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塑料软包装的绿色化发展趋势之粘合剂篇

2021-08-18 来源:云南农业机械网

塑料软包装的绿色化发展趋势之粘合剂篇

一、开发应用高固体含量、低粘度的复合粘合剂

国内粘合剂生产企业已走向成熟,技术开发实力大大增强,出现了像浙江新东方、北京化研院、北京高盟等代表性企业,这些企业具备了较强的研发能力,其产品正在向高固含、低粘度及功能化方向发展。

目前使用高固含低粘度的粘合剂已成为干式复合粘合剂的一个重要发展方向。以前的双组分聚氨酯粘合剂,其主剂的固体含量是35%或50 %,现在已提高到75%或80%。75%固含量的双组分聚氨酯粘合剂占据 60%的市场份额,50%固含量的双组分聚氨酯粘合剂的市场正在缩小到不足30%的市场份额。由于高固含低粘度的特点使得采用较高的工作固含量进行高速复合加工成为可能。

在相同的涂布量下使用高固含粘合剂,就可以有效减少溶剂的使用量,并有以下优点:

(1)减少溶剂消耗。

(2)减轻干燥负荷提高生产效率,降低能耗。

(3)降低残留溶剂。

但提高固含量(工作浓度)也同时带来一些问题:

(1)由于溶剂蒸发时粘度的急剧变化,粘合剂的均一涂布较为困难。

(2)由于活化期短,容易引起堵版,难以保证均一的涂布量。而且也容易引起外观不良。

(3)由于粘合剂的分子量较小(粘度较低),凝聚力较小,容易引起隧道效应等加工故障。目前国内一些粘合剂生产企业通过分子量和分子结构的调整,已生产出具有较高初粘力的高固体含量、低粘度产品。

二、开发应用水溶性粘合剂

水溶性粘合剂的优点是以水代替有机溶剂,不存在燃烧爆炸的潜在危险,没有对环境的污染和对操作人员的毒害,而且成本较低。但是,这种粘合剂的涂布性能较差,对复合基材的润湿性不佳(因为水的表面张力为72mN/m,而基材的表面张力大多只有38mN/m左右),导致附着力不高。另外水的热容量大,对油墨的干燥就要消耗更多的能量,这不但限制了生产速度,还提高了生产的成本,同时水蒸汽对设备还造成一定的腐蚀等。这些因素在一定程度上限制了水性粘合剂的广泛使用。

三、发展无溶剂复合工艺

无溶剂粘合剂基本上也是由双组分的聚氨酯粘合剂构成,其主剂和固化剂在室温下的粘度较高,但仍具有流动性,是半固态物质。当要进行复合时,主剂和固化剂按比例混合,放到具有加热保温功能的粘合剂盘里去,通过加温到使粘度降低到适宜的程度,然后通过具有加热保温功能的网纹辊涂到基材上去。涂布后不必再经加热干燥就可以直接跟另一种基材进行复合。无溶剂复合工艺不存在废气排放的问题,不需要庞大复杂的加热鼓风、废气排风装置,设备简单,能耗减少。无溶剂复合工艺流程简单,设备占地面积小、宜于降低成本,节省资源,保护环境,因此它将是未来复合工艺发展的主要方向。近年来,随着我国产品质量和环保意识的加强,无溶剂复合越来越受到我国复合膜包装业内人士的青睐,国内已有多台无溶剂复合机开始运行。目前大部分中低档的塑料软包装材料都可以用无溶剂粘合剂进行生产,但由于复合质量等因素制约,还不能完全取代干式复合工艺。

虽然粘合剂的发展终究要走向无溶剂化,但由于无溶剂型粘合剂需要专用的无溶剂复合机,设备投资较大,大范围推广还需要一个较长的时间。因此目前溶剂型聚氨酯粘合剂依然是市场上的主流产品。

四、开发应用醇溶型聚氨酯粘合剂

在塑料软包装领域,目前开发出的非有机溶剂型粘合剂(包括无溶剂型和水性聚氨酯粘合剂等)还未完全达到溶剂型粘合剂的水平,因而溶剂型聚氨酯粘合剂仍将在较长时间内存在。醇溶性聚氨脂粘合剂由于其符合绿色环保要求,同时又具有双组分、溶剂型聚氨脂粘合剂的基本优点,将逐步占据一定的市场份额。

聚氨酯粘合剂大部分用醋酸乙酯作稀释剂,而醇溶型聚氨酯粘合剂能够用乙醇来作稀释剂,乙醇与醋酸乙酯相比具有更低的毒性,并且在通常的情况下溶剂残留较少,同时乙醇价格便宜,可有效降低复合成本。另外醇溶型聚氨酯粘合剂与醇溶剂油墨相配合,对醇溶型油墨有着良好的相容性和粘接性能,同时因其可以常温熟化而省去熟化费用。

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