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你了解干法复合工艺的发展吗?

时间:2020-10-13     作者:南京住野精工【转载】   来自:南京住野精工机械有限公司

干法制备技术的发展近年来,干法制备技术的发展主要体现在胶粘剂的开发方面,其中最引人注目的是以下几类。

1、醇溶胶粘剂的开发应用

近几年来,国内一些技术实力雄厚的胶粘剂生产企业,先后推出并投入实际应用的干法复合醇溶胶,在行业内受到众多复合软包装企业的好评。醇溶性胶粘剂以乙醇为主要溶剂,取代酯溶性胶粘剂的溶剂乙酸乙酯,生产干法复合用胶粘剂,由于醇溶性胶粘剂与酯溶性胶粘剂相比,具有环保适应性强,粘合效果好,能明显减少干法复合用胶粘剂的涂布,而且初粘力高,在合成过程中不容易受到空气湿度的影响,在克服酯溶性胶粘剂固有缺点方面显示出良好的效果。

你了解干法复合工艺的发展吗

(1)具有较好的适应环境保护的能力

酒精和乙酸乙酯都是有机溶剂,不宜在大气中大量存在,但最高允许浓度有很大差别,乙醇在空气中的允许浓度是乙酸乙酯在空气中允许浓度的6倍以上,小白鼠毒性试验结果也清楚地表明,与乙酸乙酯相比,乙醇的毒性要小得多。醇和乙酸乙酯的毒性对比,醇溶性胶粘剂的环境适应性明显优于酯溶性胶。

(2)有助于降低生产成本

醇溶胶粘剂干基涂布量较低,一般涂布量1.5~3.0g/㎡,而酯溶性胶粘剂干基涂布量3.0g/㎡以上。采用醇溶性胶粘剂,可使涂胶成本降低15%左右;采用醇溶性胶粘剂,其主剂和固化剂均不含异氰酸酯基团,且不受空气中潮气的影响,不容易变质,且其初始粘度较酯溶性胶粘剂高,因此采用醇溶性胶粘剂,与酯溶性胶粘剂相比,复合后不易产生废次品,正品率高,是降低生产成本的有利因素。

(3)提高复合薄膜的卫生性能

复合隔膜广泛应用于食品、医药等产品的包装,其卫生安全性能受到了人们的广泛关注。因为酯溶性胶粘剂中的溶剂乙酸乙酯,对人体毒性大,为确保安全,要求复合薄膜中的残留量小于10mg/㎡,如果生产过程中生产线操作失常,残留量超标,极易造成严重的卫生安全事故;与醇溶性胶粘剂相比,使用醇溶性胶粘剂时,情况完全不同,众所周知,葡萄酒是传统的中餐烹饪佐料,长期使用后,没有出现因酒精佐料引起的中毒事故,干式复合薄膜中即使存在微量的乙醇残留,也不会危害食品的卫生安全。因为醇溶性胶粘剂具有上述诸多优点,其开发应用,被认为是干法复合技术的一大进步,但仍有许多不足,传统的干法复合技术还没有得到彻底解决:对环境污染有明显的减少,但还没有完全消除;溶剂乙醇的大量排放,浪费的物质资源还没有彻底消除;能源消耗大的问题依然存在;醇溶性胶粘剂的另一个问题是目前它还不能用来生产蒸煮型隔膜。

2、水基粘合剂的发展与应用

与酯溶性、醇溶性胶粘剂不同,水性胶粘剂不使用有机溶剂,而是使用天然资源-水作为胶粘剂的溶剂或分散剂。采用干式复合工艺,由于在干燥过程中,有机溶剂(酯类或醇类物质)而非水蒸汽,所以不仅避免了宝贵的有机溶剂的大量浪费,而且从根本上避免了有毒有害的有机物质对操作者和环境造成的危害,根除了残留溶剂对产品卫生性能的不利影响。另外,由于水不会燃烧,不会爆炸,因此在生产过程中,水性粘合剂也更有利于生产安全。近几年来,食品及其包装的卫生与安全性能,越来越引起人们的重视,节能与环保意识的增强,大大加快了干法复合中用水基粘合剂代替溶剂型粘合剂的进程。据说在美国,水性胶粘剂已经占据了软包装胶粘剂市场30%以上的份额,而水性胶粘剂被公认为是干法复合工艺发展的一个主要方向。

