采用膠粘劑的層壓薄膜復合方法因工藝設備簡單、適用范圍廣,發(fā)展迅速,成為我國軟包裝復合材料的主要生產工藝。聚氨酯膠粘劑因其主體樹脂分子中含有大量極性很強、化學活潑性很高的異氰酸酯基和氨酯基,與含有活潑氫的材料都有著優(yōu)良的化學粘接力,且其合成原料和助劑種類繁多,樹脂組成結構和膠粘劑配方變化范圍大,可滿足不同基材粘接和使用條件的要求,適合各種材料的層壓復合薄膜。國內薄膜復合用聚氨酯膠約8000噸/年,占聚氨酯膠總量的8%,但膠的生產、應用技術相對滯后,以低端產品為主,商品類別混雜不規(guī)范,相當部分的產品仍需進口。

　　1  聚氨酯膠粘劑的分類

　　層壓復合工藝生產軟包裝薄膜復合材料膠粘劑是影響產品質量的關鍵因素,但目前軟包裝復合材料生產廠對聚氨酯粘合劑分類、商品膠的型號感到很困惑。聚氨酯膠粘劑從化學作用機理的觀點可分為3大類型:多異氰酸酯粘合劑,它是由多異氰酸酯單體溶解于適當比例的溶劑中,可與橡膠混合來改性;異氰酸酯與多羥基化合物反應后制成含端基為異氰酸酯基的聚氨酯預聚體粘合劑,其中又分為單組分和雙組分;由異氰酸酯與多羥基化合物充分反應制成的溶液、乳液、薄膜、粉末等品種。從采用的多羥基化合物原料分聚酯型和聚醚型,聚酯型粘接較好,聚醚型水解穩(wěn)定性好,有較強的柔韌性、成本低,但初粘性較聚酯型差。從采用的多異氰酸酯的不同則有芳香族型如ＴＤＩ、ＭＤＩ、ＰＡＰＩ和脂肪族型如ＨＤＩ、ＩＰＤＩ2種。一般工廠則按商品出售的品種劃分為:ａ.多異氰酸酯溶液;ｂ.多異氰酸酯和橡膠溶液混合;ｃ.異氰酸酯預聚體與羥基化合物(包括水)制成的反應型(單、雙組分);ｄ.封閉型;ｅ.彈性體型;ｆ.乳液型;ｇ.壓敏膠;ｈ.熱熔膠。

　　2  聚氨酯膠粘劑在軟包裝復合薄膜工藝中的應用

　　軟包裝復合工藝中膠粘劑的選擇與使用條件取決于復合基材、復合產品用途及復合機工藝條件,主要使用前ａ.～ｃ.類型商品。膠的類型、組成、濃度、涂布量、干燥條件是相互聯(lián)系的,關鍵選擇適宜類型的聚氨酯膠用溶劑調整到與復合機速度相適應的濃度,干燥條件要保證溶劑能充分揮發(fā)干燥,涂布量ＣＷ一般控制在于1.5～5.0ｇ•ｍ-2,可由ＣＷ=ＫμρＷ計算,式中Ｋ為轉移率,經驗值在1/4～1/6,隨涂布輥微孔、膠輥壓力、刮刀角度、薄膜表面狀態(tài)、膠粘劑粘度不同而變化;μ為涂布輥微孔深度;ρ為膠粘劑密度;Ｗ為膠粘劑的使用濃度(含固體%)。

　　2.1  通用的溶劑型聚氨酯膠粘劑

　　溶劑型膠粘劑因其易于調節(jié)和便于涂敷等優(yōu)點,在國內軟包裝復合用膠粘劑中占有絕大比例,其生產和使用技術較成熟。一般含30%～50%固體樹脂(少數50%以上),以低毒的酯、酮、醇類為溶劑,其膠可簡單分為單組分和雙組份。

　　單組份一般為聚醚型端ＮＣＯ基在濕氣作用下生成取代脲擴鏈或交聯(lián)成大分子,同時溶劑揮發(fā)而成膜固化,可適當加擴鏈劑來提高粘接強度,多用于紙塑復合產品,溶劑為無毒的酯類,該膠與橡膠-溶劑型比,粘接強度高,透明光亮,無難聞的苯類氣味。

雙組份普通型是復合用膠中最重要的品種,由甲乙雙組分組成,一般甲組分主劑為聚酯(或聚醚)多元醇與二異氰酸酯(如ＴＤＩ、ＭＤＩ)在特定條件下反應數小時獲得氨基甲酸酯聚合物(端基為-ＯＨ),輔以溶劑來調節(jié)其粘度(0.5～6.5Ｐａ.ｓ)和固含量(35%～75%),乙組分固化劑為二異氰酸酯和三羥甲基丙烷加成物,端基為-ＮＣＯ。使用時甲乙組分以適當比例混合,為了涂布均勻及有利浸潤,多數以醋酸乙酯為溶劑稀釋至工作濃度約20%使用。該膠粘劑初粘性大,對ＰＥ、ＯＰＰ、ＣＰＰ、ＰＥＴ、ＯＰＡ薄膜、鍍鋁膜、和鋁箔等均具有良好的粘接性能,適用于它們相互之間的干式復合,且兼具耐熱和抗介質侵蝕,復合薄膜制品可包裝一般干燥食品、藥品等,耐100℃水煮,但不宜在高溫蒸煮時使用