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当食品包装用聚氨酯胶粘剂及其发展趋势

发布时间:2021-09-15 01:23:12 阅读: 来源:炭化炉厂家

食品包装用聚氨酯胶粘剂及其发展趋势

根据不同标准去操作聚氨酯胶粘剂是食品包装领域应用最多、且适用范围最广的胶粘剂,随着人们环保意识的不断加强以及中国加入WTO,胶粘剂也将朝着更安全、更环保的方向发展。

多姿多彩的塑料包装在与传统的纸、木、金属、玻璃等包装材料竞争中不断取而代之,成为包装材料中增长最快的大宗材料。食品包装是塑料包装应用非常重要的一个方面,各种薄膜袋广泛应用于快餐食品、香肠、奶酪、面包、冷饮、方便面、饮料、水果、熟食品例如:PC、PEEK等高性能改性塑料都在电子电器中有显著的利用等的包装。

食品包装用聚氨酯胶粘剂

食品用塑料包装材料以软包装形式为主,通常由塑料/塑料薄膜或塑料薄膜/纸张复合而成,通过组合不同膜材,不仅可以增强对空气的阻隔性,避免食品变质,还可调节材料的功能性和成本至最佳。

食品软包装生产材料中的塑料薄膜,需要用胶粘剂来进行复合。胶粘剂的性能好坏直接影响复合薄膜的质量。包装复合薄膜用胶粘剂应具备下述性能。

(1)粘合性:胶粘剂必须具有同时能粘合二种不同材料的性能;

(2)柔软性:满足复合后柔性运输与储存济南试验机确定方法的需求;

(3)耐热性:许多食品包装在制造加工过程中要经受高温杀菌灭菌处理,这就要求各种基材薄膜所使用的胶粘剂也要经受得起高温的考验;

(4)耐寒性:可满足食品低温储存的要求;

(5)抗介质性:胶粘剂的稳定性很重要,要能耐受各种介质的侵蚀,否则会引起复合薄膜分层剥离,失去包装作用;

(6)安全卫生性:符合食品包装安全卫生相关标准要求

此外,对胶粘剂的外观、透明性、流动性、抗寒性(不冻结性)、初粘力、施胶操作性等都有一定要求。

聚氨酯胶粘剂由于具有优良的综合性能,其耐低温性、耐煮沸性、柔韧性、强度、耐疲劳性和透明性较好,对各种材料又具有优良的粘接力,是复合薄膜生产所需的主要胶种。

聚氨酯胶粘剂经过充分交联固化后,具有很高的内聚力,胶膜坚韧柔软,又具有很好的耐热性和抗介质侵蚀的性能,用它制成的复合材料可以包装各种食品,如酸的、辣的、咸的、甜的、含油的食品都可使用。正因为有这么多优异性能,聚氨酯在世界上使用的历史已有60年之久,用于食品包装材料复合的时间也将近50年,在欧、美、日等已占干法复合薄膜制造用胶量的90%以上。中国1984年才开始生产用于食品复合包装的聚氨酯胶粘剂,其中技术开发和生产开始较早的单位有北京市化学工业研究院、黎明化工研究院等。

按照聚氨酯胶粘剂化学性能及固化机理的差异可将其分为:单组分溶剂型、单组分湿固化型、双组分溶剂型及无溶剂型、水性及多异氰酸酯型等。现在应用于食品包装的聚氨酯胶粘剂主要是双组分溶剂型及无溶剂型、水性胶粘剂。

双组分聚氨酯胶粘剂是聚氨酯胶粘剂中非常重要的一大类型,用途很广且用量很大。通常由主胶和固化剂两个组分构成,两个组分各自单独包装。使用前按一定比例配制,搅拌均匀后即可,两个组分混合后发生交联反应而生成固化产物。双组分聚氨酯胶粘剂具有性能可调节、粘接强度大、使用范围广等优点,已经成为聚氨酯胶粘剂中品种最多、产量最大的产品。

无溶剂聚氨酯胶粘剂包括单组分和双组分体系,单组分无溶剂胶粘剂属于湿固化型胶粘剂,利用空气中的水分使之固化。优点是环保性高,无溶剂排放,可以直接使用,操作难度小,而且具有使用范围更广,粘接强度高等特点。不足的是需要补充水分,固化速度慢等;双组分无溶剂胶粘剂也如双组分溶剂型胶粘剂一样需要按比例将主胶与固化剂配合使用。另外对配胶设备精度要求高、操作复杂,而且无溶剂复合设备的投资也比较大,国内厂家虽然对于无溶剂胶粘剂的兴趣十分强烈,但完全替代溶剂型聚氨酯胶粘剂还需要很长一段时间。