干法复合生产中所用的水性胶粘剂主要是聚氨酯类和丙烯酸类,其中,聚氨酯类水性胶粘剂不仅比水性丙烯酸类胶粘剂具有更高的剥离强度,而且耐热、耐介质等综合性能优越,在各种水性胶粘剂中具有独特的优势,近年来受到国内外的广泛关注,成为当前的研究热点之一。

它是一种以水为分散介质的聚氨酯,可制成水溶性、乳化性、乳化性三种形态,是制备水性聚氨酯胶粘剂的基础物质和关键组分,其性能直接决定其最终性能。水性聚氨酯按其所带的粒子种类可分为阴离子型、阳离子型和非离子型三种。用以下两种方法制备水性聚氨酯胶粘剂:首先,用乳化剂将原聚氨酯胶粘剂直接乳化成水稳定分散的乳液,但由于乳化剂的存在,影响了原聚氨酯胶粘剂的耐水性和粘接强度;其次,在原聚氨酯胶粘剂分子骨架中引入亲水性离子基团,使其形成自分散和自乳化体系,具有不含乳化剂,无膜性好,可与其他阴离子或阳离子聚合体系混合等优点,降低了成本。

预聚体的性能决定着水性聚氨酯胶粘剂的性能。一般而言,由聚醚多元醇制备的预聚体,具有良好的耐水解稳定性、柔韧性和延展性,并具有良好的耐低温性能;聚酯多元醇预聚体。内聚力大,粘结强度高,芳香族预聚体强度高,但不耐黄变,脂肪族预聚体耐黄变性较好。水性聚氨酯在国内是以聚醚型TDI为主流产品,而在国外则是以聚酯脂肪族(或脂环)为主。当前水性聚氨酯主要采用阴离子型自乳化,亲水性扩链剂主要采用2,2-二羟甲基丙酸,成盐剂用有机碱基(如三乙胺TEA、TEA/DMPA),其粘度在0.73~0.78之间,可得到粘度适中、稳定性好的聚氨酯乳液,由此制备的胶粘剂可直接用于现有的溶剂型干法复合机。

因为水性聚氨酯胶粘剂不仅具有聚氨酯的优良性能,而且具有不燃烧、无毒、无公害、节约资源等优点,因而受到广泛的欢迎。尤其是近十多年来,地球环境保护问题日益突出,在世界环保动力的推动下,水性聚氨酯胶粘剂的开发和应用取得了很大的进展,它作为一种成熟的工业产品,已经成功地应用于复合软包装材料的生产中。

水性胶粘剂比热容增大,蒸发潜热大大高于酯类、醇类等有机溶剂,不易挥发,因此对水性胶粘剂来说,增加其固态含量(可以提高合成速度,降低能耗),与提高其粘合强度等性能一样,具有特殊的意义。为此,近年来水性聚氨酯胶粘剂的研究工作,主要集中在提高其固含量和粘接强度上,并开展了增加交联(或引入聚醚)以改善其耐水性能等方面的工作。

除普通水性胶粘剂外,近年来又先后研制出蒸煮型等特种产品,其使用效果接近溶剂型胶粘剂,为进一步推广应用水性胶粘剂创造了条件。

当前制约水性聚氨酯胶粘剂广泛应用的主要因素,除水性聚氨酯胶粘剂的某些性能外,还与溶剂型聚氨酯胶粘剂不同,即水性聚氨酯胶粘剂生产工艺复杂,产量不高,生产成本较高,单价较高也是一个重要因素;然而,水性聚氨酯胶粘剂单位面积上胶含量低,生产中往往能有效地克服水性聚氨酯胶粘剂单价较高的缺点,这对于水性聚氨酯胶粘剂的推广应用是十分有利的。

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