綠色紙塑復(fù)合膠粘劑是包裝業(yè)中常用的一種膠粘劑,簡(jiǎn)稱(chēng)綠色復(fù)膜膠,主要指水基型和熱熔膠兩種類(lèi)型。上世紀(jì)90年代以來(lái),隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高和政府環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格,水基膠和熱熔膠得到廣泛發(fā)展。美國(guó)是世界上最大的膠粘劑市場(chǎng),其1999年膠粘劑行業(yè)中包裝用膠粘劑約占總數(shù)的42 %。目前美國(guó)膠粘劑市場(chǎng)中溶劑型只占9. 2 %;水基膠占59. 3 % ,熱熔膠占20 % ,其它占11. 5 %。可見(jiàn)綠色紙塑復(fù)合膠在現(xiàn)代包裝業(yè)中占有舉足輕重的地位。
一、綠色紙塑復(fù)合膠粘劑研究
1.水基丙烯酸系膠粘劑 水基膠粘劑以水為介質(zhì),無(wú)毒、不燃;對(duì)其它物質(zhì)有良好耐受性,可接受多種類(lèi)型的添加劑改性;工藝簡(jiǎn)單,使用方便。水基丙烯酸系膠粘劑的研究很多,已有不少報(bào)道。在丙烯酸酯中加入一種改性劑,得到一種紙塑復(fù)合膜膠粘劑具有很強(qiáng)的粘接強(qiáng)度,其韌性也好。
鄒本蓮等采用丙烯酸丁酯為軟單體,醋酸乙烯為硬單體加入少量單體進(jìn)行改性,制得的復(fù)膜膠光亮度高、粘接強(qiáng)度高、不起泡、不泛黃,很適合作紙塑復(fù)合膠粘劑。唐宏科等以丙烯酸酯為主要原料,通過(guò)半連續(xù)乳液聚合法合成了丙烯酸丁酯醋酸乙烯酯丙烯酸共聚乳液,向其中添加一定比例的乳化松香增粘樹(shù)脂,制成了一種新型的紙塑復(fù)合膠粘劑;該膠粘劑粘接力、穩(wěn)定性、耐水性等大大得到改善。葉先科等合成了一種丙烯酸系乳液復(fù)膜膠,其中用丙烯酸和丙烯腈為功能單體,明顯改善了復(fù)膜膠對(duì)BOPP雙向拉伸聚丙烯與紙的粘接強(qiáng)度。
2.聚醋酸乙烯水性復(fù)合膠 該乳液膠粘劑包括均聚及共聚乳液,具有良好的起始膠接強(qiáng)度,可任意調(diào)節(jié)粘度,易與各種添加劑混溶,可配制成性能多樣的紙塑復(fù)合膠粘劑。
王金良等合成了與乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳液配伍良好的聚丙烯酸酯乳液,該膠粘劑用于高速自動(dòng)糊盒機(jī)上復(fù)膜包裝盒的粘合效果好,完全適用于復(fù)膜白卡紙、復(fù)膜白板紙、普通上光白卡紙制品的自動(dòng)封口粘接。徐祥兵等將合成的一種丙烯酸酯類(lèi)乳液與自制水性松香乳液、VAE乳液復(fù)配制成復(fù)合乳液膠粘劑,用于包裝業(yè)的紙塑復(fù)合,剝離強(qiáng)度較高。在體系中加入適量的水性松香樹(shù)脂和VAE乳液,能使膠粘劑產(chǎn)品具備水溶性,提高了產(chǎn)品的粘合性能,減少“雪花”現(xiàn)象的產(chǎn)生。劉長(zhǎng)春等以酯酸乙烯酯和丙烯酸為單體,通過(guò)高分子聚合和樹(shù)脂改性而成的膠粘劑,無(wú)毒、快干、色淺、耐水、粘接力強(qiáng),適用于包裝業(yè)。
3.水基及無(wú)溶劑聚氨酯膠粘劑 水基聚氨酯膠粘劑是應(yīng)上世紀(jì)70年代對(duì)低毒、低污染產(chǎn)品的要求而開(kāi)發(fā)的。水基聚氨酯膠粘劑主要有以下兩種方法制得:一是通過(guò)加入乳化劑把原有的聚氨酯膠粘劑直接乳化為穩(wěn)定的水分散型乳液;二是利用在聚氨酯的分子骨架中引入親水性的離子基團(tuán),使其形成自分散和自乳化體系,這種體系的優(yōu)點(diǎn)是不含乳化劑、成膜性好、并能與其它陰離子或陽(yáng)離子聚合體系摻和改性以降低成本。近來(lái)對(duì)它的研究非�；钴S,主要集中在增加固含量、提高干燥速度和粘接強(qiáng)度、增加交聯(lián)或引入聚醚以提高其耐水性。離子型水分散液聚氨酯膠粘劑的制備方法可見(jiàn)相關(guān)專(zhuān)利報(bào)道。由于復(fù)合薄膜包裝材料綜合性能良好,日益受到人們歡迎。與它配套的膠粘劑需要量也相應(yīng)增長(zhǎng),其中用量最大的是聚氨酯膠粘劑。據(jù)報(bào)道歐洲用于食品包裝復(fù)合薄膜袋的無(wú)溶劑聚氨酯膠粘劑每年約2.4kt ,溶劑型每年約2. 2kt。今后5年食品復(fù)合薄膜袋用膠粘劑全球平均增長(zhǎng)率每年將為4 % ,中國(guó)可能會(huì)翻番。
