２０１３年第２８卷第４期２０１３．Ｖ０１．２８Ｎｏ．４聚氨酯工业ＰＯＬＹＵＲＥＴＨＡＮＥＩＮＤＵＳＴＲＹ・５・

软包装复合用无溶剂聚氨酯胶粘剂的发展概况

袁新兵

（湖州欧美化学有限公司浙江湖州３１３０００）

摘要：综述了国内外软包装行业复合用无溶剂聚氨酯胶粘剂的发展概况，重点简述了无溶剂聚

氨酯胶粘剂的发展历程及其在软包装行业产品卫生安全、复合成本的控制及环保节能方面的优点，

并简单介绍了软包装行业无溶剂聚氨酯胶粘剂的复合设备，同时对溶剂聚氨酯胶牲剂存在的缺陷

提出了今后的发展方向。

关键词：聚氨酯；胶粘剂；无溶剂复合

中图分类号：ＴＱ４３３．４＋３２文献标识码：Ａ文章编号：１００５—１９０２（２０１３）０４—０００５—０３

自１９７４年德国Ｈｅｒｂｅｒｔｓ公司第一次将无溶剂聚

氨酯胶粘剂应用到薄膜复合包装材料以来，其复合工

艺的经济性、安全性、对环境的无污染性等优点而倍

受人们的青睐。随着全世界对环保意识的不断提高，

无溶剂聚氨酯胶粘剂应用到薄膜复合的比例也越来

越大。环保型的无溶剂聚氨酯胶粘剂在软包装复合

行业中迅速发展。到目前为止，欧美新增的无溶剂胶

粘剂的复合设备数量已经占到新增薄膜复合机设备

总和的９３％以上ｕＪ。在国内，１９８５年北京化工研究

院从法国ＤＣＭ公司引进了第一台无溶剂涂布复合

机心Ｊ，主要用于无溶剂聚氨酯胶粘剂的薄膜复合技术

的研发，而真正应用到生产上的无溶剂复合机设备是

１９９６年由天津顶正印刷包装公司从意大利Ｓｃｈｉａｖｉ公

司引进。２００８年之前我国的无溶剂聚氨酯胶粘剂的复合工艺并未得到普及应用。２００８年后无溶剂复合

工艺得到迅速发展，到目前为止，据不完全统计，我国

多家包装厂先后从德国、法国等引进无溶剂聚氨酯胶

粘剂的复合设备共计８０多台，占复合机总量的２％左

右，但远远低于欧美等发达国家。

１无溶剂聚氨酯胶粘剂的复合设备

目前生产无溶剂聚氨酯胶粘剂复合设备的厂家

很多，国外主要有意大利的Ｓｃｈｉａｖｉ公司、Ｂｉｅｌｌｏｎｌ公

司、Ｎｏｒｄｍｅｃｃａｎｉｃａ公司、德国的Ｗ＆Ｈ公司、法国的

ＤＣＭ公司和西班牙的Ｃｏｍｅｘｉ公司等，国内主要有广

州通泽机械有限公司、陕西北人印刷机械有限责任公

司、上海华迪机械有限公司、东莞市新望包装机械有限公司等。其复合机的结构原理基本相似，主要是有２套放卷装置、１套收卷装置、胶粘剂涂布装置、复合

装置、供胶装置（送胶装置）及送胶管线等组成。其中为了保证胶粘剂的涂希陛能，在涂布部位和复合部

位一般均配有专门的加热装置。为保证胶粘剂的主

剂和固化剂的配比准确性，胶水采用自动的进胶方

式，配有预热装置、计量泵、配比装置、输送管道、胶水加料头等。在加热条件下，无溶剂胶粘剂Ａ、Ｂ组分

在胶水加料头位置混合后进人胶槽，但由于加热温度

升高，反应速度加快，从而易于固化，连续运作时易堵

塞加料头，造成进胶量不准，故一般加料头需定期进

行清洗。无溶剂复合与干法复合相比，在设备上主要

有以下的区别：没有挥发溶剂所需要的较长烘道，设

备结构紧凑，设备部件容易清洗和维护；材料在设备

上穿膜距离较短，对材料张力的控制更加精准。

２无溶剂聚氨酯胶粘剂的发展状况

无溶剂聚氨酯胶粘剂主要有单组分无溶剂聚氨

酯胶粘剂、双组分无溶剂聚氨酯胶粘剂等。

２．１单组分无溶剂聚氨酯胶粘剂

