北京高盟化工有限公司（以下称高盟公司）是一家专业制造软包装复合用粘合剂的企业。目前，高盟公司生产的食品软包装复合用粘合剂已占到国内市场份额的30%。公司员工的50%具有大专以上学历，技术研发人员超过员工总数的30%。高盟公司现生产各种复合用粘合剂1 万吨／年，几乎涵盖了我国食品软包装领域，而且不断有新型、环保型产品推向市场，生产能力逐年扩大。日前，高盟公司工程师陈小锋接受了记者的采访，他向记者介绍了水性聚氨酯复合用粘合剂。

    一、水性粘合剂──减少溶剂残留量的良方

    陈小锋介绍，聚氨酯类粘合剂具有软硬度调节性好、柔韧性好、耐低温、粘接强度大等优点。但是有机溶剂易燃、易爆、易挥发、气味大、有毒。目前，食品软包装存在的最严重的问题就是溶剂残留量大，由此导致了一系列社会问题，引起了有关方面的关注。GB10004《耐蒸煮复合膜、袋》中规定：溶剂残留总量≤10mg／m2；GB10005《双向拉伸聚丙烯／低密度聚乙烯复合膜、袋》中规定：溶剂残留总量≤10mg／m2。

    食品软包装的溶剂残留主要来源于油墨和粘合剂，其中粘合剂约占70%。依国内现有的技术，很难将溶剂型粘合剂的溶剂残留量控制在10 mg／m2 以内。而水性粘合剂（下称水胶）则能达到这一点。从市场上反馈的信息来看，它已经得到了广大用户的认可。现在，从食品包装安全、环保的角度出发，国内众多的企业，特别是方便面生产厂家，已经开始大量使用水胶做软包装粘合剂。

    在国外，水胶的推广是在上世纪90 年代，其用户主要集中在欧美的大企业；在国内，水胶的使用始于2000 年初。目前，国内水胶用量以每年15%的速度增长，特别是用于方便面包装，增长的势头更猛。而且，国内方便面生产厂家众多，用量很大。

    目前，水胶主要有以下几种：水性丙烯酸粘合剂、水性聚氨酯粘合剂、水性聚氨酯和水性丙烯酸共混粘合剂，或者以这两个载体为主的一些改性粘合剂。

    二、水性聚氨酯粘合剂的特点

    水性聚氨酯粘合剂是聚氨酯溶于水而形成的，根据外观和粒径，可以将它分为三类：①水溶液（粒径＜0.001μm，外观透明）；②分散液（粒径0.001μm－0.1μm，外观半透明）；③乳液（粒径＞0.1，外观白浊）。在实际应用中，以乳液或分散液居多。

    与溶剂型聚氨酯粘合剂相比，水性聚氨酯粘合剂除了具有不燃、气味小、不污染环境、节能、加工方便等优点外，还有以下特点：

    1.水性聚氨酯粘合剂不含NCO 基团，它主要是靠分子内极性基团产生内聚力和黏附力来进行固化的；而溶剂型和无溶剂单（双）组分的聚氨酯粘合剂可充分利用NCO 基团反应，在黏结固化过程中增强黏结性能，因为它还可能残留NCO 基团。因为NCO 基团毒性大，所以溶剂型聚氨酯粘合剂对人体有不良影响。而水性聚氨酯中含有很多的羧基、羟基等基团，在适宜的条件可参与反应，使之产生交联，增加强度。

    2.因为水性聚氨酯偏稀，要添加高分子增稠剂来达到使用要求。影响水性聚氨酯粘合剂黏度的重要因素，除了增稠剂外，还有离子电荷、核壳结构、乳液粒径等。聚合物分子上的离子及反离子（指溶液中与聚氨酯主链、侧链中所含的离子基团极性相反的自由离子）越多，黏度越大；而固体含量、聚氨酯树脂的分子量、交联剂等因素对水性聚氨酯黏度的影响并不明显，这有利于聚氨酯的高分子量化，以提高粘合剂的内聚强度。溶剂型聚氨酯粘合剂的黏度的主要影响因素有聚氨酯的分子量、支化度、胶的浓度等。相同的固体含量，水胶的黏度要比溶剂型粘合剂小。

