復(fù)合薄膜用雙組分聚氨酯膠黏劑

聚氨酯膠黏劑在復(fù)合薄膜領(lǐng)域的應(yīng)用基于包裝業(yè)的發(fā)展。復(fù)合薄膜主要通過擠出復(fù)合和干法復(fù)合方法生產(chǎn)。干法復(fù)合是指使用膠黏劑把兩種或幾種薄膜（PET薄膜、CPP薄膜、PE薄膜、尼龍薄膜等塑料薄膜之間，或塑料薄膜與鋁箔、鍍鋁塑膜）基材粘接在一起，膠黏劑涂布在基材薄膜上以后，靠加熱干燥去除溶劑和發(fā)生化學(xué)反應(yīng)進行復(fù)合（壓合）。目前，干法復(fù)合使用的膠黏劑以聚氨酯膠黏劑為主，可制得滿足耐熱、耐寒、耐油、耐酸、耐化學(xué)藥品、阻氣、透明、耐磨以及耐穿刺等性能要求的軟包裝復(fù)合薄膜，用于食品、藥品等商品的包裝。

雙組分溶劑型聚氨酯膠黏劑是軟塑復(fù)合薄膜制造的傳統(tǒng)膠黏劑，這是因為聚氨酯膠黏劑柔韌性好，對薄膜適應(yīng)性好，粘接強度高，膠層耐寒，且有一定的耐熱性能，耐介質(zhì)（化妝品、水、油、鹽、酒、辣、醋、香料等），膠層無毒安全，并且對覆膜工藝適應(yīng)性好。這類膠黏劑構(gòu)成聚氨酯膠黏劑的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域。干式復(fù)合薄膜用聚氨酯膠黏劑在我國是從20世紀(jì)80年代初開始發(fā)展起來的，目前這種膠黏劑已經(jīng)成為聚氨酯膠黏劑的最大應(yīng)用領(lǐng)域。干式復(fù)合薄膜的膠黏劑用量雖少，一般每平方米僅數(shù)克干膠量，就已經(jīng)產(chǎn)生足夠的粘接牢度。擠出復(fù)合也有使用聚氨酯膠黏劑，但用量較少。

干法復(fù)合工藝中，膠黏劑是影響復(fù)合薄膜品質(zhì)的關(guān)鍵因素。用于軟包裝材料的復(fù)合薄膜，按包裝時的耐溫要求，可分為耐蒸煮和普通要求兩類，其中耐蒸煮軟包裝材料對膠黏劑的要求很高。

復(fù)合薄膜聚氨酯膠黏劑的主劑成分一般是己二酸類聚酯聚氨酯多元醇、共聚酯型聚氨酯多元醇（異氰酸酯改性的共聚酯多元醇）或者芳香族聚酯多元醇。國內(nèi)外也有不少普通低檔次覆膜膠產(chǎn)品以聚醚型聚氨酯多元醇作為主劑成分，其成本較低。這類低粘接強度復(fù)合薄膜用于包裝干燥食品。聚氨酯多元醇，一般是通過溶液法聚合，由聚酯（或聚醚）多元醇經(jīng)芳香族二異氰酸酯改性后得到。固化劑一般與通用性雙組分聚氨酯膠黏劑相同，是TMP-TDI加成物。主劑和固化劑的溶劑一般都是乙酸乙酯。 最初的復(fù)合薄膜用溶劑型聚氨酯膠黏劑是低固含量型的，主劑固含量35%，黏度1000～3000mPa·s，后來隨著國外高固含量膠黏劑的引入，以及復(fù)合設(shè)備的改善，膠黏劑主劑的固含量有50%、60%、75%甚至更高。固化劑固含量多為75%。高性能復(fù)合薄膜膠黏劑配方中可能含有增強粘接力的助劑。使用時甲組分與乙組分按一定比例混合，再用溶劑稀釋到一定濃度，進行施膠涂布。

目前覆膜膠黏劑的品種也比較多，除了耐蒸煮的高檔聚氨酯膠黏劑外，還分鍍鋁膜專用膠黏劑、普通鋁塑復(fù)合薄膜專用膠黏劑、耐介質(zhì)專用膠黏劑、快速固化型聚氨酯膠黏劑等。

普通的復(fù)合薄膜對復(fù)合強度要求不是很高，根據(jù)用途的不同，剝離強度1～3N/15mm的膠黏劑已經(jīng)足夠，因此復(fù)合薄膜用雙組分聚氨酯膠黏劑的主要成分，甚至可以與通用型雙組分聚氨酯膠黏劑的相同，只是把溶劑換為復(fù)合薄膜行業(yè)所用的乙酸乙酯即可。

耐蒸煮型聚氨酯膠黏劑分兩種：一種是用于耐121℃×40min蒸煮的中高溫復(fù)合薄膜蒸煮袋用的膠黏劑；另一種是用于耐135℃×30min高溫蒸煮滅菌復(fù)合薄膜包裝袋用的膠黏劑。對于這些耐蒸煮型的聚氨酯膠黏劑，不僅對塑料薄膜、鋁箔的粘接強度要高，而且膠黏劑層的耐溫性要高，在高溫時還具有較高的粘接強度。耐蒸煮復(fù)合薄膜一般用于熟食的包裝，制造軟包裝食品。

