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食品级水溶性双组分聚氨酯复膜胶的技术开发
时间:2013-05-07   来源: 包装前沿   阅读:9276次

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     复合软包装材料是由两种或两种以上不同性能的基膜,通过胶粘剂(也称复膜胶)紧密粘合起来的复合材料,可以结合两种薄膜材料的优点,改进综合性能。但是这种复膜胶通常采用的是溶剂型双组分聚氨酯胶粘剂,因为含有溶剂和游离TDI,在复合过程中会向空气中挥发和排放溶剂,影响员工身体健康和大气环境,在生产、贮运和使用过程有火灾隐患,生产出来的食品包装袋也经常存在残留溶剂和致癌物甲苯二胺(TDA)超标问题。
     为了解决我国目前存在的食品卫生安全问题,国家质检总局于2006年7月18日发布了《食品用包装、容器、工具等制品生产许可通则》和《食品用塑料包装、容器、工具等制品生产许可审查细则》,实行强制性的食品包装生产许可证制度(QS)。《细则》中严格规定了复合膜的感官及理化指标(包括溶剂残留和TDA含量)中有一项不合格时,就判定为不合格,不再进行复检。具体指标《GB9685-2008》:残留溶剂(含醋酸乙酯和乙醇)总量≤5 mg/m2,其中苯系溶剂不能检出。另外,作为QS必须遵循的《复合食品包装袋卫生标准 GB9683-88》中规定了甲苯二胺≤0.004mg/L。这些指标将决定食品包装企业的产品能不能进入市场,也就决定了食品包装企业的生存和发展。
     在当今世界各国都非常重视环境保护和食品安全的趋势下,开发污染小或无污染的“绿色”包装材料已势在必行。特别是近几年,随着石油产品价格的高涨,使水性复膜胶具有了替代溶剂型复膜胶的性价比优势,给水性复膜胶的市场推广提供了很好的发展机遇。目前,在美国市场上水性复膜胶已经占60%,欧洲和日本也在40%左右,而溶剂型复膜胶则从10年前的80%减少到30%左右,在国内,溶剂型复膜胶仍占有95%以上。因此,开发适应中国市场的水性复膜胶是国内各大复膜胶企业最为紧迫的课题。水性聚氨酯复膜胶是一种以水代替有机溶剂的聚氨酯胶粘剂,在复合过程中零VOC排放,改善工作环境,无污染,节约石油资源;在生产、贮运和使用过程中无火灾隐患;复合膜无溶剂残留和TDA,无毒无味,卫生性好;无需更换溶剂型复合设备。因此,水性复膜胶被认为是替代溶剂型复膜胶的最佳选择。而国内现有上千条复合包装生产线中的绝大部分(占95%以上)为干式复合机,每年使用的胶粘剂达到6~8万吨,这是一个很大的胶粘剂市场。所以开发具有良好性价比、适应中国市场的水性复膜胶具有非常大的市场潜力和现实意义。
     本项目开发的双组分水溶性聚氨酯复膜胶是一种透明的水溶液体系,比传统的乳液型聚氨酯体系具有更优异的性能,可以解决乳液型水性复膜胶普遍存在的问题:网线辊易堵塞、复合有白点、涂布流平性能差、耐冻融性差、贮存稳定性差、成盐剂有毒和生产过程不环保等。另外,作为进行固化的双组分体系,还可以解决目前市场上单组分水性复膜胶存在的粘合层间脱离、热封时易变形和耐热耐水性差等问题。再加上在生产和使用过程中没有有机溶剂的加入和成盐剂无毒,这种水溶性双组分聚氨酯胶粘剂是真正无污染的绿色产品。
