醇溶型聚氨酯粘合劑的研究進(jìn)展

1、醇溶型聚氨酯粘合劑的研究進(jìn)展聚氨酯粘合劑是指在分子鏈中含有氨基甲酸酯基團(tuán)（NHCOO）或者異氰酸根基團(tuán)（NCO）的粘合劑。聚氨酯作為粘合劑使用是因?yàn)榫郯滨ゾ哂袃?yōu)良的彈性、機(jī)械強(qiáng)度、粘接性、反應(yīng)性及可操作性等優(yōu)點(diǎn)。按照聚氨酯粘合劑化學(xué)性狀及固化機(jī)理的差異可將其分為：?jiǎn)谓M分溶劑型、單組分濕固化型、雙組分溶劑型及無(wú)溶劑型、水性及多異氰酸酯型等。    本文談到的醇溶型聚氨酯粘合劑是屬于雙組分溶劑型粘合劑。雙組分聚氨酯粘合劑在聚氨酯粘合劑中是非常重要的一大類型，用途很廣且用量很大。通常由主膠和固化劑兩個(gè)組分構(gòu)成，兩個(gè)組分是各自單獨(dú)包裝。使用前按一定比例配制，攪拌

2、均勻后即可，兩個(gè)組分混合后發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而生成固化產(chǎn)物。雙組分聚氨酯粘合劑具有性能可調(diào)節(jié)、粘接強(qiáng)度大、使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為聚氨酯粘合劑中品種最多、產(chǎn)量最大的產(chǎn)品。    溶劑型粘合劑較之無(wú)溶劑型粘合劑有許多不足，且粘合劑總的發(fā)展趨勢(shì)是非有機(jī)溶劑化。但聚氨酯溶劑型粘合劑由于具有特別優(yōu)良的工藝和粘接性能，況且是在復(fù)合薄膜目前研究出的非有機(jī)溶劑型粘合劑（包括無(wú)溶劑型和水性聚氨酯粘合劑等）還未完全達(dá)到溶劑型粘合劑的水平，因而溶劑型聚氨酯粘合劑仍將在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)存在。    醇溶型聚氨酯粘合劑是雙組分溶劑型聚氨酯粘合劑，具

3、有雙組分和溶劑型聚氨酯粘合劑的所有優(yōu)點(diǎn)，并會(huì)在今后的發(fā)展中成為這一領(lǐng)域的佼佼者。    一、醇溶型聚氨酯粘劑概說(shuō)    醇溶劑聚氨酯粘合劑為無(wú)毒的高分子粘接材料，可廣泛就用于塑料、鋁箔、鍍鋁膜、紙張等材料的貼合，具有透明性好、優(yōu)良的粘接強(qiáng)度、常溫熟化、與醇溶油墨相適合、低殘留溶劑等突出優(yōu)點(diǎn)。主要應(yīng)用在淡味食品的輕包裝，可用于聚乙烯、聚丙烯、鋁箔、鍍鋁膜、聚酯、尼龍等的粘接及復(fù)合，能夠粘接PE、PP、PET、CPP、OPP、BOPP、AL真空鍍鋁膜等基材。    醇溶劑聚氨酯粘

4、合劑的機(jī)器操作性優(yōu)良，并且對(duì)多種材質(zhì)涂布的分散性很好，可與多種溶劑甚至溶劑+水配合，因而可以不受高環(huán)境溫度的影響。根據(jù)需要高速添加比例，來(lái)適應(yīng)復(fù)合膜的印刷，廣泛適用于各類型油墨并可避免暈染。    目前應(yīng)復(fù)合膜廠家的需要，許多PE或PP薄膜中使用了爽滑劑。在經(jīng)歷復(fù)合、印刷等多道工序后，滑劑往往被侵蝕而降低滑性甚或失去滑性。醇溶型聚氨酯粘合劑經(jīng)過(guò)特別設(shè)計(jì)后能使薄膜保持高滑性，并可以把滑劑的損失降到最低。值得一提的是復(fù)合薄膜時(shí)溫度，溫度的提高會(huì)使滑劑與薄膜的相容性提高，而滑劑必須處于薄膜表層才能發(fā)揮作用，相容性的提高會(huì)使滑劑不再全部停留于膜的表層，這樣會(huì)造成

