水性聚氨酯黏合剂应用研究

温、柔韧性好等优点，用途越来越广。但目前聚氨酯黏合剂仍以溶剂型为主，或多或少都有一定的毒性，对环境和人体健康都有一定的影响。近年来，包装尤其是食品包装的安全卫生性越来越引起人们的关注，同时，各国对环境保护也越来越重视，促使研究人员投入到更环保的水性黏合剂的研究开发中。北京高盟化工有限公司几年前便组织科研人员研发水性黏合剂，目前已经投放市场的水性聚氨酯黏合剂有普通塑/塑复合用单组分黏合剂YH620及水煮型塑/塑复合双组分黏合剂YH610/YH05。本文将介绍这两种黏合剂的物理性能指标和使用注意事项。

　　实验条件及结果分析
　　1.主要原材料
　　黏合剂：①YH620单组分水性聚氨酯黏合剂；②YH610/YH05双组分水性聚氨酯黏合剂，配比为YH610∶YH05=20∶1。
　　基材：透明PE60、VMCPP、BOPP、PET、PA25。
　　2.实验设备和仪器
　　HIROSHIMA复合机（日本），复合速度为60～120m/min；BLD-200S电子剥离实验机。
　　3.性能测试
　　按照GB2790-81标准，测量复合膜的T型（90°）剥离强度，剥离速度为300mm/min。
　　4.实验结果及分析
　　（1）涂布量对剥离强度的影响
　　复合薄膜的质量与黏合剂涂布量有很大关系。用YH620黏合剂复合满版印刷的BOPP薄膜和VMCPP薄膜，涂布量对复合膜剥离强度的影响见表1。由表1可以看出，YH620黏合剂的干基涂布量应在1.5g/m2以上。

表1 YH620涂布量对剥离强度的影响

、PET/PE结构的复合膜，其涂布量对复合膜剥离强度的影响见表2。由表2可以看出，YH610/YH05黏合剂的干基涂布量应在2.5～3.0g/m2比较合适，再提高干基涂布量，剥离强度变化不大。

表2 YH610/YH05涂布量对剥离强度的影响

煮性能
、PET/PE，干基涂布量为3.0～3.5g/m2，经过100℃、30min水煮，水煮前后复合膜剥离强度的变化及与溶剂型聚氨酯黏合剂的对比见表3。

表3 YH610/YH05与溶剂型聚氨酯粘合剂复合膜剥离强度对比

和溶剂型聚氨酯黏合剂的性能接近，能够满足水煮加工的要求。

　　使用方法及注意事项
　　（1）打开黏合剂桶盖，在使用前匀速、缓慢地搅拌5～10分钟，切勿剧烈搅拌，防止大量气泡产生。
　　（2）检测印刷膜的表面张力是否合适，并确保油墨表面张力超过38mN/m。
　　（3）复合机烘箱温度设为80℃、85℃、95℃（温度达到设定温度后才可开机），烘箱的进风和排风要设到最大。复合钢辊温度设置为85℃～95℃，复合压力尽量设到最大。注意：在考虑薄膜承受能力的情况下，温度设定要尽量按以上建议操作。
　　（4）上胶槽和黏合剂桶之间必须使用空气隔膜泵，使用前应将泵清理干净，不可与溶剂混合。
　　（5）为防止堵版，在停机时必须将刮刀松开，并使涂胶辊浸润在胶液中保持转动。
　　（6）复合速度过高时会产生气泡，可以在上胶槽内放置一根匀墨棒，起到消除气泡的作用。
　　（7）尽可能使用反向转动的匀胶辊。
　　（8）使用结束后，先用水擦去涂胶辊上的胶液，再用乙酸乙酯彻底清洗。
　　（9）如复合膜表观出现隧道现象，有两点需要注意：一是刮刀不干净，造成刮绺现象，应清理刮刀；二是发生堵版，应清理涂胶辊。

　　相关问题解答
　　1.如何选用涂胶辊？
　　应选网穴浅且开口大的涂胶辊，建议使用180线/英寸、网穴深度为32μm的涂胶辊。
　　2.如何清洁复合设备上的水性黏合剂？
　　不要等水性黏合剂干掉再清洁，湿黏合剂用水很容易清洁，如果黏合剂已干结，可用丁酮和乙酸乙酯清洁。
　　3.复合速度很快时会产生气泡，是否可以添加消泡剂？
　　高盟公司的水性黏合剂中已含有消泡剂，一般无须额外添加消泡剂。如果泡沫现象严重，可以使用消泡剂，但要严格控制用量，以免用量过多而影响产品表观。一般每200kg胶液中消泡剂的添加量不要超过500g，而且要搅拌均匀。
　　4.如何判断黏合剂是否已完全干燥？
　　若复合膜下机时是透明的，没有雾状，表明黏合剂已干燥完全。开机时可先用透明结构的OPP/OPP来调节设备的参数设定。
　　5.为什么用水性黏合剂复合的产品在熟化室放一段时间后剥离强度会提高？
　　水性黏合剂的分子量很高，熟化室内温度较高，能够增加黏合剂对薄膜表面的浸润，所以复合膜剥离强度会提高。
　　6.复合膜剥离强度会不会在几个月后衰减？
　　这是不会的，黏合剂的黏结强度不会发生变化。
　　7.水性黏合剂会不会影响油墨在薄膜上的附着力？
　　这与油墨的质量有关，如果油墨和薄膜的亲和力差，黏合剂可能会把油墨从薄膜上拉下来，比如我们经常发现白墨在复合后会发生油墨转移，建议使用质量好的油墨。
　　8.为什么使用不同油墨（即使油墨表面张力达到40mN/m）时得到的复合膜表观不同？
　　除了颜料（或染料）和成膜树脂外，不同油墨中还有含量不等的蜡滑剂、消泡剂、增塑剂等，所有这些成分都有可能对黏合剂产生不利影响。
　　9.增大黏合剂涂布量会提高复合膜剥离强度吗？
　　不完全这样，在涂布量很低的情况下，剥离强度就会很低，这时候提高涂布量对剥离强度会有较大的影响。但当涂布量达到一定值的时候，再提高涂布量，对剥离强度的影响就不十分明显。
　　10.涂布量大是否会引起热封时黏合剂的溢出？
　　涂布量在12g/m2以下时，不会发生这种情况。
　　11.黏合剂可以稀释吗？怎样稀释？
　　请不要稀释黏合剂。若稀释会改变产品的表面能，导致复合产品的外观不好，还会增加发生起泡、橘皮现象的可能性。
　　12.怎样改善复合膜的外观？
　　在国外，最常用的办法是使用展平辊，当然薄膜的质量也影响复合膜的表观。同时要注意黏合剂质量正常，涂胶辊和其他滚筒干净、无损伤。
　　13.为什么电晕处理能提高复合膜剥离强度？
　　国外绝大多数复合机上都安装有在线电晕处理装置，可以清洁基材表面，提高基材的表面能，从而提高复合膜的剥离强度。