国内软包装复合粘合剂现状及发展趋势

套 设备 和 电子 电器 等行 业 。软 包 装所 用 的复 合 薄 膜 生产 工艺 主 要 有 挤 出 复合 和 干 式 复合 两 类 ， 其
中干式 复 合 法 设 备 投 资 小 ， 品 质 量 高 ， 艺 简 产 工 单， 应用 较 广 泛 ， 产 品 产 量 占全 部 复 合 薄 膜 的 其
大 的缺 点 是非 挥发 成 分低 （ 般 为 ３ ％或 ３ ） 一 ０ ５ 、
复合性 能 和卫 生安 全 性 差 ， 已经 基 本 被 淘 汰 。八
十年代 中期 ， 过 引 进 国外 技 术 开 始 工 业 化 生 产 通 溶 剂型 双组 分 聚 氨酯 粘 合 剂 。 目前 ， 复合 软 包 装 材 料 中使 用 的粘合 剂 主要 是溶 剂 型 双组 分 聚 氨酯 粘合 剂 。 ２ １ 溶剂 型聚 氨酯 粘合剂 组成 与反 应 ． 聚氨 酯粘 合剂是 指 在分 子 链 中含 有 氨 基 甲酸 酯基 （ 一ＮＨＣ Ｏ０一） 的粘合 剂 ， 由含活 泼氢 的多 元 醇和 异氰 酸酯经 过加 成 聚合 反 应 得 到 。 目前 在 软 包装 材料加 工 中大量 使用 的是 双组 份 聚 氨酯 粘 合 剂 。多元 醇和异 氰酸 酯反 应 得 到 的含 有 端羟 基 预
高， 能和许 多类含 有 活 泼氢 的化 合 物 ， 如含 羟基 例
（ 一ＯＨ） 的醇 类 、 （ Ｏ） 羧 酸 （ Ｏ 水 Ｈｚ 、 一Ｃ ＯＨ） 胺 类 、
（ ＮＨ２ 、 胺 （ Ｃ 一 ）酰 一 ＯＮＨ２ 、 （ ＮＨＣ ）脲 一 ＯＮＨ
一
分为 一般 用途 包装 粘 合 剂 、 煮 包装 粘 合 剂 、 温 水 高
氏杀 菌 ； 温蒸 煮粘 合剂 可 分 为 耐 １ ０ ６ ｍｉ 高 １ ℃ ０ ｎ高 温 蒸 煮 、 １ １ ４ ｍｉ 高 温 蒸 煮 和 耐 １ ５ 耐 ２℃ ０ ｎ ３ ℃ ３ ｍｉ 温 蒸 煮 。此 外 ， 据 所 用 合 成 材 料 的性 ０ ｎ高 根
） 氨基 甲酸 酯 （ 、 一ＮＨＣ － ） 反 应 。在 所 有 ＯＯ－ 等
的基 本方 法 。 ２ ３ １ 胶液 配 制 ．．
Ｒ— Ｎ ＨＣｏｏ— Ｒ ’ ｏＯＣＮ Ｈ — Ｒ～ ＮＣ０ 一
合 成 聚氨 酯 粘 合 剂 时 常 用 的 多 元 醇 有 聚 酯 、
聚醚 、 聚烯 烃 等多元 醇 ； 常用 的二 异 氰 酸酯 有 芳 香
族 和脂 肪 族 等 类 型 。一 般 说 来 ， 酯 型 聚 氨 酯 粘 聚 合 剂 比聚 醚 型 产 品 具 有 更 高 的 机 械 强 度 和 性 能 。
原 因是 酯基 （ ＯＯ一） 性 大 ， 一Ｃ 极 内聚 能是 醚基 （ ～
按 粘合 剂 产 品 规 格 确 定 甲 、 乙组 分 的 配 比 。
