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溶剂型粘合剂替代任重道远

信息来源:paintkey.com  时间:2004-07-22  浏览次数:111

  目前普遍的观点认为溶剂对环境是有害的、危险的,各国政府已经或正在制订法规限制其使用,特别是对VOC(有机挥发物)含量、HAP(有害大气污染物)排放进行严格规定。与此同时,溶剂型粘合剂的替代产品也不断被开发出来,另一方面人们仍面临着"替代"的难度和阻力。

  国内食品包装复合膜行业中使用的胶粘剂绝大部分是溶剂型,因此存在着大量溶剂对环境的污染和安全问题,并且耗用大量能源。据估算仅食品包装行业每年排放到大气中的有机溶剂就超过40万吨。溶剂型粘合剂在生产过程中排放的溶剂不仅会污染空气,而且会直接危害操作工人的健康,最终仍会有小部分溶剂无法排除,残留在食品包装中危害消费者的健康。这比食品本身的安全隐患更可怕。

  欧美已立法限制溶剂型胶粘剂的使用量。美国环保局规定:每加仑胶粘剂在涂布作业中,不得散发2.9磅以上的溶剂。而在国内涂布业中使用的溶剂型胶粘剂固含量一般在25%,溶剂挥发量为每加仑6磅左右。在欧洲和美国超过50%的食品软包装企业使用水性粘合剂或无溶剂型粘合剂。预计未来几年,在欧美市场,水性粘合剂或无溶剂型粘合剂将最终取代溶剂型粘合剂。 溶剂型粘合剂的替代品,目前主要有3大系统产品。一是水性粘合剂。主要有单组分和双组分两大产品系列。单组分系列的特点是上胶时不需要配比,直接使用,操作工艺简单、成本低、生产效率高;优势在薄膜和镀铝膜的复合性能方面更为突出,不会像如聚氨酯胶那样造成镀铝膜的转移。由于受剥离强度的限制,单组分水性粘合剂主要应用在膨化食品、饼干、糖果、调味品以及药品等轻质包装领域。而双组分的水性粘合剂则突破了剥离强度、耐热和耐化学性能等技术难题,可以用于包括蒸煮食品和液体食品等包装。

  二是醇溶型粘合剂。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,因而溶剂型聚氯酯粘合剂仍将在较长时间内存在。醇溶性聚氨酯粘合剂由于其符合绿色环保要求,同时又具有双组分、溶剂型聚氨酯粘合剂的所有优点,将很快占领较大的市场份额。  

  三是无溶剂粘合剂。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,通过加热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。

  ?国外无溶剂胶粘剂从技术水平来看,由开始的第一代产品已发展到目前的第三代产品。

  目前第三代无溶剂胶粘剂复合制品的质量,完全可以达到溶剂型胶粘剂复合制品的质量。第三代产品的主要特征有:主剂采用端异氰酸根预聚体,这样使得胶粘剂游离异氰酸根含量降低,进一步减小了对环境的污染,同时改变了热封强度差的问题。二是降低了胶粘剂的粘度,改善了胶粘剂对膜的润湿性,提高了胶粘剂在膜表面的涂布分散性能。因此既提高无溶剂胶粘剂复合制品的质量,也可提高机速,增加生产效率。

  国内复膜行业使用无溶剂胶粘剂的复合工艺较晚,因此对与之配套的无溶剂胶粘剂的开发也较为落后。目前国内已经有近30条无溶剂复合设备,多用于一些出口食品的包装,以适应国外严格的残留溶剂规定要求,而国内复膜厂家目前使用的无溶剂胶粘剂均为进口,价格一般每吨在4万元左右。

  我国溶剂型粘合剂替代还存在一些障碍。如热熔胶、无溶剂型产品在生产和使用过程中需要更多量的热能,水性产品在生产和使用过程上也需要大量的热能;同时这种转移还意味着先前的工艺及设备的放弃和新的工艺设备的要求,这又形成大量的资源浪费。尤其是无溶剂型粘合剂需要专用的无溶剂复合机设备投资大,大范围推广还需要一个较长的时间。由于成本原因,目前我国无溶剂双组份聚氨酯粘合剂还远远没有普及,大量使用的还是溶剂型粘合剂,其原因主要是由于一方面无溶剂复合设备昂贵,而且对操作工人的要求较高;另一方面无溶剂产品复合时比较容易出现复合质量问题、这些因素制约着它在我国的推广使用。但从长远的角度来看,随着环保法规的日益严格和经济的不断发展,无溶剂和醇溶型产品的比重必将不断上升。

  水性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数只有38mN/m左右),导致附着力不高。另外水的热容量大,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。这些因素在一定程度上限制了水性粘合剂的广泛使用。国内目前绝大多数食品软包装普遍使用溶剂型粘合剂,溶剂型粘合剂依然是市场上的主流产品。

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