水性聚氨酯胶粘剂是介于溶剂型聚氨酯胶粘剂和无溶剂型聚氨酯胶粘剂之间的产品。以水来稀释,具有不燃、气味小、不污染环境、节能、操作加工方便等特点、受到人们重视。但是这种聚氨酯胶粘剂目前仍然以国外产品居多,主要是由于初始粘接强度不高,耐溶剂性能不佳,干燥速度慢等问题,故它在国内的应用未得到大面积推广。

中国食品包装用聚氨酯胶粘剂的发展

目前,尽管胶粘剂总的发展趋势是非有机溶剂化,但聚氨酯溶剂型胶粘剂由于其优良的工艺和粘接性能,特别是非有机溶剂型胶粘剂的性能在目前还不能完全达到溶剂型的水平,溶剂型聚氨酯胶粘剂仍将在较长时间内存在。

在欧、美、日等发达国家或地区,溶剂型聚氨酯胶粘剂在干法复合领域用量超过60%。而中国自1980年开始引进日本复合薄膜生产技术及设备,到现在干法复合薄膜生产线估计在300条以上,聚氨酯胶粘剂使用量超过35000吨/年。国内最早应用于复合包装业的溶剂型双组分聚氨酯胶粘剂是北京市化学工业研究院1984年从前西德引进技术生产的,主剂产品是低粘度、高固含量(75%)的聚氨酯胶粘剂。此后各种型号的国产复合设备进入市场,国内厂家和研究所陆续研制出各种相适应的溶剂型双组分聚氨酯胶粘剂,主要是低固含量(15~50%)、高粘度产品。

一般而言,低粘度、高固含量产品因为粘度低,可在40%以上浓度下高速涂布,溶剂用量少,对环境友好,综合成本低,其制品透明度高,强度好,但它对设备、工艺、原材料控制均有较高要求,应用不当时容易出现强度差等各种缺陷,这种产品适合用于有一定规模的复合厂家。低固含量(15~50%)、高粘度产品初粘力高,对国产复合机适应性好,但透明性稍差,溶剂使用太多,对环境不友好,综合成本较高,这类产品适用于中、小规模的复合厂家。

目前,从中国整体胶粘剂市场来看,有以下特点:

跨国公司既在中国推广其功能性和非有机溶剂型产品,抢占高端市场,又直销或合作生产普通聚氨酯胶粘剂,争夺通用市场。国内企业,经过多年消化吸收、自主开发,已有多家公司掌握普通聚氨酯胶粘剂生产技术并进行生产,目前的产量估计在3并可以针对客户的标准来进行测试万吨/年,品种约30种,这些厂家成为主要原料供应商。部分技术能力较强的国内公司已能生产高性能的功能性或非有机溶剂型产品。国内生产的功能性溶剂型胶粘剂,如耐高温蒸煮型、耐介质型、耐爽滑剂型等产品已陆续问世,弥补了空白。在非有机溶剂型聚氨酯胶粘剂方面,尽管有新产品推出,但在工艺操作和应用性能上都与溶剂型产品有一定差距,成本上也处于劣势,应用推广的情况较发达国家相比还有很大差距。

随着中国加入WTO,以及国内环保意识的提高,环保等方面的技术性壁垒将凸显出来。复合膜厂家和胶粘剂厂商应共同努力,提高复合产品的技术水平。

综合考察与分析当前国内聚氨酯胶粘剂行业,关于聚氨酯胶粘剂的下一步发展,我们认为:

(1)国内普通复合用溶剂型双组分聚氨酯胶粘剂生产技术已完全掌握,部分生产厂家工艺成熟,质量稳定,可完全替代进口产品;

(2)国内部分厂家耐蒸煮复合用溶剂型双组分聚氨酯胶粘剂生产技术已过关,多年推广应用表明产品质量稳定,价格合理,已可替代进口产品;

(3)镀铝膜专用胶、耐爽滑剂功能胶等产品针对性强,性能突出,应大力推广;

(4)中国气候差异明显,复合设备状况各异,复合厂家应有针对性地选择适用的胶粘剂品种;

(5)中国已加入WTO,复合厂家应注意提高技术,更新复合设备,配合环保型胶粘剂推广,打破环保技术壁垒,适应全球化发展要求;

(6)胶粘剂研制单位、生产厂家应加快环保替代品的开发,使产品综合性能满足复合要求;

(7)行业协会应健全产品检验手段和方法,加速制订产品行业标准,以建立技术屏障,保护民族产业。

结语

随着中国经济的持续发展以及人民生活质量的不断提高,对胶粘剂产品的需求和选择将会越来越严格和苛刻,那些性能好、质量高、环保型的产品将会受到人们的青睐。中国胶粘剂生产企业和科研院所应根据市场的需求,加大科技投入,积极研究开发高性能、高品质的胶粘剂新产品,以应对国内外市场的竞争。

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