纸塑复合制品是现代包装行业应用较广泛的一种复合材料,主要应用于印刷后精加工和包装材料。纸印刷品经覆膜后制得的书刊封面、精美画册、地图、年画、广告、礼品袋、高级包装盒等不但外观光亮夺目、色彩鲜艳,而且防潮防污、耐折耐磨,装饰性和实用性大大提高;用于包装水泥、煤粉、无机矿物质等产品的纸塑复合包装材料将纸的韧性、吸湿性与塑料薄膜的延伸性、防潮性、较高抗张强度等集于一体,具有较好的综合性能。
纸塑复合胶粘剂(简称复膜胶)是纸张和塑料薄膜复合工艺的关键,现代工业国家使用复膜胶已有30多年的历史。非极性的难粘材料如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等塑料薄膜与极性的纸之间的粘接有许多特殊的要求。复膜胶主要有溶剂型和水基型两种,热熔胶虽有报道,但目前应用不多。
1溶剂型纸塑复合胶粘剂研究现状
溶剂型纸塑复合胶粘剂一般以聚氨酯、苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚丙烯酸酯等为主体树脂,以甲苯、醋酸乙酯、汽油等为溶剂,辅以增粘树脂、增塑剂、抗氧剂等助剂制成。由于有机溶剂的挥发,存在易燃、有毒和污染环境的缺点,溶剂型复膜胶已不再是当前研究开发的重点,但因其具有粘接性能好、抗冲击性高等优点,故相当长时期内仍能存在。
1.1聚氨酯胶粘剂
聚氨酯复膜胶的主要原料有甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷4,4′二异氰酸酯(MDI)、聚醚多元醇、三羟甲基丙烷和二元醇等,产品多为双组分,具有粘度低、粘接强度高、柔韧性好、膜成型平整等特性。还因其具有特优的耐热性和耐老化性,在某些高档印刷制品中仍不可缺少。李西忠]以醋酸乙酯为溶剂,将TDI和聚醚二元醇、1,4丁二醇、乙二醇进行反应制得主剂,以聚醚多元醇、多元醇和1,6己二异氰酸酯反应制得固化剂,这种双组分聚氨酯胶粘剂可应用于包括纸塑复合在内的复合膜干法复合中,其初粘性好,粘接强度高,透明度高。
1.2EVA型胶粘剂
EVA型复膜胶在市场上普遍使用,用量较大。EVA树脂对聚烯烃粘接性能不理想,对极性材料粘接性能差,可用溶液接枝反应以不饱和性单体进行改性。杨辉荣等研制了一种新型EVA型复膜胶,其中以甲苯与醋酸乙酯或醋酸丁酯为混合溶剂,在EVA树脂中加入改性松香脂等增粘树脂、接枝SBS改性物、抗氧剂对苯二甲酸乙二醇酯(BHT)、自制PP增粘剂等,所制产品性能达到日本同类产品的水平,完全符合上机复膜生产的要求。
13SBS型胶粘剂
以热塑性弹性体SBS为主体树脂的复膜胶具有色浅透明、抗冻性和抗压性优良、制备工艺简单及成本低等优点,市场销量较大。张建英以甲苯和醋酸乙酯为溶剂,在SBS792树脂中加入质量比为1∶1∶1的3种增粘树脂,辅以防老剂、分散剂配制成固含量为38%~40%(胶粘剂中物质含量皆为质量分数,下同)的复膜胶,其产品受到用户好评。杨辉荣等针对SBS胶耐老化性差、油墨亲合性不佳的问题研制了一种改性SBS胶。在质量份数为10~20份SBS791树脂中加入5~10份自制高分子树脂改性剂进行改性,大大提高其耐老化性能,再加入质量分数为15%左右的改性松香,增强了对油墨层的亲合力和渗透力。在强烈光照、通风、60℃的条件下强化老化500h,使用改性SBS胶的样品的粘接强度仅下降20%,而使用市售SBS胶的下降了85%。
14聚丙烯酸系胶粘剂
用于纸塑复合的溶剂型聚丙烯酸系胶粘剂可通过溶液共聚合制得,溶剂的选择以低毒、低成本为标准。一些复膜胶配方所选用的软、硬单体、功能单体和溶剂见表1所示。
2水基纸塑复合胶粘剂研究现状
将不溶于水的高分子物质通过乳化剂均匀分散于水中形成的水基纸塑复合胶粘剂克服了溶剂型复膜胶易燃、有毒、能耗高、污染环境等缺点,且乳液粘度高低与分子量无关,所以成为当前研