最早出现的无溶剂聚氨酯胶粘剂为单组分，分

为聚酯型和聚醚型二类，它们的共同特点是分子结

构中端基均为ＮＣＯ基，开始主要用于纸层复合制品

的复合，后来无溶剂复合机上采用了增湿装置后，也

用于塑料薄膜的复合。无溶剂聚氨酯胶粘剂主要依

靠空气中的水分和涂敷薄膜吸附着的水分与ＮＣＯ

基反应而固化。

万方数据・６・聚氨酯工业第２８卷

单组分无溶剂胶粘剂在复合时固化速度较慢，熟

化时间长。固化时水汽如果不足易造成固化反应不

完全，粘接强度就会偏低，同时固化时产生大量的

ＣＯ：气体，容易生成气泡。游离异氰酸酯单体含量偏

高，易迁移进入被包装的物品中，不符合卫生要求。

２．２双组分无溶剂聚氨酯胶粘剂双组分无溶剂聚氨酯胶粘剂由Ａ、Ｂ两种组分

组成ｐ‘６Ｊ，其中一种组分端基为ＯＨ基，另一种组分

的端基为ＮＣＯ基，使用时两组分按照一定的比例混

合后发生反应形成大分子而交联固化，具有良好的

粘合强度，反应过程中基本无ＣＯ：的释放。双组分无溶剂聚氨酯胶粘剂固化速度明显快于

第一代单组分无溶剂聚氨酯胶粘剂，且固化反应更加

完全。双组分无溶剂聚氨酯胶粘剂根据其初粘力和

耐蒸煮性能，又可分为第二代（１９８１年开发成功）和

第三代（１９８６年采用反催化体系开发成功，并在１９９８

年成功获得改进延续到现行的低温固化体系），其中

第三代胶粘剂（１９９８年改进型，也可以称为第四代双

组分无溶剂聚氨酯胶粘剂）具有初粘力强、粘度低、耐

蒸煮性能优良、操作温度低、对复合基材没有什么特别限制的特点。最具代表ｆ生的产品是德国汉高（Ｈｅｎ．

ｋｅｌ）公司生产的ＵＲ７７８０／ＵＲ６０８０等。

按照美国食品药物管理局（ＦＤＡ）２１ＣＦＲｌ７７．１３９０

的要求，国外一些知名公司先后开发了耐高温蒸煮型

的无溶剂脂肪族聚氨酯胶粘剂（主要是以异佛尔酮二

异氰酸酯（ＩＰＤＩ）体系为主，也是发展到现在的第五代

双组分无溶剂聚氨酯胶粘剂），并得到部分的应用，欧美市场具有代表性的产品是德国Ｈｅｎｋｅｌ公司生产的

ＵＲ７７９０／ＵＲ６０９２等。该类无溶剂聚氨酯胶粘剂涂履

性能良好，初粘力也可以，外观清澈透亮，适用于各类

塑料薄膜基材与金属箔的复合，而且与传统芳香族的

异氰酸酯体系相比具有很好的耐黄变功能。不过此

类产品成本相对较高一些。

２．３国内无溶剂聚氨酯胶粘剂的生产现状

据了解，在２０１０年之前，国内无溶剂聚氨酯胶粘剂主要是依靠进口，而且绝大部分是来自欧美市场，

如德国Ｈｅｎｋｅｌ公司、德国Ｈｅｒｂｅｒｔｓ公司、美国Ｍｏｒｔｏｎ

公司、法国的ＡｔｏＦｉｎｄｌｅｙ公司和亚洲的日本三井武田公司等。为了改变无溶剂复合聚氨酯胶粘剂主要依

靠进口的状况，国内无溶剂聚氨酯胶粘剂的开发和研

究也越来越得到重视和发展，目前国内有正式稳定的

生产产品并在市场上进行销售及批量使用的厂家主要有上海康达化工新材料股份有限公司（如通用型双

组分无溶剂复膜胶ＷＤ８１１８Ａ／Ｂ，配比为１００：８５，适用

于聚乙烯（ＰＥ）、未拉伸聚丙烯（ＣＰＰ）、聚酯（ＰＥＴ）、尼

龙（ＮＹ）、双向拉伸聚丙烯（ＢＯＰＰ）、镀铝聚丙烯（ＶＭ．

ＣＰＰ）、镀铝聚酯（ＶＭＰＥＴ）、聚偏氯乙烯（ＰＶＤＣ）等薄

膜材料之间的复合，其复合ＰＥ／ＰＶＤＣ的剥离强度为

１．７～２．１Ｎ／１５ｍｌｎ，复合ＣＰＰ／ＰＶＤＣ的剥离强度为