     因此,开发双组分水溶性聚氨酯复膜胶具有非常重要的经济效益和社会意义,是目前替代溶剂型聚氨酯复膜胶的最佳技术路线,也是一个更新换代和引领潮流的产品,可被称为第三代水性聚氨酯复膜胶。水性聚氨酯复膜胶的成功研制和产业化,将大大提升我国水性复膜胶的竞争力,使国内的水性复膜胶技术水平达到国际先进水平。
     一、国内外研究现状和发展趋势
     1. 国内外研究现状
     目前,水性复膜胶有聚氨酯和丙烯酸两种体系,但是丙烯酸体系由于存在冷脆热粘、复合牢度差和手感硬而脆等缺点,仅适合镀铝材料与塑料之间复合,但是现已开始被水性聚氨酯替代。所以,水性复膜胶还是以水性聚氨酯体系为更佳,并且以可以解决耐热性和耐水性差的双组分水性聚氨酯体系为最佳。
     ⑴ 水性聚氨酯复膜胶的类型
     根据亲水基团的类型不同,水性聚氨酯可分为阴离子型、阳离子型和非离子型三种。其中国内外研究最多的是阴离子水性聚氨酯,它的应用也最为广泛,在国内市场有95%以上为羧酸型阴离子体系;阳离子型和非离子型产品比例在5%以下,非离子型由于小分子乳化剂的存在和复合牢度差而不能用于复合膜上。所以,能用于复合膜上的水性聚氨酯还是阴离子和阳离子两个体系,并且以阴离子为主。
     ⑵ 水性聚氨酯复膜胶的合成工艺
     水性聚氨酯胶粘剂的合成方法主要有五种:a.强制乳化法(也称外乳化法);b.丙酮法;c.预聚体法;d.熔融分散法;e.封闭异氰酸酯法。但是,由于复合薄膜用水性聚氨酯对卫生性、透明性的高要求,水性聚氨酯复膜胶的合成主要采用丙酮法和预聚体法两种方法:
     丙酮法是指在含亲水单体的高分子量聚氨酯合成和成盐反应时,加入丙酮作为降低粘度的溶剂,再把这种含丙酮的溶液直接加入水中进行自乳化,最后通过加热分馏回收丙酮,从而得到高质量的聚氨酯乳液。优点:由于聚合反应在均相溶液中进行,反应易于控制,该方法制得的水性聚氨酯批间重复性好、乳液品质高。缺点:因其使用大量丙酮,尤其是当聚氨酯分子量很高时用量更大,虽然通过加热分馏回收丙酮,但因丙酮与水互溶,回收率很低,既不经济也不环保,且不利于工业化大生产。国内水性聚氨酯基本上用此法生产。
     预聚体法是先将亲水单体引入到聚合物中制成含离子键的预聚体,然后将其分散于水中,用二元胺进行扩链,扩链用的二元胺通常预先制成酮亚胺。该法工艺简单,不用大量溶剂,可制得有支化度聚氨酯乳液。但技术难度高,产品质量不如丙酮法好,毒性很大的二元胺残留量大,国内还很少使用。
     ⑶ 水性聚氨酯复膜胶的发展和现状
     水性聚氨酯胶粘剂在复合膜上的使用开始于1993年,但是由于技术不成熟、油价较低以及环保重视程度不高等,水性聚氨酯复膜胶的使用受到限制。近五年,由于油价上涨,对环保和食品安全的重视,在欧美发达国家水性复膜胶发展十分迅速。目前在美国和日本水性胶粘剂已占软包装复膜胶30%以上的市场份额。但在国内,由于水性复膜胶的研究和使用都处于刚起步阶段,水性复膜胶只占我国复膜胶市场的5%以下,并且基本上被国外大公司所占据。
     目前水性聚氨酯复膜胶已经发展了两代:第一代为乳液型单组分水性聚氨酯复膜胶;第二代为乳液型双组分水性聚氨酯复膜胶。
     ① 单组分水性聚氨酯复膜胶
     单组分水性聚氨酯复膜胶由于不进行固化,其分子量非常高,不用固化剂,依靠活化温度进行粘接。但是这种粘接方式存在很多问题:耐水耐热性差、胶层流平性差、网线辊堵塞、复合膜白点多、热封时易变形及复合膜易脱层等。此类水性聚氨酯因分子量很大且粘度高一般采用丙酮法生产,生产过程既不经济也不环保,复合膜质量较差,一般只适用于镀铝膜复合,在欧美发达国家已基本上被淘汰。