5、摩擦系數(shù)的增加。如果是高速?gòu)?fù)合，就會(huì)影響薄膜的粘接。因此薄膜在上膠干燥的過(guò)程中應(yīng)保持溶劑可完全去除的最低溫度。    醇溶型聚氨酯粘合劑是雙組分粘合劑，在使用中要加入固化劑。兩種組分的配比用量可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，二者的穩(wěn)定性良好，不會(huì)受空氣中濕度的影響而變質(zhì)，可以保存較長(zhǎng)時(shí)間而不改變粘合劑的粘接性能。同一般聚氨酯粘合劑相比，醇溶型聚氨酯粘合劑不需要加熱或加催化劑就可在常溫下熟化，具有較理想的初始粘合力并可在今后幾天內(nèi)繼續(xù)提高粘接強(qiáng)度。    醇溶型聚氨酯粘合劑除了可用乙醇來(lái)稀釋以外，還可采用其它多種溶劑稀釋，包括甲

6、醇、正丙醇、異丙醇、二甲苯或以上混合溶劑。值得注意的是酮類或含酮類的溶劑在醇溶膠中被視為不純物，這是因?yàn)橥惾鏜EK、MIBK等會(huì)造成異味存留于復(fù)合膜中。這里的乙槨最好是采用合成法生產(chǎn)的，因?yàn)榘l(fā)酵法乙醇雜質(zhì)過(guò)多，會(huì)對(duì)粘合劑產(chǎn)生一定影響。    由于醇溶型聚氨酯粘合劑采用乙醇作為溶劑，應(yīng)避免高溫儲(chǔ)存，尤其不可陽(yáng)光直曬，必須存放于溫度較低的場(chǎng)所。    二、醇溶型聚氨酯粘合劑的機(jī)理    主膠是溶解在乙醇中的端異氰酸酯基聚氨酯樹(shù)脂，是采用聚醚多元醇與異氰酸酯間反應(yīng)來(lái)制備的，端異氰

7、酸酯基聚氨酯樹(shù)脂與乙醇有很好的相容性。    固化劑是一種改性環(huán)氧樹(shù)脂。主膠與固化劑的固化反應(yīng)是通過(guò)羥基與環(huán)氧基的反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，羥基化合物作為親由試劑與環(huán)氧基發(fā)生反應(yīng)。由于羥基化合物的親電性不大，羥基與環(huán)氧基之間沒(méi)有催化劑存在時(shí)，在低于200時(shí)通常是不反應(yīng)的，這就需要加入一定量的催化劑來(lái)促使反應(yīng)可以在70100時(shí)進(jìn)行，我們選擇的催化劑是DMP-302，4，6-三（二甲氨基甲基）苯酚。聚合物大分子上的羥基可以繼續(xù)和環(huán)氧樹(shù)脂起反應(yīng)。    細(xì)心的讀者可能要提問(wèn)了：乙醇也是羥基化合物，為什么不和環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)呢？這是因?yàn)橥?/p>

8、布在薄膜上的粘合劑需要將溶劑揮發(fā)掉才能復(fù)合，在聚氨酯上的羥基達(dá)到與環(huán)氧基反應(yīng)的溫度時(shí)，乙醇基本揮發(fā)干凈了，因此這里就不討論乙醇與環(huán)氧基的反應(yīng)了。    三、醇溶型聚氨酯粘合劑的優(yōu)點(diǎn)    為了調(diào)整聚氨酯粘合劑的粘度便于工藝操作，在聚氨酯粘合劑的配制使用時(shí)經(jīng)常要采用溶劑，通過(guò)溶劑的稀釋作用，以利于粘合劑能更好地涂布在復(fù)合薄膜上。目前的食品包裝用聚氨酯粘合劑大部分用醋酸乙酯作稀釋劑，而醇溶型聚氨酯粘合劑能夠用乙醇來(lái)作稀釋劑，乙醇與醋酸乙酯相比有以下幾點(diǎn)優(yōu)越性：    1毒性

