采用胶粘剂的层压薄膜复合方法因工艺设备简单、适用范围广,发展迅速,成为我国软包装复合材料的主要生产工艺。聚氨酯胶粘剂因其主体树脂分子中含有大量极性很强、化学活泼性很高的异氰酸酯基和氨酯基,与含有活泼氢的材料都有着优良的化学粘接力,且其合成原料和助剂种类繁多,树脂组成结构和胶粘剂配方变化范围大,可满足不同基材粘接和使用条件的要求,适合各种材料的层压复合薄膜。国内薄膜复合用聚氨酯胶约8000吨/年,占聚氨酯胶总量的8%,但胶的生产、应用技术相对滞后,以低端产品为主,商品类别混杂不规范,相当部分的产品仍需进口。

　　1  聚氨酯胶粘剂的分类

　　层压复合工艺生产软包装薄膜复合材料胶粘剂是影响产品质量的关键因素,但目前软包装复合材料生产厂对聚氨酯粘合剂分类、商品胶的型号感到很困惑。聚氨酯胶粘剂从化学作用机理的观点可分为3大类型:多异氰酸酯粘合剂,它是由多异氰酸酯单体溶解于适当比例的溶剂中,可与橡胶混合来改性;异氰酸酯与多羟基化合物反应后制成含端基为异氰酸酯基的聚氨酯预聚体粘合剂,其中又分为单组分和双组分;由异氰酸酯与多羟基化合物充分反应制成的溶液、乳液、薄膜、粉末等品种。从采用的多羟基化合物原料分聚酯型和聚醚型,聚酯型粘接较好,聚醚型水解稳定性好,有较强的柔韧性、成本低,但初粘性较聚酯型差。从采用的多异氰酸酯的不同则有芳香族型如ＴＤＩ、ＭＤＩ、ＰＡＰＩ和脂肪族型如ＨＤＩ、ＩＰＤＩ2种。一般工厂则按商品出售的品种划分为:ａ.多异氰酸酯溶液;ｂ.多异氰酸酯和橡胶溶液混合;ｃ.异氰酸酯预聚体与羟基化合物(包括水)制成的反应型(单、双组分);ｄ.封闭型;ｅ.弹性体型;ｆ.乳液型;ｇ.压敏胶;ｈ.热熔胶。

　　2  聚氨酯胶粘剂在软包装复合薄膜工艺中的应用

　　软包装复合工艺中胶粘剂的选择与使用条件取决于复合基材、复合产品用途及复合机工艺条件,主要使用前ａ.～ｃ.类型商品。胶的类型、组成、浓度、涂布量、干燥条件是相互联系的,关键选择适宜类型的聚氨酯胶用溶剂调整到与复合机速度相适应的浓度,干燥条件要保证溶剂能充分挥发干燥,涂布量ＣＷ一般控制在于1.5～5.0ｇ•ｍ-2,可由ＣＷ=ＫμρＷ计算,式中Ｋ为转移率,经验值在1/4～1/6,随涂布辊微孔、胶辊压力、刮刀角度、薄膜表面状态、胶粘剂粘度不同而变化;μ为涂布辊微孔深度;ρ为胶粘剂密度;Ｗ为胶粘剂的使用浓度(含固体%)。

　　2.1  通用的溶剂型聚氨酯胶粘剂

　　溶剂型胶粘剂因其易于调节和便于涂敷等优点,在国内软包装复合用胶粘剂中占有绝大比例,其生产和使用技术较成熟。一般含30%～50%固体树脂(少数50%以上),以低毒的酯、酮、醇类为溶剂,其胶可简单分为单组分和双组份。

　　单组份一般为聚醚型端ＮＣＯ基在湿气作用下生成取代脲扩链或交联成大分子,同时溶剂挥发而成膜固化,可适当加扩链剂来提高粘接强度,多用于纸塑复合产品,溶剂为无毒的酯类,该胶与橡胶-溶剂型比,粘接强度高,透明光亮,无难闻的苯类气味。

双组份普通型是复合用胶中最重要的品种,由甲乙双组分组成,一般甲组分主剂为聚酯(或聚醚)多元醇与二异氰酸酯(如ＴＤＩ、ＭＤＩ)在特定条件下反应数小时获得氨基甲酸酯聚合物(端基为-ＯＨ),辅以溶剂来调节其粘度(0.5～6.5Ｐａ.ｓ)和固含量(35%～75%),乙组分固化剂为二异氰酸酯和三羟甲基丙烷加成物,端基为-ＮＣＯ。使用时甲乙组分以适当比例混合,为了涂布均匀及有利浸润,多数以醋酸乙酯为溶剂稀释至工作浓度约20%使用。该胶粘剂初粘性大,对ＰＥ、ＯＰＰ、ＣＰＰ、ＰＥＴ、ＯＰＡ薄膜、镀铝膜、和铝箔等均具有良好的粘接性能,适用于它们相互之间的干式复合,且兼具耐热和抗介质侵蚀,复合薄膜制品可包装一般干燥食品、药品等,耐100℃水煮,但不宜在高温蒸煮时使用