     但是,在我国,由于水性复膜胶的研发刚刚起步,目前还是以单组分为主,如北京高盟的YH620单组分水性聚氨酯复膜胶。其实,目前国内市场上的水性复膜胶还是以单组分水性丙烯酸体系为主,如美国罗门哈斯Robond L-90D。这些已在国外属于过渡产品的水性胶,由于性能缺陷只用于镀铝膜复合,市场难以推广,占有率也低。
     ② 双组分水性聚氨酯复膜胶
     双组分水性聚氨酯复膜胶是在单组分水性聚氨酯复膜胶基础上引入固化剂组成的。由于属于双组分可固化体系,双组分水性聚氨酯复膜胶具有耐水性好、耐热性好、热封不变形及复合膜不脱层等优点。虽然,双组分水性聚氨酯的分子量比单组分水性聚氨酯相对较低,其胶层流平性和网线辊堵塞程度有一定程度的改善但无法彻底解决,在生产时还是需要加入较多的溶剂稀释和分馏回收。
     在国外,许多大公司(如Bayer、BASF、Fuller、德国汉高等)已成功开发此类胶粘剂,具有较好的性能,在国外市场已形成良好的销售形势。如Fuller公司开发的WD-4003、WD-4006和WD-4007聚氨酯分散液对多种软包装材料均有极好的粘接性,交联后的胶接强度高于薄膜材料本身。
     在国内,只有北京高盟在2006年推出乳液型双组分水性聚氨酯复膜胶YH610/YH05,至今在市场上未能销售。虽然,美国罗门哈斯在2006年就宣称其双组分水性聚氨酯复膜胶Robond L-100/CR-2进入中国市场,但是由于价格较高和出于技术保密,在中国市场还是没有推广。
     ⑷ 水性聚氨酯复膜胶目前存在的问题
     第一代和第二代水性聚氨酯复膜胶都属于乳液体系,乳胶颗粒的不均匀和不稳定以及生产过程使用溶剂,使乳液型复膜胶普遍存在一些问题:网线辊易堵塞、复合有白点、涂布流平性能差、耐冻融性差、贮存稳定性差、成盐剂有毒和生产过程不环保等。因此,开发能解决这些问题的第三代水性复膜胶成为一个非常紧迫的课题。本课题开发的非乳液型水溶性聚氨酯就可以被称为第三代水性聚氨酯复膜胶。
     2. 国内外发展趋势
     ⑴ 由单组分向双组分方向发展。
     双组分水性聚氨酯复膜胶由于引入固化剂,分子间形成耐热性良好的立体网状交联结构,相比于单组分水性复膜胶,具有耐热性好、耐水性好、热封不变形及复合膜不脱层等优点。双组分水性聚氨酯复膜胶在国外已经替代单组分水性聚氨酯复膜胶。
     ⑵ 由低固含量向高固含量方向发展。
     由于聚氨酯分子链中含有亲水基团,水的释放性较差;又由于水的热焓较大,不易挥发,干燥速度慢,造成复合机速比溶剂型低。故如何提高固含量和水的释放性,从而提高干燥速度和生产效率,是目前亟待解决的一个问题。胶粘剂涂布时的工作浓度最好在40%以上。
     ⑶ 由丙酮法向无溶剂或低溶剂的绿色工艺方向发展。
     目前,国内的水性聚氨酯基本上采用丙酮法生产,但是丙酮与水互溶,回收率很低,就是回收的丙酮含水量也过高,丙酮损耗严重,此工艺既不经济也不环保,不利于工业化大生产。因此无溶剂或低溶剂的绿色工艺是一个发展方向。
     ⑷ 由普通胶向高性能胶(蒸煮胶)和功能胶方向发展。
     目前,国内外的水性复膜胶基本上都只用于低要求的普通轻包装领域,高性能(高温蒸煮、重包装等)和功能胶(抗酸辣、耐介质、抗液体农药腐蚀等)还有待于开发。