粘 合 剂 使 用 的 工 作 浓 度 为 ２ 一 ４ ， 释 的 溶 ５ ０ 稀 剂 是 乙酸 乙 酯 ， 般 要 求 乙酸 乙 酯 的 含 量 ≥ ９ ． 一 ９ ８ ， 的含 量 不超 过 ３ ０ ｐ 醇 含 量 ≤ ２ ０ ｐ 水 ０ ｐ ｍ， ０ ｐ ｍ， 乙酸含 量低 于 ５ ｐ ｍ。稀 释 时要 求 先往 主剂 中加 ０ｐ
关 键 词 ： 品 包装 ， 合 薄 膜 ， 氨 酯 粘 合 剂 ， 剂 型 ， 溶 剂 型 ， 性 食 复 聚 溶 无 水
１ 概 述
食 品软包 装 复合薄 膜 通 常 由数层 不 同材质 的 薄膜 复合而 成 ， ５ 自 ０年 代 问 世 以来 ， 于其 优 异 由 的综合 性能 ， 经被 广 泛 应 用 于食 品 、 品 、 妆 已 药 化 品、 日用 品、 学 品 、 器 弹药 、 化 武 精密 仪器 、 表 、 仪 成
国 内 软 包 装 复 合 粘 合 剂 现 状 及 发 展 趋 势
沈 峰 （ 中国包 装联合 会 塑料包 装委 员会 专家组 ）
摘要 ：本文介绍 了食 品包装复合薄膜用溶剂型 、 无溶 剂和 水性聚氨 酯粘合 剂的发展概 况； 细介绍 了溶剂型 详
聚 氨 酯粘 合 剂 组 成 、 类和 研 究进 展 ； 分 简要 地 介 绍 了无 溶 剂 和 水 性 聚 氨 酯 复 合 粘 合 剂 的 优 缺 点 ， 对 各 种 类 型 并 的聚 氨 酯 粘 合 剂 的 优 劣 及 发展 状 况进 行 评 述 。
第 一步 ： 合成 聚酯 、 醚 、 聚 聚烯烃 等 多元 醇 ， 以
合成聚酯多元醇为例， 反应如下：
（ ｉ １＋ １ ）Ｈ０ ～ Ｒ— ＯＨ ＋ １ ３ ＯＯＣ— Ｒ ’ ．Ｈ 一
Ｃ ＯｏＨ — Ｈ （ ～Ｒ ｏ ｏ— Ｒ’ Ｃ ｉ — Ｃ 一 Ｏ ｑ－ ＂ １ ＯＨ
＋ ２ Ｈ， ｎ Ｏ
醇和 异氰 酸根基 团反 应 生成 氨 基 甲酸 酯 而 消
耗 固化剂 ， 反应 为 ：
Ｒ２ ＮＣ ＋ Ｈｏ — Ｒ — Ｒ２ ＮＨ Ｃ 一 Ｏ 一 ＯＯ— Ｒ
等 。在 法规 中 明确 地规 定 用 于食 品或药 品包装 中
含有 活泼 氢 的化 合 物 中 ， 对 复 合 膜 用 双 组 份 聚 水 氨酯 粘合 剂影 响最 大பைடு நூலகம்。其 反应 为 ：
慢
Ｒ２ ＮＣＯ ＋ Ｈ２ — 一 Ｏ
一
快
— Ｎ ＨＣＯＯＨ — Ｒ２
ＮＨ ２ ＣＯ２ ＋ Ｒ２ ＮＨ ２ Ｒ２ ＮＣＯ — Ｒ２ ＮＨ Ｃ 一 ＋ 一 一 ０Ｎ Ｈ —
１ ２
＾）＜＞ ｏ ０ｏ ◇ 。 ０ ０ ◇ 。 ０ ０ ０ ｏ ０ ０ ００ ０ ｏ ０ Ｃ ∞ ００ ０ ０ ０ ０ ０ｏ ０ ０ ０ ｏ ∞
塑料 包装
∞ ｏ ０ Ｃ
２１ ０ ０年 第 ２ Ｏ卷 第 ５期
８ 塑料包装委员会七届五次年会（ 专辑续二） ８
＜＞ Ｃ － ＜＞ Ｃ＞ 。 ０ Ｃ ｏ ｏ ＜＞ ＜＞ ＞ ． Ｃ岭 （） ＜ Ｃ ｏ Ｃ Ｃ Ｃ） Ｃ岭 ｏ ０ ０ ｏ Ｃ 》 Ｃ’ ×》 Ｃ Ｃ Ｃ心 ＜ Ｃ ０ － — ０