    3.水性聚氨酯粘合剂的黏度通过水溶性增稠剂及水来调整；溶剂型聚氨酯粘合剂的黏度可通过提高固含量、聚氨酯的分子量或适宜的溶剂来调整。

    4.由于水的挥发性比有机溶剂差，故水性聚氨酯粘合剂干燥速度较慢，并且由于水的表面张力大，对表面疏水性基材的润湿力差。当大部分水还未从黏结层挥发时，则不易得到连续性的胶层。由于大多数水性聚氨酯粘合剂是以含亲水性的聚氨酯为主要固体成分，胶膜干燥后若未形成一定程度的交联，则耐水性欠佳。

    5.水性聚氨酯粘合剂可与多种水性树脂混合，以改进性能或降低成本。此时应注意离子型水性粘合剂的离子性质和酸碱性，以免引起凝聚。因受到聚合物间的相容性或在某些溶剂中的溶解性影响，溶剂型聚氨酯粘合剂只能与为数不多的其他树脂粘合剂共混。

    6.水性聚氨酯粘合剂气味小，操作方便，残胶容易清理；溶剂型聚氨酯粘合剂使用时有时还需耗用大量溶剂，清理起来也不如水性聚氨酯粘合剂方便。

    7.水性聚氨酯粘合剂与溶剂型聚氨酯粘合剂一样，具有适应面广的特点，可与常用的软包装材料产成良好的黏结。

    三、水胶的使用方法和注意事项

    1.使用方法

    （1）打开水胶桶盖，使用前匀速缓慢地搅拌5 分钟－10 分钟，切忌剧烈搅拌，以防产生大量的气泡。

    （2）用38dyn 的达因水检测印刷膜的表面张力，确保油墨表面超过38dyn（可以直接使用胶水在被涂薄膜表面检测其适用性）。

    （3）烘箱温度最好设为80℃－85℃－95℃（达到设定的温度后方可开机），如果有的设备达不到这个水平，可以适当将温度降低5℃左右，最好控制在80℃－90℃之间。因为对水胶的一个最大的要求，就是水分快速地挥发。要做到这一点，水胶烘箱温度就必须设置得比溶剂型粘合剂烘箱温度稍微高一些，烘箱的进风和排风量要放到最大。复合热鼓温度设置为85℃～95℃，复合热鼓压力尽量放到最大。

    （4）上胶槽和胶水桶之间必须使用空气隔膜泵，使用前将泵清理干净，不可与溶剂混合。

    （5）在停机时必须将刮刀松开，并使上胶辊浸润在胶水中保持转动，这样就不会因水分挥发导致表面结膜而堵版。

    （6）机速过高会产生气泡，可以放一根匀墨棒在胶槽中，将气泡消掉一部分，这样可以使复合膜的外观更好。

    （7）在复合的时候要尽可能使用反向转动的匀胶辊，可以使复合膜表面更加平整。

    （8）使用结束以后，先用水冲去上胶辊上的胶，再用乙酯或者其他溶剂进行彻底清洗。清洗的时候要注意不要将溶剂流到胶槽里与剩余的胶混合，最好将剩胶倒干之后，再用溶剂清洗。

    （9）因为水胶是以水为溶剂，储存温度最好保持在5℃以上。如果冻硬了，性能会受影响。另外，也不能被脏物、溶剂等污染。

    （10）在复合过程中如果表观出现隧道曲线，可能有两个方面的原因：一个是刮刀不干净，造成刮绺现象；另一个是堵版，要注意用溶剂彻底清理刮刀和版辊，并等它干了以后再储存。