     ⑸ 向新型固化方法(UV或EB固化)方向发展
     UV或EB固化胶粘剂具有快速固化和节能的特点,固化时间约几秒钟,可大大提高生产效率。目前,丙烯酸型水性聚氨酯UV固化胶粘剂是比较理想的一种,有关研究也不少,但在复合设备和工艺方面还需要很长时间的研究和完善。
     二、主要研究内容
     1. 技术路线
     本项目开发的水性复膜胶属于“非乳液型”双组分水溶性聚氨酯体系,放弃了传统乳液体系的技术路线。
     合成原理:在低分子量水溶性聚氨酯预聚体合成基础上,引入反应性功能基团,再配合能与这些功能基团在正常复合固化条件下进行固化反应的水性固化剂组成双组分水溶性聚氨酯复膜胶。
     水溶性原理为:在水性聚氨酯分子链中水性化基团足够多、分子量足够小的情况下,聚氨酯乳液会转变成澄清透明的水溶性聚氨酯体系,调节聚氨酯低聚物分子量大小(5000~50000之间)、水性化基团含量、软段含量和类型可得到浓度和粘度合适(依据复合工艺要求)的水溶性聚氨酯。
     下面就本项目的三个主要研究内容进行分别介绍:
     ⑴ 阴离子水溶性聚氨酯的合成
     由二异氰酸酯(MDI、TDI、HDI及IPDI)、低聚物二元醇(聚酯或聚醚)反应制备端NCO预聚体,再用DMPA扩链和封端合成含有羧基的低聚物。然后将该低聚物加入到成盐剂(氨水)和水的混合溶液中,进行中和分散得到水溶性聚氨酯。
     反应方程式如下:
     a.制备预聚体
     b.扩链和封端反应
     c.成盐反应
     合成要点和特点:该阴离子水溶性聚氨酯低聚物的合成必须在工艺上做到严格控制预聚体的分子量尽量小,也就是在NCO封端的预聚体合成时尽量减少扩链;在DMPA扩链封端反应时需要控制分子量分布在较窄的范围。如果需要进一步提高水溶性和降低粘度,在配方上,低聚物二元醇可以采用带有-SO3Na的水性聚酯或者分子量在400~1000的聚醚(PPG)。
     该阴离子水溶性聚氨酯由于是一种水溶液,不存在乳液稳定性问题,成盐剂可以采用对人体基本无毒的氨水。这也是该阴离子水溶性聚氨酯复膜胶相比于乳液型阴离子水性聚氨酯的一个优点,这是因为乳液型阴离子水性聚氨酯一般采用有利于乳液稳定性但是毒性很强的三乙胺作为成盐剂。
     ⑵ 阳离子水溶性聚氨酯的合成
     由二异氰酸酯(MDI、TDI、HDI及IPDI)、低聚物二元醇(聚酯或聚醚)和甲基二乙醇胺反应制备含有叔胺键的NCO封端的预聚体,接着用二胺基化合物(乙二胺、己二胺等)进行胺基封端。然后,将该胺基封端的低聚物加入到成盐剂(乙酸)和水的混合溶液中,进行中和分散得到水溶性聚氨酯。
     反应方程式如下:
     a.制备预聚体
     b.扩链反应
     c.封端反应
     d.成盐反应
     合成要点和特点:该阳离子水溶性聚氨酯低聚物的合成也必须在工艺上做到严格控制预聚体的分子量尽量小,也就是在NCO封端的预聚体合成时尽量减少扩链;在甲基二乙醇胺扩链反应时需要控制分子量分布在较窄的范围;其难点在于胺基封端反应,由于胺基活性很强,一定要在低温和其他降低反应活性的工艺方法下合成。
     该阳离子水溶性聚氨酯也不存在乳液稳定性问题,成盐剂可采用对人体基本无毒的乙酸。这也是该阳离子水溶性聚氨酯复膜胶相比于乳液型阳离子水性聚氨酯的一个优点,这是因为乳液型阳离子聚氨酯一般采用有利于乳液稳定性但是有毒的甲酸作为成盐剂。
