挤出复合工艺谈

挤出复合工艺谈（上）

挤出复合概述

1.挤出复合及其优缺点

挤出复合是将热熔性树脂，如PE、EVA、EAA等，由塑料挤出机熔融塑化后经T型模头挤出在一种基材上，同时与另一基材复合贴压在一起，冷却后制成复合薄膜的一种方法。实际中，往往也把挤出涂布归为挤出复合，并不特别列出。挤出涂布是将热熔性树脂连续均匀地挤出，在一种基材上直接冷却收卷成复合薄膜，不与另一基材贴合的工艺。

挤出复合目前主要有三种方式：单层挤出复合，串联挤出复合，共挤出复合。与其他复合方式相比，挤出复合有其独特的优点，也有一定的缺点。

挤出复合的优点如下：

(1)复合速度快，适合大批量生产；

(2)可自由选择基材；

(3)加工成本较低，省去了一道热封膜生产工序，黏合剂使用量极少；

(4)可任意设定挤压厚度；

(5)可一次性连线生产多达9层的复合材料。

挤出复合的缺点如下：

(1)初期设备投资较大；

(2)在升温、更换挤出树脂时，损耗较大；

(3)生产控制、质量控制较困难；

(4)所用LDPE等原料的耐热性低，复合制品有异味；

(5)产品平整度较差。

2.挤出复合发展趋势

挤出树脂和挤出复合设备的发展推动了挤出复合工艺的发展。

(1)挤出复合用黏结性树脂和热封合树脂不断改进和发展，极大地扩大了挤出复合产品的品种和性能。

(2)随着包装产品向多品种、少批量的方向发展，节约资源、提高效率已成为趋势，挤出复合设备向自动化、数字化、智能化方向发展。如快速自动调节的模头，厚度自动测量装置，遥控生产控制系统等。

(3)共挤出复合技术不断发展。共挤出复合可以生产特殊的功能性薄膜，可减少生产流程，一次性生产出多层薄膜，且无须溶剂和AC剂，可降低成本，减少昂贵树脂的用量。总之，共挤出复合的发展适应了缩短生产周期、节省资源、增加附加值的需求。

(4)连线生产设备不断发展。综合性的生产线越来越多，比如挤出复合与印刷相组合、与湿法复合相组合、与底涂上光相组合等，可以一次性生产结构非常复杂的产品，尤其适用于生产液体包装、医药包装、高阻隔产品包装、调味料包装、牙膏包装等。

挤出复合用树脂

挤出复合用树脂最主要的要求就是其黏合性能、热封性能和加工性能，挤出复合用树脂进一步向低温热封性、抗污染封口性、热黏强度高的方向发展。

挤出复合一般采用LDPE，主要是由于LDPE价廉易得、无毒无臭、容易加工。其他常用的树脂为EVA、PP、EAA、EMAA、离子键化合物等。EVA的低温热封性好、抗封口污染性强；PP耐热性好、质轻透明；EAA的抗化学性好，黏结性高。

挤出复合常用树脂及用途见表1。

表1 挤出复合常用树脂及用途

挤出复合用AC剂

AC剂即锚合剂，是挤出复合时用的一种底涂剂，用以增加挤出复合的牢度，改善复合膜的性能。

1.AC剂的作用

(1)改善亲和性。改善基材表面和挤出熔融树脂的亲和力，增强黏合性，提高复合膜的剥离强度。

(2)基材表面的补强。基材表面存在着微量的低分子量不纯物和细微的裂痕，表面层的机械强度较弱，聚氨酯系AC剂对这个表面层有补强效果。

(3)阻隔层的形成。在有水、增塑剂等物质存在而造成基材表面显著劣化的情况下，AC剂的加入会增强基材表面的稳定性。例如复合产品中有铝箔存在时，由于水的进入会导致接触面生锈，失去机械强度，黏合被破坏，而AC 剂的作用就是阻止水和铝箔的接触。另外，对于塑料薄膜基材而言，AC剂可阻止塑料薄膜中增塑剂之类的添加剂向PE表面迁移，保持稳定的黏合性能。

2.AC剂的种类

AC剂主要有有机钛系、异氰酸盐系（聚氨酯系）、聚乙烯亚酰胺系、聚丁二烯系等。

(1)有机钛系AC剂。优点：使用范围广，无须熟化，无粘连性，初黏力好。缺点：不耐水，加水易分解，活化期短，呈白浊状，黏合促进效果低；废液处理困难，溶剂挥发性高，易燃。

(2)异氰酸盐系AC剂。优点：活化期长，具有耐湿性、耐水性、耐药品性。缺点：初黏力弱，有粘连性，溶剂挥发性高，易燃。

(3)聚乙烯亚酰胺系AC剂。优点：具有水溶性，使用非常便利（用水和乙醇的稀释液作溶剂），价格低廉，危险性小。缺点：复合后几乎没有化学变化，所以耐湿性、耐水性、涂布性差，干燥困难，有粘连性。

(4)聚丁二烯系AC剂。与聚乙烯亚酰胺系一样，使用水和乙醇的混合液作为溶剂，但其耐湿性比聚乙烯亚酰胺系好，尤其对NY基材有良好的性能表现。

3.聚氨酯双组分黏合剂作为锚合剂

在实际生产中，由于上述AC剂使用后存在一定的不足，往往采用普通干式复合用的双组分聚氨酯黏合剂代替上述AC剂使用，对提高挤出复合膜的剥离强度有很大帮助。所采用的黏合剂可以是聚酯类，也可以是聚醚类。一般包

装产品用聚醚类较适合，剥离强度要求高时可采用聚酯类黏合剂，黏合剂的浓度一般在8%～12%。

挤出符合的机理

挤出复合是以PE等热塑性树脂作为黏合材料，将挤出的熔融树脂薄膜与复合基材加压贴合在一起，使界面处的分子互相穿插结合，将基材黏合起来。黏合是被黏物与黏结剂接触后分子间作用力的结果，有时两者还发生化学反应。黏结的条件之一是黏结剂必须具有良好的流动性，可以浸润被黏物表面。

PE是如何完成这一任务的呢？PE是非极性材料，分子比较规整，分子极性很弱，在200℃左右的普通加工温度下，难以与其他材料黏结，在300℃以上的高温下，PE的熔体易在空气中氧化，产生极性，并具有足够的流动性、浸润性和铺展性。这是因为表面热氧化引入了大量的基团，如羰基、羟基、羧基等，还因脱氢形成不饱和双键。极性基团的引入增加了表面间的相互作用力以及与其他材料表面的作用力。分子链的断裂降低了表面分子量，降低了玻璃化温度和黏度，促进了分子在界面的流动和扩散，达到了与其他材料复合的目的。

挤出符合工艺

1.温度控制

温度的设定主要由所用的树脂决定，合理的温度设定对挤出复合极为重要。温度太低，复合膜的剥离强度差、塑化不良、外观暗淡；温度太高，则塑料易分解、复合膜脆硬、挤出膜的收缩率增大。典型材料的挤出温度设定见表2。另外，T型模头较宽，两端易散发热量，因此，模头两端的温度设定可提高2～3℃。

表2 典型材料的挤出温度设定

2.过滤网