› ä¸ºå½“这两ç§èƒ¶ç²˜å‰‚将薄膜å¤åˆåŽè¿ç§»åˆ°æ²¹å¢¨å±‚时,ä»å¯å……当油墨的粘åˆå‰‚,产生与å°åˆ·æ²¹å¢¨å±‚的内èšåŠ›ã€‚

  (2)应å˜æ€§å·®ï¼Œèƒ¶è†œç›¸å¯¹åˆ†å­é‡é«˜è€Œå…‰æ³½åº¦ä½Žï¼Œå¹²ç‡¥æ—¶èƒ½è€—大,å¤åˆè–„膜时会产生气泡等。

  氢键和良好的交è”密度是获得优良å¤åˆç²˜ç»“性的两个关键è¦ç´ ã€‚

  由于化学本质所决定,水性丙烯酸酯ä¸å…·æœ‰å¼ºåŠ›çš„氢键,因此大部分丙烯酸酯胶粘剂的交è”性低。然而,å•ç»„分丙烯酸酯胶粘剂通常有很高的固å«é‡ã€é«˜å‰ªåˆ‡å¼ºåº¦ã€é«˜æœºæ¢°æµåŠ¨æ€§å’Œé•¿é€‚用期,这是其他水性胶粘剂所ä¸åŠçš„。为改进水性丙烯酸酯胶粘剂的粘结性而åˆä¿æŒå…¶ä¼˜è‰¯ç‰¹æ€§ï¼ŒRohm&Haaså…¬å¸æ›¾å¼€å‘了新åŒç»„分丙烯酸/氨基甲酸酯æ‚化物。由于该体系分å­ä¸­å½¢æˆäº’穿网络结构ã€æ°¨åŸºç”²é…¸é…¯å应交è”点,与å•ç»„分丙烯酸酯胶粘剂相比åˆå…·æœ‰ä¼˜è¶Šçš„内èšå¼ºåº¦ã€å‰¥ç¦»å¼ºåº¦ã€è€æ¹¿ã€è€çƒ­å’Œè€å†…容物等性能;与èšæ°¨é…¯æ°´æ€§èƒ¶ç²˜å‰‚相比,其粘结性能相当或更优。这一优越性能,加之价格低廉,使其在食å“å¤åˆè†œåŒ…装应用中具有较强的竞争力。

  我国也有用于å¤åˆè–„膜生产的丙烯酸酯胶粘剂,但性能一般。必须从主剂的化学结构上ç€æ‰‹æ”¹è¿›ã€‚

  水性èšæ°¨é…¯ä¹Ÿå¯ç”¨äºŽå¤åˆè–„膜的å¤åˆï¼Œä¸ºæ高其性能,国内外å‡åœ¨å¼€å‘应用å¯æ°´åˆ†æ•£çš„多异氰酸酯工艺技术。

  3.其他环ä¿åž‹èƒ¶ç²˜å‰‚

  å¤åˆè–„膜用其他环ä¿åž‹èƒ¶ç²˜å‰‚有:UV固化和电å­æŸå›ºåŒ–åž‹ã€æ¹¿å›ºåŒ–åž‹èšæ°¨é…¯çƒ­ç†”胶粘剂以åŠé†‡æº¶æ€§èƒ¶ç²˜å‰‚等。其中醇溶性èšæ°¨é…¯èƒ¶ç²˜å‰‚已在欧美科实业(深圳)有é™å…¬å¸ç­‰ç»„织生产,它为塑料膜/é•€é“膜所专用。

  我国通用溶剂型èšæ°¨é…¯å¤åˆè†œç”¨èƒ¶ç²˜å‰‚已大é‡ç”Ÿäº§ï¼Œè€120~135℃蒸煮å¤åˆè¢‹ç”¨é«˜æ€§èƒ½æº¶å‰‚åž‹èšæ°¨é…¯èƒ¶ç²˜å‰‚也已开å‘æˆåŠŸã€‚环ä¿åž‹èƒ¶ç²˜å‰‚如醇溶性èšæ°¨é…¯é•€é“膜å¤åˆèƒ¶ç²˜å‰‚ã€æ— æº¶å‰‚èšæ°¨é…¯èƒ¶ç²˜å‰‚和水性胶粘剂å‡æœ‰ç”Ÿäº§ã€‚但或因价格问题,或因质é‡é—®é¢˜ï¼Œè‡³ä»Šæœªåƒæº¶å‰‚型胶粘剂那样被广泛采用。今åŽéœ€ç§¯æžç»„织力é‡ä»Žæ ‘脂本身化学结构入手,研å‘符åˆå„ç§è¦æ±‚的环ä¿åž‹å¤åˆè–„膜胶粘剂。