下） 的不 同分 为低残 留、 低残 留型 聚氨 酯粘合 更
剂； 根据 固化 速 度 的不 同 分 为 快 速 固 化 和 正 常 固
粘 ）② 由于二 氧化 碳 气 体 产 生 ， 复 合 制 品 易产 ； 使
生气 泡 、 白点 、 点 ； 由 于生 成 内聚 强 度 更 高 的 斑 ③
１ ４
塑料 包装
２１ ０ ０年 第 ２ ０卷 第 ５ 期
聚氨 酯脲 （ Ｒ— ＮＨＣ ＯＮＨ— Ｒ） 复 合 制 品易 产 生 ， 晶点和变 硬 ； 溶剂挥 发速 度减慢 ， 留量增 大 。 ④ 残
对包装 物 造 成 二 次 污 染 ， 使其 变 味 、 质 。 因此 ， 变 美 国食 品药 品管 理局 和 欧盟 都制 定 出了 完善 的法 律法规 ２ Ｆ １ ＤＡＣ Ｒ１ Ｏ ７ Ｆ ７ 一１ ８及 欧盟 ２ Ｏ ／ ２ Ｅ Ｏ２ ７／ Ｃ
转， 固化 物 更 柔 软 ， 优 良 的 耐 低 温 性 和 耐 水 解 有 性 。聚烯 烃 型 聚氨酯 粘 合 剂 具 有 耐低 温 、 水 解 、 耐 耐 紫外 线 老 化 和 对 非 极 性 材 料 粘 接 效 果 高 等 优
入 计量 的 乙酸 乙酯 ， 进 行 充分 搅 拌 后 ， 将 固化 并 再
蒸煮 粘合 剂 和特种 包 装 粘 合 剂 。特 种 包装 粘 合 剂
主要 有镀 铝复 合粘 合 剂 、 箔 复 合粘 合 剂 、 铝 电磁 屏 蔽 、 外 吸收 、 紫 抗介 质 耐 酸碱 等 等 。一般 用 途 粘 合 剂 主要 用 于 方 便 面 、 干 、 化 食 品 等 轻 包 装 ； 饼 膨 水 煮包装 粘合 剂 ， 顾名 思 义是 能够 耐 １０ ０ ℃水 煮 或 巴
产品。
聚体 ， 般称 为 Ａ组 分 或主剂 ； 一 如果 得 到含有 端异 氰 酸酯 基 的预聚 体 ， 一般 称 为 Ｂ组 分或 固化剂 ， 也
有相反 的 。 当两 种 组 分 混 合 时 ， 生交 联 反 应 形 发 成 网状 结 构 。 一ＮＣ 基 有 很 高 的 化 学 反 应 活泼 Ｏ
性， 能够 与 多 种 基 材 都 能 形 成 良好 的粘 接 。溶 剂
型聚氨 酯粘合 剂 的主要化 学 反应 为 ：
２ 溶 剂 型 聚 氨 酯 复合 粘 合 剂
溶 剂型 聚 氨 酯 粘 合 剂 有 单 组 分 和 双 组 分 之 分 。国 内早 期 使 用 的主 要 是 单 组 分 复 合 粘 合 剂 ，
剂 加人 到 稀 释 好 的 主 剂 中 ， 充 分 搅 拌 均 匀 。一 并 般 配制好 的粘合 剂存 放 于密 闭容 器 中 ， 使 用 １ 可 ～ ２天无 明显 影 响复 合 薄膜 质 量 的 问题 。而快 速 固
点 。此外 根 据 用 途 不 同 ， 氨 酯 粘 合 剂 中还 可 以 聚
７ 以上 。 ０