     ⑶ 水性固化剂及有关助剂的选择
     采用的固化剂必须具有良好的水溶性或可乳化性,粘度适中。可选择的固化剂有:水性环氧树脂(针对羧基或胺基进行固化);可水分散多异氰酸酯(针对羟基和胺基进行固化);多官能团氮丙啶(针对羧基进行固化)。另外,还可以考虑根据工艺配方的要求加入必要的助剂(主要是催化剂和降低水表面张力的助剂)。
     ① 水性环氧树脂类固化剂
     水性环氧树脂主要针对水溶性聚氨酯中的胺基(阳离子体系)和羧基(阴离子体系)进行固化交联反应。成本较低,固化性能较好,无毒无味,与水溶性聚氨酯有良好的相容性,不影响复合膜透明度。因为未参与同胺基或羧基反应的环氧树脂单体可在促进剂作用下进行自固化,不会迁移污染内容物,卫生性能良好。所以,水性环氧树脂是最佳的水溶性聚氨酯复膜胶的固化剂。
     采购渠道:水性环氧树脂有乳液型和水溶型两种。因乳液型水性环氧树脂添加了乳化剂,会影响复合膜的牢度和卫生性,本课题优选水溶性环氧树脂作为固化剂。并且这种水溶性环氧树脂不会影响水溶性聚氨酯复膜胶的最大特点——非乳液型。目前市场上可以采购到的水溶性环氧树脂有:山梨醇缩水甘油醚及丙三醇缩水甘油醚、二甘醇缩水甘油醚等,对于其他性能更好但又难以采购的水溶性环氧树脂可以考虑自己合成。
     固化特性:对胺基的固化,一般能够在标准的复合固化条件下(48℃~52℃,24h~48h)进行固化反应;而对羧基的固化,由于羧基活性低,需要找到一种符合要求的无毒水溶性催化剂来促进固化。
     ② 可水分散多异氰酸酯固化剂
     可水分散多异氰酸酯是一种可乳化、分散在水中的多异氰酸酯,其本身不含水,只是在使用时可直接加入水中分散乳化,一般为二异氰酸酯改性物,也有很少的亲水改性PAPI产品。主要针对水溶性聚氨酯中的羟基和胺基进行固化交联。其价格很高,添加量大,成本偏高,颜色较深,容易产生气泡等。除了特殊要求,在本项目中只作尝试性应用试验。
     采购渠道:目前市场上可水分散多异氰酸酯主要有:Bayer公司的由脂肪族二异氰酸酯HDI制得的DesmodurDA、DN以及Bayhydur XP7007,由芳香族二异氰酸酯MDI制得的Desmodur XO-672;Rhodia公司的亲水性异氰酸酯WT2102,WT2092。这几种Bayer公司的可水分散多异氰酸酯(100%固含量)的NCO含量约20%,粘度在1000~4000 mpas/25℃之间,都具有良好的水中乳化分散性。
     固化特性:可水分散多异氰酸酯固化剂对胺基的固化反应活性高于环氧树脂,对于活性较低的羟基进行固化反应一般要求加入无毒水溶性催化剂,使其能在标准的复合固化条件下进行固化反应。
     ③ 氮丙啶类固化剂
     氮丙啶类固化剂只针对阴离子水溶性聚氨酯中的羧基进行固化交联反应。作为固化剂的氮丙啶要求是多官能团氮丙啶。此类固化剂具有良好的水溶性,但是其最大的缺点是有一定的毒性,一般考虑用于食品级要求外的其他薄膜。
     采购渠道:目前多官能团氮丙啶交联剂已经国产化,国内能够提供的产品有上海尤恩公司的SaC-100和上海泽龙公司XC-105。外观淡黄色清澈透明,100%固含量粘度200 mpas/25℃,水溶性良好。
     固化特性:针对阴离子水溶性聚氨酯的羧基进行固化反应,可常温固化,反应速度较快,可以满足标准的复合固化条件。
     2. 技术关键
