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无溶剂聚氨酯胶粘剂及复膜技术(下)

在使用时将两个组份均匀混合在一起，靠相互的反应形成大分子而达到交联固接线器化。无溶剂双组分剂使用时，要求产品有较低的粘度，以保证操作温度在℃之间。而无溶剂胶粘剂的粘度与预聚物中异氰酸基的含量成反比，降低预聚物中游离二异氰酸酯基的含量，必然使产品中的异氰酸基含量下降，从而使金属油墨产品粘度增加。使用操作温度增高，操作条件不易控制。我院研制的低游离异氰酸酯单体的新型双组分无溶剂聚氨酯胶粘剂，既降低了产品中游离二异氰酸酯基的含量，又使产品具有适当粘度，操作温度适中符合客户的使用要求。

5.无溶剂胶粘剂的涂布及使用

无溶剂聚氨酯胶粘剂的涂布不同于溶剂型胶粘剂的涂布。溶剂型的胶粘剂涂布时，为使涂布均匀，易于涂布的粘度靠增加有机溶剂来调整控制的。由于无溶剂胶粘剂根本不含任何溶剂，在常温下的粘度相当大(特别是无溶剂单组分胶粘剂常温时超过几万或十几万mpas)。根据无溶剂聚氨酯剂结构的特殊性，只要温度稍有变化，其粘度就有很大的变化，为使粘度下降适于涂布，通常在使用时将胶粘剂加热。因此无溶剂胶粘剂的涂布复合设备，应该是一个专用的带有加热涂布上胶系统的装置。无溶剂复合机由混合计量配胶系统；涂布上胶系统；复合冷却系统；放卷、收卷系统等主要叶滤机部分构成。

1）.无溶剂复合机涂布系统

现在我国引进的无溶剂复合机的涂布系统多为专用的无溶剂复合机的涂布系统，也称为四辊涂布系统(见图1)。其由A．B．C.D四辊组成，A辊是涂布辊；B辊是浮动辊；C辊是计量辊；D辊是存胶固定辊，由固定辊D与计量辊C间的夹逢存胶。

2）.无溶剂胶粘剂的使用与涂布

①涂布粘度与温度：

无溶剂胶粘剂与含溶剂胶粘剂相比，在分子量据悉的大小上有很大差异。溶剂聚氨酯胶粘剂的分子量一般在几万到几十万。当没有溶剂时粘度也很大，常温达到上百万毫帕·秒 (mpas)，甚至为胶状体，无法直接涂布。所以借助于溶剂溶解稀释到可涂布的粘度。当无溶剂胶粘剂与溶剂型胶粘剂的结构很相似时，为了达到无溶剂涂布操作要求的粘度，降低胶粘剂的分子量，粘度比有溶剂胶粘剂干胶的粘度要小很多，但仍无法直接涂布。无溶剂聚氨酯胶粘剂的结构特点是：分子间吸引力大(可形成氢键)，在常温下粘度很高，当温度升高，氢键断裂，粘度下降。(图2是单组份无溶剂胶粘剂粘度与温度关系曲线。)因此加温使粘度降到可涂布的粘度。温度提高粘度下降涂布容易；但温度过高(单组份胶大于100℃，双组份胶大于80℃)，胶粘剂的内部反应速度加快发生凝胶化，易形成高分子树脂，造成涂布困难和涂布不均匀。因此要确定涂布的最佳温度，并保持最小的温度差。一般单组份胶粘剂的涂布温度控制在70－100℃，粘度控制在600—3000mpas；双组份胶粘剂涂布温度控制在45—80℃，粘度500－1500mpas。

②单组份胶粘剂的涂布及固化。

单组份胶的涂布除上述要求控制的温度和粘度外，由于单组份聚氨酯胶粘剂都含有NCO基团(含量在3－6％)，它是靠与水反应固化的。当涂布量为lg／m2时，需要完全固化的水量为6.5－13mg。单靠干燥膜表面上附着的水是不够的(在22℃38％RH下测得的OPP，CPP的薄膜两侧表面附着水约为2－4mg／m2)。必须从外界补充供给水份，因此必须对环境加湿。

③涂布量

在无溶剂复合加工中，胶粘剂的涂布量对复合膜的质量非常关键。涂布量不足，易引起复合膜粘接力不大，易剥离甚至脱层。胶粘剂最佳涂布量的选择，要依据复合膜制品的不同质量要求、薄膜性质、印刷效果和油墨以及胶粘剂性能等综合考虑。一般由于非反应型复合聚氨酯胶粘剂存在环保、安全生产等问题使用单组份涂布量为0．5－1．8g／m2．当涂布量 2g／m2，由于涂层较厚，不利于胶粘剂与水的固化反应，造成胶膜层中心长期不固化，影响复合制品的粘接强度，使用双组份无溶剂聚氨酯胶粘剂则无此限制。但是涂布量过大也不利于复合质量，一般涂布量控制在1—3．5g／m2，做特殊需要的复合膜时(如：高温蒸煮用)可加大到不超过5．Og／m2。

④初期粘接力与粘接强度。

由于使用的无溶剂胶粘剂的分子量低于溶剂型胶粘剂的分子量，在常耐压爆破实验机主要用于加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器等换热装备的耐压、爆破温下凝聚力小，未固化前的初期粘接力低，因此，复合生产操作中应严格的控制张力和牵引力，否则会产生复合膜制品的质量问题。现在胶粘剂生产厂家正在研制初期粘接力强的产品，这一问题可望得到较好的解决。

6．结束语

无溶剂胶粘剂干式复合制造复合膜包做好材料合规管理工作装材料的技术，经过二十多年的发展已成为成熟的工业技术。特别是近五年我国复合膜加工行业对该项新技术的认识和了解，及成功引进二十多台无溶剂复合设备的经验，无溶剂干式复合制造复合膜包装材料的技术将在我国取得较大发展。并且随着无溶剂复合设备的国产化，及无溶剂胶粘剂品种的多样化，这一新加工技术将随着其明显的突出的优越性，逐步被国内认识和接受。预计在未来的几年内在我国将以更快的速度得到发展。

作者/ 王永江

（北京市化工研究院