目前國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)的聚氨酯( PU)膠粘劑在用于高性能食品包裝復(fù)合膜方面占很大比例,開(kāi)發(fā)主要方向之一是水性聚氨酯膠粘劑。因它在使用時(shí)無(wú)污染、涂布量少、復(fù)合速度快,加工成本比溶劑型低;而且將它用于粘接耐溶劑性差以及熱收縮性較大的塑膜更為優(yōu)越,因此該類(lèi)膠在包裝領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。
無(wú)溶劑型聚氨酯膠粘劑應(yīng)用于復(fù)合膜是1974年始于德國(guó),在歐美用這種無(wú)溶劑型聚氨酯膠粘劑制備復(fù)合膜已占到50 %以上。用于復(fù)合膜制造的無(wú)溶劑型聚氨酯膠粘劑目前已發(fā)展到第3代。氨基樹(shù)脂或醚化的氨基樹(shù)脂可以用于軟包裝當(dāng)中。
張雪銀等采用氨基樹(shù)脂復(fù)合以EVA、DBP、稀釋劑、增稠劑和松香類(lèi)化合物增粘劑所組成的膠粘劑可以滿(mǎn)足紙塑膠粘劑的要求。胡曉蘭等以聚己二酸- 1 ,4 -丁二醇酯為原料,制備具有良好耐蒸煮性能和粘接性能的聚氨酯膠粘劑。此膠粘劑對(duì)于PET膜/ Al箔復(fù)合結(jié)構(gòu)和PET/ PET結(jié)構(gòu)的粘接性能良好,膠層在蒸煮后透明性良好,質(zhì)量穩(wěn)定,重復(fù)性好,無(wú)毒,適用于軟包裝復(fù)合結(jié)構(gòu)材料的粘接。
4.生物降解熱熔膠 美國(guó)是世界上熱熔膠產(chǎn)量最大的國(guó)家,1991年為61. 4萬(wàn)噸。1996年為91. 6萬(wàn)噸,年增長(zhǎng)率在5 %以上,其消費(fèi)市場(chǎng)包裝業(yè)占49 %。我國(guó)上世紀(jì)70年代才開(kāi)始研制熱熔膠,上世紀(jì)末熱熔膠得到迅速發(fā)展,并且在包裝業(yè)也開(kāi)始得到應(yīng)用。熱熔膠主要為乙烯-醋酸乙烯共聚物( EVA) ,1996年該類(lèi)粘接劑產(chǎn)量達(dá)1. 2萬(wàn)噸,主要用于包裝工業(yè)、書(shū)籍裝訂和制袋等。它的優(yōu)點(diǎn)為粘接速度快、不用溶劑、涂膠量易控制、制品光澤好。美國(guó)專(zhuān)利介紹用雙羥基酸與醚反應(yīng),合成含有羥甲基的聚酯做基體,生產(chǎn)出的生物降解熱熔膠,性能好,可用于紙塑的粘接。Shark等用含有羥基的丁酸酯、戊酸酯、纖維素、淀粉酯等做基體用蔗糖酯作為增粘劑,得到生物降解膠粘劑在紙塑的粘接方面效果好。
另外賀倫英研究了一種無(wú)載體淀粉膠粘劑,其流動(dòng)性能好,粘度適宜、保水性能好,能完全均勻地浸潤(rùn)被粘物表面,粘附能力強(qiáng),性能穩(wěn)定、不易分層、凝膠、腐變等,適合于瓦楞紙板的粘接。在包裝業(yè)上還有氧化淀粉膠粘劑。
二、結(jié)語(yǔ) 綠色膠粘劑是本世紀(jì)包裝業(yè)發(fā)展環(huán)保包裝提出的要求。在綠色粘劑的發(fā)展水平上,我國(guó)在規(guī)模和品種上與國(guó)外差距很大。高固含量水基乳液膠、水基及無(wú)溶劑聚氨酯膠粘劑、可生物降解熱熔膠、綠色多功能復(fù)合膠是未來(lái)綠色紙塑膠粘劑的發(fā)展趨勢(shì),加強(qiáng)綠色環(huán)保膠粘劑用樹(shù)脂的研究,開(kāi)發(fā)新型、綠色紙塑膠粘劑品種,對(duì)于提高我國(guó)綠色環(huán)保包裝膠粘劑質(zhì)量具有重要的意義。