     ⑴ 如何让水性聚氨酯成为低粘度的透明水溶液体系
     选择不同的水性化基团(叔胺、羧基及磺酸基)及其在分子链中的含量,合成分子量大小合适的水溶性聚氨酯低聚物,以取得在较高固含量和低粘度(符合复合工艺要求)条件下具有良好的水溶性。
     ⑵ 反应性功能基团的引入和含量
     在合成阴离子或阳离子水溶性聚氨酯预聚体的基础上,引入胺基、羧基等反应性基团,找出切实可行的合成工艺和条件。这些反应性基团可以使该水溶性聚氨酯低聚物能够配合合适的固化剂在标准的复合固化温度(48℃~52℃)和时间(24h~48h)条件下进行固化。
     ⑶ 找到合适的水性固化剂和助剂
     针对水溶性聚氨酯中引入的反应性功能基团,找到合适(固化性能和卫生要求)的水性固化剂和助剂,组成双组分水溶性聚氨酯复膜胶。同时,成本也要求在可被市场接受的范围内。
     ⑷ 使水溶性聚氨酯达到复合工艺和复合膜质量的要求
     调整水溶性聚氨酯链段结构,选择固化剂种类和配比,使该体系达到复膜胶的性能指标要求:如良好的初粘力、复合牢度、水挥发性、贮存稳定性、耐热性和性价比等。
     3. 创新要素
     ⑴ 非乳液型“水溶性”聚氨酯的合成。
     本项目放弃传统的乳液合成路线,在具有水溶性聚氨酯低聚物合成的基础上,引入反应性功能基团,再配合水性固化剂,组成双组分水溶性聚氨酯复膜胶。另外,通过配方设计还可以作为蒸煮胶使用。该水溶性聚氨酯复膜胶相对于乳液型具有澄清透明的特点,是以水为溶剂的溶液体系。它还可以解决传统乳液型水性聚氨酯复膜胶的很多技术和使用上的问题。
     查阅国内外资料都没有找到有关“水溶性”聚氨酯复膜胶的报道,不过,对于“乳液型”双组分水性聚氨酯用于复膜胶的技术文献和报道有不少。但在国内,就是对乳液型的双组分水性聚氨酯复膜胶研究报告也寥寥无几。
     ⑵ 无溶剂参与的绿色合成工艺。
     由于本项目合成的水溶性聚氨酯属于低聚物,体系粘度较低,无需溶剂稀释就可直接在含有成盐剂的水中进行溶解,与传统乳液型聚氨酯的丙酮法合成工艺不同。所以,在整个合成和使用过程中都可以做到不含有机溶剂的绿色环保工艺。
          本项目采用的成盐剂与传统乳液型也不同,传统乳液型聚氨酯一般需要采用三乙胺(阴离子体系)和甲酸(阳离子体系)作为成盐剂,这两种成盐剂使乳液的稳定性较好,但三乙胺和甲酸的毒性很大,会残留在复合膜中使其卫生性能下降甚至不达标。而本项目的产品由于是水溶性的聚氨酯体系,不存在乳液稳定性问题,采用的成盐剂可以为基本无毒的氨水(阴离子体系)和乙酸(阳离子体系) 
     主要技术指标: 
     固含量:主剂40%~60%,固化剂100%; 
     粘度:主剂1000~5000mpas/25℃,固化剂500~5000mpas/25℃; 
     外观:澄清透明液体,无色无异味; 
     主剂/固化剂:4:1~10:1; 
     复合工艺和固化条件:同溶剂型; 
     初剥离强度(OPP/PE)≥0.8N/15mm,(OPP/CPP)≥1.0N/15mm, 
     (PET/PE)≥1.0N/15mm;(PET/CPP)≥1.2N/15mm; 
     终剥离强度(OPP/PE)≥1.5N/15mm,(OPP/CPP)≥1.0N/15mm, 
     (PET/PE)≥4.0N/15mm,(PET/CPP)≥3.0N/15mm。
     ⑵ 卫生指标:
