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無溶劑復(fù)合技術(shù)及其應(yīng)用（一）
所謂無溶劑復(fù)合，就是用100％固體的無溶劑粘合劑在無溶劑復(fù)合機(jī)上對(duì)底材和面材進(jìn)行粘合的過程。
1974年，德國(guó)Herberts公司對(duì)單組份潮氣固化型無溶劑粘合劑的工業(yè)化生產(chǎn)，標(biāo)志著無溶劑粘合劑正式誕生。經(jīng)過最初的推廣階段之后，無溶劑粘合劑在復(fù)合材料軟包裝行業(yè)得到越來越多的應(yīng)用，并相繼出現(xiàn)了雙組份冷涂無溶劑粘合劑、雙組份反向熱涂無溶劑粘合劑及單組份紫外固化粘合劑等。與此同時(shí)，各式無溶劑復(fù)合機(jī)也相繼推出，規(guī)模也陸續(xù)壯大。今日的歐美，每增加10臺(tái)復(fù)合機(jī)，就有8臺(tái)是無溶劑型的。
我國(guó)第一臺(tái)無溶劑復(fù)合機(jī)是1985年北京化工研究院從德國(guó)漢高公司引進(jìn)粘合劑技術(shù)時(shí)配套購買的實(shí)驗(yàn)機(jī)。真正用于生產(chǎn)的第一臺(tái)無溶劑復(fù)合機(jī)是1996年天津頂正印刷包裝公司從意大利Schiavi公司引進(jìn)，并于同年8月份調(diào)試成功投入生產(chǎn)的。此后，廣州金威龍、大連盛道、三櫻、上海虎牌等包裝印刷廠先后從意大利、法國(guó)、德國(guó)等國(guó)家引進(jìn)了無溶劑復(fù)合機(jī)共17臺(tái)，目前還有4臺(tái)已簽合同，不久將會(huì)到貨。隨著國(guó)內(nèi)復(fù)合包裝企業(yè)對(duì)這一新技術(shù)的認(rèn)識(shí)和掌握，這種新技術(shù)有明顯加速發(fā)展的趨勢(shì)。
下面對(duì)各種無溶劑黏合劑及無溶劑復(fù)合機(jī)的特點(diǎn)作一介紹。
無溶劑黏合劑
無溶劑黏合劑是100%的固體成分，沒有揮發(fā)性物質(zhì)，使用中絕對(duì)無溶劑排放，因此環(huán)境保護(hù)是無溶劑黏合劑發(fā)展的源動(dòng)力。無溶劑黏合劑上膠量一般較低，復(fù)合后經(jīng)熟化，復(fù)合強(qiáng)度高，這成為無溶劑黏合劑發(fā)展的又一大推動(dòng)力。
一、無溶劑黏合劑的種類
1、單組分潮氣固化型黏合劑
單組分無溶劑黏合劑的主要成分是聚氨酯，它的特點(diǎn)是能與水氣反應(yīng)固化。其化學(xué)結(jié)構(gòu)是含有鏈長(zhǎng)相對(duì)較短的異氰酸根端基的聚酯或聚醚，基材或環(huán)境中的潮氣與異氰酸根作用會(huì)發(fā)生一系列聚合反應(yīng)，放出CO2，達(dá)到固化目的。
這種潮氣固化反應(yīng)速度很慢，要保證有足夠長(zhǎng)的時(shí)間使涂膠過程順利完成（即：要在熟化室放置一段時(shí)間），實(shí)際工作中的限制主要有3點(diǎn)；
（1）每克單組分潮氣固化型無溶劑黏合劑完全固化需10mg水汽。
（2）涂膠時(shí)受熱較高，一般控制在90℃左右。
（3）對(duì)于氣密性基材而言，由于反應(yīng)放出的CO2難以釋放，會(huì)導(dǎo)致復(fù)合層強(qiáng)度不佳或在薄膜夾層中有氣泡產(chǎn)生，因此，單組分潮氣固化型黏合劑主要用于紙質(zhì)材料的復(fù)合，因?yàn)榧垙堉泻凶銐虻乃⑶彝笟庑院茫叫砸埠軓?qiáng)，但為了防滲漏，必須進(jìn)行高黏度涂布，涂膠量要在3g/m2以上。如果配有合適的換氣裝置或增濕設(shè)備，能夠提供滿足固化要求的濕氣量，則它也可用于薄膜的復(fù)合。
2、雙組分無溶劑黏合劑