耐蒸煮型聚氨酯膠黏劑的主劑樹脂成分大多是芳香族聚酯多元醇，或者異氰酸酯改性的芳香族聚酯多元醇。

【實例1】

將130kg預(yù)脫水的聚己二酸二甘醇酯二醇（PDA-2000）加入反應(yīng)釜，攪拌加熱至45～50℃，慢慢加入28.3kg TDI，在70～80℃反應(yīng)2h，然后加8.8kg 1，4-丁二醇（BDO）進行擴鏈反應(yīng)，反應(yīng)時間為1h，再加入167kg乙酸乙酯，攪拌20min，冷卻出料。可制得固含量為50%、黏度為1200～1500mPa·s的淺黃色黏稠主劑（甲組分）。

先將18.3kg乙酸乙酯投入反應(yīng)釜，開動攪拌，加入43.5kg TDI，加熱至45～50℃，再慢慢加入預(yù)先熔化的TMP 11.2kg，反應(yīng)溫度控制在70℃，反應(yīng)時間3h，冷卻至50℃出料，制得固含量為75%、NCO含量為13%～14%、黏度為1500～2500mPa·s的淺黃色透明液體狀固化劑（乙組分）。

膠黏劑按甲組分/乙組分質(zhì)量比＝10/1配制。

【實例2】

將對苯二甲酸166.1g、乙二醇124g、新戊二醇208.3g、癸二酸202.3g、少量催化劑在160～270℃分段縮聚并高真空縮聚若干小時，制得數(shù)均分子量為10000的聚酯多元醇，用乙酸乙酯配制成固含量為50%的溶液即為主劑（甲組分）。

聚氧化丙烯二醇（數(shù)均分子量為1000）500g與二苯基甲烷二異氰酸酯250g，于90℃反應(yīng)7h，制得含NCO基為5%～6%的聚醚氨酯多異氰酸酯（數(shù)均分子量為1500）的固化劑（乙組分）。固化劑還可采用TMP-TDI加成物，最好采用TMP-IPDI加成物和HDI縮二脲。

膠液的配制比例：主劑/固化劑/均苯四酸酐質(zhì)量比＝100/10/1。主要用于耐蒸煮復(fù)合薄膜的制造。

【實例3】

1.0mol聚己二酸-3-甲基-1，5-戊二醇-己二醇酯二醇（M=2000）、1.05mol 1，4-丁二醇混合均勻，加熱至60℃，加入2mol MDI，在70～80℃反應(yīng)，制得含羥基的聚氨酯，用乙酸乙酯配制成固含量為40%的羥基聚氨酯溶液（主劑）。固化劑是TMP-TDI加成物75%的乙酸乙酯溶液。

按主劑/固化劑質(zhì)量比＝100/（5～7.5）配比，用乙酸乙酯稀釋成20%的溶液作為復(fù)合薄膜用膠黏劑。涂布量為3.0g/m2，用于聚酯薄膜與聚丙烯（CPP）薄膜復(fù)合，于40℃固化3天制成復(fù)合薄膜。將復(fù)合膜浸漬100℃熱水中20天，其薄膜仍呈透明，無收縮，粘接強度良好。

復(fù)合薄膜用聚氨酯膠黏劑，絕大多數(shù)是溶劑型雙組分膠黏劑，近年來隨著膠黏劑向環(huán)保方向發(fā)展，雙組分無溶劑聚氨酯膠黏劑也開始用于復(fù)合薄膜生產(chǎn)，另外還有濕固化單組分熱熔膠型的無溶劑聚氨酯膠黏劑。

復(fù)合薄膜用溶劑型聚氨酯膠黏劑，絕大多數(shù)使用乙酸乙酯作為膠黏劑的溶劑，近年來也出現(xiàn)了一種特殊的醇溶型雙組分聚氨酯膠黏劑，以價廉的乙醇為溶劑，其固化機理也與常規(guī)的酯（指乙酸乙酯）溶型聚氨酯膠黏劑不同，可利用環(huán)氧基的反應(yīng)進行固化。水性聚氨酯膠黏劑也有用于復(fù)合薄膜的產(chǎn)品。

除了用于復(fù)合塑料薄膜和復(fù)合鋁塑薄膜外，溶劑型聚氨酯膠黏劑及水性聚氨酯膠黏劑也可用于濕法復(fù)合膜。濕法復(fù)合是將膠黏劑涂在一種基材薄膜上，在膠黏劑沒有烘干之前，貼上另一種基材薄膜然后再把貼復(fù)好的薄膜烘干或晾干。濕法復(fù)合的基膜中，最少有一種透濕性很好的材料，如紙張、木材、織物等。但一般用低檔的雙組分聚醚型及聚酯型聚氨酯膠黏劑，通用型聚氨酯膠黏劑也可用于這種用途。