     无毒无异味,不存在残留溶剂和甲苯二胺;达到或超过《食品用塑料包装、容器、工具等制品生产许可审查细则》中对复合膜的卫生指标
     该产品是水性产品,属无污染的绿色项目。在生产过程和使用过程中无有机溶剂挥发,做到零VOC排放,可以节约大量有机溶剂(上胶1克溶剂型复膜胶需要挥发2克溶剂);在复合过程中也不会对工人造成任何健康影响;在复合固化后,胶粘剂或助剂都达到食品复合膜卫生要求,不会污染产品,无残留溶剂和无有毒有害物质,属绿色环保型产品。
     该产品完全可以在现有干式复合机上代替溶剂型复膜胶使用,使用厂家不需要更换设备,复合成本也不高于溶剂型复膜胶,具有优异的性价比。该产品的成功开发将是我国水性复膜胶行业的一次技术革命,可使我国的水性复膜胶达到国际先进水平,并且可以在国内市场占有一席之地。
     技术应用和产业化前景
     ⑴ 技术应用前景
     本项目开发的双组分“水溶性”聚氨酯复膜胶不仅具有传统乳液型双组分水性聚氨酯的优点:在复合过程中零VOC排放,改善工作环境,无污染,节约石油资源;在生产、贮运和使用过程中无火灾隐患;复合膜无溶剂残留和TDA,无毒无味,卫生性好;与溶剂型和水性油墨的适应性好;无需更换溶剂型复合设备。
     而且,该双组分水溶性聚氨酯复膜胶作为一种透明溶液体系,比传统乳液型聚氨酯体系具有更优异的性能,可以解决乳液型水性复膜胶普遍存在的问题:网线辊易堵塞、复合有白点、涂布流平性能差、耐冻融性差、贮存稳定性差、成盐剂有毒和生产过程不环保等,包装企业在使用时还可以很方便地直接采用自来水进行稀释。另外,作为进行固化的双组分体系,还可以解决目前市场上单组分水性复膜胶存在的粘合层间脱离、热封时易变形和耐热耐水性差等问题,并且可通过配方设计作为蒸煮胶使用。再加上在生产和使用过程中没有有机溶剂的加入和成盐剂无毒,这种水溶性双组分聚氨酯胶粘剂是真正无污染的绿色产品。
     所以,该水溶性聚氨酯复膜胶是溶剂型聚氨酯复膜胶一个良好的更新换代产品,除了优异的技术应用性能外,还具有良好的性价比,可以广泛替代普通溶剂型复膜胶和部分耐蒸煮复膜胶,甚至有望替代乳液型的双组分水性聚氨酯复膜胶。
     ⑵ 产业化前景
     据最近统计,全国已有1000多条干式复合生产线,2008年使用复膜胶6~8万吨,并且每年以15~20%的速度增长。美国和日本水性胶粘剂已占软包装复膜胶30%的市场份额。但在国内,由于水性复膜胶技术水平的限制,溶剂型聚氨酯复膜胶还占有95%以上市场,给本项目的双组分水溶性聚氨酯复膜胶提供了一个非常有增长潜力的市场。
     我国于2006年7月18日开始实行强制性的食品包装生产许可证制度,严格的市场准入制度让食品软包装企业不得不重视食品包装中的残留溶剂和甲苯二胺含量,给水性复膜胶提供了一个很好的市场推广机会。特别是近几年石油产品价格的高涨,又使水性复膜胶在价格上也具有了一定的优势,给水性复膜胶提供了一个很好的发展机遇。
     本项目开发的水溶性双组分聚氨酯复膜胶具有绿色环保、安全卫生、节约石油资源以及预计良好的性价比,是替代普通溶剂型双组分聚氨酯复膜胶的最佳选择。因此,该双组分水溶性聚氨酯复膜胶具有很好的产业化前景,它的成功开发将是复膜胶的一次革命,同时为推动中国软包装行业的绿色化作出贡献。
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