9、60;   作為用于食品包裝用的粘合劑，其所粘接的復(fù)合薄膜是與食品直接接觸的。為了對(duì)消費(fèi)者身體的健康安全負(fù)責(zé)，不僅用于包裝的基材薄膜要無(wú)味、無(wú)臭、無(wú)毒，所使用的粘合劑也要具有相同的性能。    衡量溶劑毒性的LD50是一個(gè)粗略鑒別急性毒性大小的指標(biāo)，指使一群被測(cè)試動(dòng)物中毒死一半所需的最低劑量，其單位為mg/kg（體重），值越大則毒性越低。醋酸乙酯的LD50（大鼠，口服）為5620mg/kg，而乙醇的LD50（大鼠，口服）為10810mg/kg，可見(jiàn)乙醇較醋酸乙酯具有更低的毒性。    

10、另外，醋酸乙酯有強(qiáng)烈刺激性的氣味，對(duì)粘膜有很大的侵害作用，可引起角膜炎；醋酸乙酯粘在皮膚上會(huì)造成表皮脫水而泛白。使用醇溶型聚氨酯粘合劑就不會(huì)出現(xiàn)這些危害，因此在用醇溶型聚氨酯粘合劑復(fù)合薄膜時(shí)，可以優(yōu)化工作環(huán)境，降低操作人員的被毒害程度。    2殘留溶劑    這是溶劑型粘合劑的一大缺點(diǎn)，稀釋膠用的大量溶劑要靠烘道來(lái)脫除。乙醇與醋酸乙酯的沸點(diǎn)接近，但由于醋酸乙酯的極性大于乙醇而造成揮發(fā)困難，在通常的情況下，醋酸乙酯會(huì)造成更大的溶劑殘留。    3與醇溶劑油墨的配合 

11、   目前印刷待業(yè)已經(jīng)開(kāi)始把油墨是所使用的溶劑同甲苯等苯系物向乙醇、異丙醇等醇類過(guò)渡。醇溶型聚氨酯粘合劑采用乙醇作溶劑，將對(duì)醇溶型油墨有著好的相容性和極佳的粘接性能。而醋酸乙酯對(duì)某些印刷油墨有侵蝕作用，會(huì)造成油墨的暈染，這種問(wèn)題在表印油墨中經(jīng)常出現(xiàn)。    4經(jīng)濟(jì)性    眾所周知，乙醇是制造醋酸乙酯的一種原料。乙醇的市售價(jià)格在4000元/噸左右，而醋酸乙酯的市售價(jià)格在近7000元/噸左右，二者相差很大。另外醇溶型聚氨酯粘合劑可以常溫熟化，省去熟化室的土建和加熱能源費(fèi)用。綜合以上因素考

12、慮，醇溶型聚氨酯粘合劑是更適合復(fù)合廠家使用的好產(chǎn)品。    四、醇溶劑聚氨酯粘合劑的發(fā)展    目前我國(guó)隨著經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展和國(guó)民生活質(zhì)量的不斷提高，復(fù)合膜包裝產(chǎn)品的環(huán)保問(wèn)題日益受到廣泛重視。市場(chǎng)需要更利于環(huán)保的復(fù)合用膠，而醇溶型聚氨酯粘合劑就是滿足這種需求的環(huán)保型產(chǎn)品。    近年來(lái)國(guó)內(nèi)外聚氨酯粘合劑同整個(gè)膠粘劑及涂料等行業(yè)一樣，發(fā)展的突出特點(diǎn)是適應(yīng)環(huán)保、工業(yè)衛(wèi)生、資源等方面政策法規(guī)的要求，進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，努力降低有機(jī)溶劑型產(chǎn)品的比重。先進(jìn)國(guó)家制定了環(huán)保法規(guī)，要求開(kāi)發(fā)無(wú)公害粘合劑，盡量減少溶劑使用量及溶劑的毒性，但是溶劑粘合劑有其獨(dú)特之處，在某些場(chǎng)合非用它不可，因此在短時(shí)間內(nèi)不可能全部取消。    解決的辦法是選用低毒溶劑，提高固含量及密閉通風(fēng)操作，并采用溶劑回收裝置等。歐洲近年來(lái)提出了“綠色”溶劑的概念，即那些毒性不大，有的甚至可以生物分解的溶劑，包括已從毒性釋放物質(zhì)（TRI）和有機(jī)揮發(fā)物（VOC）名單中去除的溶劑，如乙醇等，以這些為溶劑的聚氨酯粘合劑所受的環(huán)保壓力較小。    我國(guó)很多城市現(xiàn)在也越來(lái)越注重環(huán)