１．８～２．２Ｎ／１５ｍｍ，复合ＰＥＴ／ＣＰＰ的剥离强度为

２．５～２．９Ｎ／１５ｍｍ，湖州欧美化学有限公司、北京高

盟新材料股份有限公司（如通用型双组分无溶剂复膜

胶ＹＨ７０３Ａ／ＹＨＴ０３Ｂ，配比为１００：５０），其它几家企业

还均处于研发阶段。湖州欧美化学有限公司自２００６

年起就致力于无溶剂聚氨酯胶粘剂的研究，到２００８

年下半年首先推出了第一款无溶剂胶ＳＦ９０００Ａ／Ｂ产品，到２００９年已形成了系列化的产品，目前主要有普

通型低粘度双组分聚氨酯胶粘剂无溶剂产品

ＳＦ９０００Ａ／Ｂ。普通型高粘度双组分聚氨酯胶粘剂无

溶剂产品ＳＦ９０６０Ａ／Ｂ；耐水煮型双组分聚氨酯胶粘剂无溶剂产品ＳＦ９１００Ａ／Ｂ；耐蒸煮型双组分聚氨酯胶粘

剂无溶剂产品ＳＦ９２００Ａ／Ｂ。生产的无溶剂聚氨酯胶

粘剂产品在操作工艺性、薄膜的复合强度等方面均不

亚于国外进口的同类产品，产品价格低廉。采用ＳＦ９１００Ａ／Ｂ质量比为１００：８５复合制得的复合薄膜经

国家环保产品质量监督检验中心检验，其剥离力见

表１。

表１无溶剂复合薄膜的剥离力

注：ＶＭＰＥＴ／ＰＥｉ聚酯镀铝彤∥聚乙烯薄膜；ＢＯＰＰ／ＰＥ：聚丙烯薄膜／聚乙烯薄膜；ＢＯＰＡ／ＣＰＰ：双向拉伸尼龙薄膜／聚丙烯薄膜。

３无溶剂聚氨酯胶粘剂复合的优点ｍ８］

３．１节约能源无溶剂聚氨酯胶粘剂复合不需要有烘道干燥过

程，可节约大量的能源；其次，无溶剂聚氨酯胶粘剂复合其单位面积上的上胶量仅为溶剂型复合单位面

积上胶量的４０％，尽管无溶剂复合胶粘剂成本较

高，但其综合成本反而可以降低３０％一４０％。

３．２安全环保

由于无溶剂聚氨酯胶粘剂避免大量溶剂排人空

万方数据第４期袁新兵・软包装复合用无溶剂聚氨酯胶粘剂的发展概况・７・

气而对环境的污染，生产环境可以得到很大的改善，

更有利于清洁化生产；工人在生产过程中不使用易

燃、易爆的有机溶剂，从而避免了火灾隐患，安全性好，复合薄膜中没有残留的溶剂，产品更卫生健康。

３．３产品质量高

采用无溶剂聚氨酯胶粘剂复合薄膜，薄膜复合

后，产品卫生可靠性好；复合时基材不会因溶剂和烘

道的加热而变形，从而有利于薄膜的平整性；采用无

溶剂复合时，印刷面的油墨不会因为胶粘剂中的溶

剂影响而导致质量有问题；无溶剂复合设备一般有

在线的电晕处理单元，对表面张力下降、润滑剂含量

高的薄膜有较好的复合性能；对于某些特殊产品如

聚酯薄膜（ＰＥＴ）／纸／铝箔（Ａ１）、共聚物薄膜

（ＥＶＡ）／纸／Ａ１等更合适。

３．４生产线速度高

元溶剂聚氨酯胶粘剂复合正常的线速都在

３００～３５０ｍ／ｍｉｎ，最高线速度可以高达４５０ｍ／ｍｉｎ左右，复合速度快，设备生产效率高。

综上所述，采用无溶剂聚氨酯胶粘剂复合，不仅

在环境保护、安全生产、产品质量的提高、生产高效等

表现出明显的优势，而且在降低生产成本、提高经济

效益方面效果十分显著，对于企业参与激烈的市场竞

争来说，具有很大的意义。当然，每一种工艺技术都

不可能是十全十美，无溶剂聚氨酯胶粘剂复合也有其

本身的缺点，主要有：由于没有溶剂稀释，为了涂布方便，无溶剂聚氨酯胶粘剂的相对分子质量通常较溶剂

型聚氨酯胶粘剂（通常在十几万到几十万）要低得

多，基本都在１万以下，造成其初粘力较低，复合张力

要求较高，而且对于ＰＥＴ／Ａ１、ＰＥＴ／ＶＭＰＥＴ等复合难