雙組分無溶劑黏合劑的主要反應(yīng)機(jī)理也是所謂的氨酯化反應(yīng)，即含異氰酸根的預(yù)聚物和含羥基官能團(tuán)的基料反應(yīng)；或所謂的“反向”體系，即分子量較高的含異氰酸根端基的基料，與含有羥基的固化劑發(fā)生加聚反應(yīng)，但不會(huì)像單組分黏合劑那樣產(chǎn)生CO2，反應(yīng)中雖然需要極少量水份催化其氨酯化反應(yīng)，但不像單組份水汽固化型粘合劑那樣需要大量潮氣存在。因?yàn)榇藭r(shí)氨酯化反應(yīng)是基料和固化劑中異氰酸根與水汽和羥基的反應(yīng)，因此，實(shí)際上異氰酸根與水汽和羥基的反應(yīng)總是同時(shí)并存的。所以，從等當(dāng)量化學(xué)反應(yīng)的觀點(diǎn)出發(fā)，異氰酸根應(yīng)適當(dāng)過量一點(diǎn)，也就是說，雙組分黏合劑可自行固化。但適量的水分可催化固化，使其進(jìn)行得更加完全。
雙組分無溶劑黏合劑可分為冷涂型和熱涂型兩種。
傳統(tǒng)的冷涂雙組分無溶劑黏合劑分子量較低，流動(dòng)性能好，因此即使以300m/min的高速涂膠，所得復(fù)合膜的光學(xué)透明性仍舊很好。其最大的缺點(diǎn)是初始強(qiáng)度較低，因此若要對(duì)復(fù)合好的材料再處理的話，在處理之前需要存放一定時(shí)間使其完成固化（一般36－48小時(shí)）。
熱涂雙組分無溶劑黏合劑分子量較大，黏度相對(duì)較高，為獲得較好的涂布流平性能，在涂布前需預(yù)熱及加熱儲(chǔ)膠槽（一般加熱到50－70℃）。涂布后具有一定的初始強(qiáng)度，達(dá)到完全固化的時(shí)間較冷涂型短。
需特別注意的是，由于冷涂雙組分無溶劑黏合劑黏度較低，不能用于含紙材料的復(fù)合，主要用于性能要求適中的復(fù)合材料。而熱涂的“反向”雙組分無溶劑黏合劑則接近于溶劑型黏合劑的高性能，因此，這種黏合劑及更高性能的類似黏合劑將是各種黏合劑生產(chǎn)商的研究開發(fā)方向。
3、紫外固化黏合劑
紫外固化黏合劑的固化機(jī)理與傳統(tǒng)的黏合劑完全不同，目前應(yīng)用較普遍的紫外固化黏合劑屬于陽離子固化類型，而陽離子固化類型主要是酸催化環(huán)氧體系。其主要的固化機(jī)理是：黏合劑中的光引發(fā)劑被紫外光激發(fā)，分子處在高能位上，容易產(chǎn)生分解（路易斯酸分解），引發(fā)環(huán)氧嵌段交聯(lián)聚合，得到環(huán)氧樹脂的三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)。與反應(yīng)速度較快的紫外光引發(fā)自由基聚合機(jī)理不同，陽離子固化允許黏合劑在復(fù)合前暴露于大氣中，這就意味著實(shí)際受紫外光作用的強(qiáng)度與被復(fù)合薄膜的透明性關(guān)系不大，但其交聯(lián)反應(yīng)速度比聚氨酯黏合劑要快得多，復(fù)合后在幾分鐘到一小時(shí)之內(nèi)，就可以達(dá)到相當(dāng)高的黏結(jié)強(qiáng)度而足以保證立即進(jìn)行下一層復(fù)合。
二、無溶劑黏合劑的特點(diǎn)
與溶劑型黏合劑相比，無溶劑黏合劑具有以下特點(diǎn)：
1、不使用溶劑
由于不使用溶劑，因而也就談不上溶劑揮發(fā)，在復(fù)合制品中無溶劑殘留量，符合環(huán)保要求，同時(shí)對(duì)操作工人身體無害。
2、上膠量少
無溶劑黏合劑上膠量相對(duì)較少，一般在1.2－2.0g/m2，對(duì)于特殊的材料，上膠量在3 g/m2左右；而溶劑型黏合劑的上膠量在2-3 .5g/m2，特殊的材料則要在5 g/m2以上。
3、成本低
綜合以上兩方面所述，無溶劑黏合劑的使用總成本（單位復(fù)合材料消耗）比溶劑型黏合劑低。
江蘇申凱包裝高新技術(shù)股份有限公司成立于2002年，公司注冊(cè)資本8000萬RMB，天交所上市企業(yè),，股權(quán)代碼000057，高新技術(shù)企業(yè)，公司總投資超過2.1億RMB，擁有20000余平方米普包廠區(qū)；擁有13000平方米的藥包廠區(qū)， 11000平方米的辦公面積。公司擁有二位行業(yè)頂尖研發(fā)博士，每年新增超過100多個(gè)專利，專業(yè)生產(chǎn)食品包裝膜（袋）、藥用包裝膜（袋）、化工包裝膜（袋）、電子監(jiān)管碼防偽包裝等各類彩印復(fù)合包裝膜（袋）。現(xiàn)位于無錫新區(qū)碩放中通路99號(hào)，毗鄰上海車程2小時(shí)內(nèi)。