干式 复合 法生产 复 合薄 膜 的质 量 关键 取 决 于 复合 所用 的粘 合 剂 。聚 氨 酯 粘 合 剂 因 其 粘 接 力
强 ， 生安全性能好 ， 具有耐温、 寒、 酸碱 、 卫 并 耐 耐 抗介 质等 特点 ， 复合 薄膜 所 用 粘 合 剂 中 占主导 在 地位 。软包 装复 合薄 膜用 聚 氨酯 粘 合剂 主 要类 型 有溶 剂型 （ 溶 型 和 醇溶 型 ） 无 溶 剂 型 和 水 性 等 酯 、
有 聚氨 酯类 和改性 橡胶 类 。单 组 分复 合 黏合 剂 最
２１ ００年 第 ２ Ｏ卷 第 ５期
第二 步 ： 合成 端羟 基 聚氨 酯 ， 应如 下 ： 反
塑料 包装
１ ３
化 聚氨 酯 粘 合 剂 ； 据 溶 剂 不 同 ， 以 分 为 酯 溶 根 可 性、 醇溶性 、 性 等等 。 水 ２ ３ 溶 剂 型 聚 氨 酯 粘 合 剂 的 使 用 和 注 意 事 ．
加人 其它 树脂 进 行掺 混 、 互贯 网络 改性 等 。 ２ ２ 溶剂型 聚 氨酯 粘合 剂 分类 ． 根据 包装 用 途 不 同 ， 剂 型 聚 氨 酯 粘 合 剂 可 溶
化 复合 粘合 剂 要 求 现 配 制 现 使 用 ， 余 胶 液 视 粘 剩 度、 外观 的 变化决 定 能否 继续 使 用 。 聚 氨酯粘 合 剂 中 的异 氰 酸 根基 团反 应 活 性很
项
ＯＣ — Ｒ— ＮＣＯ ＋ ２ Ｈｏ — Ｒ ’ ＯＨ — Ｈ ｏ Ｎ 一 ＋
—
Ｒ ’ ＯＣ０ＮＨ — Ｒ— ＮＨ ＣＯＯ— Ｒ’ ｏＨ 一 一
第三 步 ： 成 端 异 氰 酸 酯 基 聚 氨 酯 ， 应 如 合 反
下：
２ ＯＣＮ～ Ｒ— ＮＣｏ ＋ Ｈｏ — Ｒ ’ ｏＨ — ＯＣＮ ～
—
聚氨 酯粘 合 剂使 用 方 法是 否 合 理 直 接影 响 复 合 薄 膜 的质 量 ， 种胶 粘 剂 都 有其 自身 的特 点 ， 每 在 使 用 前必 须 详 细 了解 生 产 厂 家 的有 关 使 用 说 明 。
在 此 简单介 绍 胶 液 配 制 、 胶 量 以及 复合 与 熟 化 涂
Ｃ—ｏ—Ｃ一 ） 的三 倍 ， 子 间作 用 力 大 ， 聚 强 度 分 内 大 ， 现为 机械 强度 高 。 由于酯 键 的极 性 大 ， 酯 表 聚 型 粘合 剂与 极性 基材 的粘 接 性 比聚 醚 型粘 合 剂 要
好， 耐热 性 也好 ； 聚醚 型 粘 合 剂则 由 于醚 键 的 易旋
质， 还分 为 脂 肪 族 聚 氨 酯 粘 合 剂 和 芳 香 族 聚 氨 酯 粘 合剂 ； 据 粘 度 的 不 同分 为 高 粘 度 和 低 粘 度 聚 根
氨 酯粘 合 剂 ； 据 溶 剂 残 留量 （ 相 同 工 艺 状 态 根 指
Ｒ２
水 造 成 的影 响 主要 表 现 在 以 下 几 方 面 ： 消 ① 耗 固化 剂 ， 配 比不 准 确 ， 重 时 不 能 固化 （ 使 严 发