度较大的材料，需要选用初粘较好的胶粘剂和精确的张力控制；其次由于没有溶剂的清洗作用，对基材的

表面张力要求更严格。因此主产厂家必须根据自己

的实际情况，选用适当的胶粘剂和设备型号。

４展望

随着食品工业的蓬勃发展及人们对环保意识和

食品卫生安全意识的不断提高，无溶剂复合越来越

受到复合膜包装行业的重视，国内已有多台无溶剂

复合设备投入运行，大部分的软包装材料也都可以

使用无溶剂聚氨酯胶粘剂进行复合。无溶剂聚氨酯

胶粘剂的复合将会进入其蓬勃发展的时期。国内的

生产企业也会不断进行自主研发或者技术引进，开

发低粘度、高剥离强度和耐蒸煮的产品。

参考文献

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ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＰｒｏｆｉｌｅｏｆＳｏｌｖｅｎｔ－ＦｒｅｅＰＵＬａｍｉｎａｔｉｎｇＡｄｈｅｓｉｖｅｆｏｒＦｌｅｘｉｂｌｅＰａｃｋａｇｅＹｕａｎＸｉｎｂｉｎｇ（ＨｕｚｈｏｕＯｃｈｅｍＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．Ｌｔｄ，Ｈｕｚｈｏｕ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ３１３０００，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｆｉｌｅｏｆｓｏｌｖｅｎｔ—ｆｒｅｅｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ（ＰＵ）ｌａｍｉｎａｔｉｎｇｆｏｒｆｌｅｘｉｂｌｅｐａｃｋａｇｉｎｇｗｅｒｅ

ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｓｕｃｈａｓｉｔｓｐｒｏｃｅｓｓｏｆｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｓｏｌｖｅｎｔ—ｆｒｅｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎｉｎｐｒｏｄｕｃｔｓ，ｈｅａｌｔｈａｎｄ

ｓａｆｅｔｙ，ｃｏｓｔｃｏｎｔｒｏｌ，ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｏｆｓｏｌｖｅｎｔ—ｆｒｅｅＰＵｌａｍｉｎａｔｉｎｇｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｍａｉｎｌｙ．Ｔｈｅｍｏｓｔｌｙｐｒｏｂｌｅｍｓａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄ０１１ｓｏｌｖｅｎｔ—ｆｒｅｅｌａｍｉｎａｔｉｎｇａｄｈｅｓｉｖｅｓｗｅｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＵ；ａｄｈｅｓｉｖｅ；ｓｏｌｖｅｎｔ－ｆｒｅｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎ

作者简介袁新兵男，１９７７年出生，工学硕士，主要从事聚氯酯胶粘荆与水处理药荆等方面的研究。

万方数据