    2.注意事项

    （1）上胶辊应该选择网坑浅、开口大的，建议使用180 线32μm 的上胶辊。

    （2）粘合剂湿的时候很容易清洗，一定不要等它干了以后才清洗，要用水快速清洗，自然晾干。如果粘合剂已经干结了，要用丁酮和乙酸乙酯清洗。

    （3）水性粘合剂储存温度要在5℃－30℃，储存容器大小适当，空出部分越小越好；避开热源，防止阳光直射。否则，胶的表层水分容易挥发，产生结皮或沉淀，导致版上涂胶不均匀。冬天要注意保温，因为解冻一是耗费能源，二是导致胶里出现沉淀或颗粒，降低复合质量。

    （4）少量的气泡不会对复合外表产生不良影响；如果气泡太多可以使用消泡剂，但要严格控制用量（因为消泡剂过量会影响产品表观），而且要搅拌均匀。一般情况下，用一个溶胶棒在水胶里搅一搅，可以起到消泡的作用。

    （5）判断粘合剂是否干燥，可在薄膜下机时观察其透明度，如果上面没有雾状，就表明已经干透；如果雾状比较严重，或者存在划痕、拉丝等现象，就说明还没干透。

    （6）水性粘合剂分子量高，需要花时间来提高它的剥离强度。放置的时间越长，它的剥离强度就越高。熟化室内温度较高，可加快粘合剂的流平速度，提高剥离强度。

    （7）复合以后，水胶粘接强度基本上不会衰减；而且在实验中发现，超过两个月，复合膜基本上撕不破，随着时间的延长，它的强度可以达到3kg。

    （8）水性粘合剂能否影响油墨在薄膜上的附着力，与油墨的质量有关，如果油墨和薄膜的亲和力差，粘合剂可能会把油墨从薄膜上拉下来。溶剂型粘合剂这个问题比较严重，要么是镀铝转移，要么是油墨转移。而高盟公司的水胶，下机之后剥离强度达到1kg，但不会发生油墨和镀铝的转移。

    （9）除了油墨和成膜树脂外，不同油墨还含有数量不等的蜡滑剂、消泡剂、增塑剂等，这些成分都有可能对粘合剂产生不良影响。

    （10）在水胶涂量很低的情况下，增大胶量会提高剥离强度；但上胶量过多时，水胶可能还没有完全干透就产生复合了，强度也会偏低。

    （11）上胶量达到12g／m2 以下，热封时不会发生粘合剂溢出的现象。

    （12）不要用自来水等稀释粘合剂，这样会改变产品的表面能，导致复合产品的外观不良，还有可能起泡、产生橘皮现象。

    （13）改善复合膜表观最常用的方法是使用展平辊。当然，薄膜和粘合剂的质量、上胶辊和其他滚筒是否干净、无损伤也影响复合膜的表观。

    （14）国外大多数复合机上都装有在线电晕，它可以清洁基材表面，提高其表面能，从而提高复合膜的剥离强度。高盟公司的薄膜基材在出厂前就已经做好电晕处理。

    陈小锋说，水性聚氨酯粘合剂完全可以替代溶剂型聚氨酯粘合剂，只是使用的注意事项稍多了些。如果严格按规程操作，既可以降低生产成本，又有利于人体健康。

    有操作工反映，用惯了溶剂性胶，改用水胶时，开始觉得别扭。后来，水胶用惯了，再用溶剂型胶，反而不适应了。所以说，如果对操作工进行严格、系统的培训，使他们熟练掌握水胶的使用方法，能够充分发挥水胶的优势。而且在生产实践中，操作工可以摸索、总结出更多的窍门和经验，提高水胶的使用效果。

    国外使用水胶已经有十几年的历史了，相比之下我们还有一定的差距。在水胶试用和推广过程中，高盟公司愿与更多的同行和用户合作，不断提高水胶的质量，为企业和社会创造效益，努力赶超国际先进水平。  

   
转载自：中国包装报