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4　水性聚氨酯作復(fù)合薄膜用膠的發(fā)展與前景    在研究制造食品復(fù)合包裝材料用膠領(lǐng)域,已有人研究用雙組分水性聚氨酯作為復(fù)合薄膜干法復(fù)合膠粘劑,使制品仍具有較好的復(fù)合強(qiáng)度及柔軟性。表2為一種復(fù)合塑料薄膜粘接用水性膠與一種溶劑型膠的粘接強(qiáng)度的比較示例。　　由上表可見(jiàn),水性聚氨酯適用于復(fù)合薄膜制備,其性能甚至比溶劑型的還好。國(guó)外對(duì)水性聚氨酯作復(fù)合薄膜用膠有不斷的研究成果出現(xiàn),而較簡(jiǎn)單的制備方法大多是丙酮法。例如1999年Ｆｒｉｃｋｅ等發(fā)明的作復(fù)合包裝薄膜用膠的水性聚氨酯膠粘劑的制備方法:以0.15ｍｏｌＤＭＰＡ為陰離子型親水性擴(kuò)鏈劑,將0.25ｍｏｌＴＤＩ和0.1ｍｏｌＰＰＧ(羥值:56)混合,加入0.1ｇ二月桂酸二丁基錫做催化劑,在95℃下反應(yīng)5小時(shí),然后降溫至30℃,加入200ｇ丙酮和三乙胺成鹽,再用410ｇ水?dāng)嚢杌旌线M(jìn)行乳化,最后蒸出丙酮溶劑,得到適用于軟包裝復(fù)合薄膜用膠[7]。此法相對(duì)簡(jiǎn)便,重現(xiàn)性佳,得到粒徑為10ｎｍ～5000ｎｍ的線(xiàn)性水性聚氨酯。產(chǎn)品相對(duì)分子質(zhì)量高、品質(zhì)優(yōu)。因是非交聯(lián)型,耐溶劑性差;使用大量低沸點(diǎn)丙酮(40%～70%),安全性和經(jīng)濟(jì)性欠佳。除了丙酮法,制備水性聚氨酯膠粘劑的另一主要方法是預(yù)聚體法。預(yù)聚體混合法勿需大量溶劑,正是環(huán)保迫切要求的。目前,預(yù)聚體法已成為工業(yè)上生產(chǎn)膠粘劑較成熟的方法。首先在制備端異氰酸酯聚氨酯預(yù)聚體同時(shí)引入離子基團(tuán),中和后生成離聚物,然后在攪拌下加入水。此時(shí),發(fā)生兩種現(xiàn)象。一是聚氨酯預(yù)聚物在水中分散成水性聚氨酯,二是端異氰酸酯基團(tuán)與水反應(yīng),使聚氨酯分子擴(kuò)鏈。若反應(yīng)控制不當(dāng),極易產(chǎn)生凝膠。為此,常用脂肪族異氰酸酯合成預(yù)聚體,它們的反應(yīng)活性較低,在水中反應(yīng)緩和,且所得產(chǎn)品耐光性能突出,粘接性能也不差。將280ｇ聚(酯-醚)二醇(分子量2000)和15.4ｇＤＭＰＡ與11.3ｇ三乙胺,29.4ｇＭＤＩ,11.1ｇＩＰＤＩ和36.6ｇＴＭＸＤＩ,于70℃反應(yīng)3小時(shí),所生成的已中和的異氰酸酯接尾的預(yù)聚物在快速攪拌下分散于557ｇ水中,然后慢慢加入3.05ｇ乙醇胺和4.8ｇ乙二胺在30ｇ水中的溶液。得到一個(gè)穩(wěn)定的半透明的水性聚氨酯分散液,此水性聚氨酯分散液,用滾筒涂在表面經(jīng)處理的聚丙烯、聚乙烯、聚酯和鋁箔等薄膜上,干燥,熱復(fù)合,有良好的粘接性質(zhì)。但是目前國(guó)內(nèi)異氰酸酯可選用的品種極少,限制了聚氨酯膠粘劑的發(fā)展。耐光型的脂肪族異氰酸酯如ＨＤＩ、ＩＰ ＤＩ、Ｈ12ＭＤＩ等在國(guó)外聚氨酯膠粘劑產(chǎn)品中應(yīng)用較廣的原料,國(guó)內(nèi)只有少數(shù)品種小批量試產(chǎn),而這些量少價(jià)高原料進(jìn)口渠道也不暢。因此國(guó)內(nèi)大多數(shù)僅用ＴＤＩ為二異氰酸酯原料。水性聚氨酯膠粘劑做復(fù)合薄膜用膠在我國(guó)還處于起步階段,但隨著我國(guó)環(huán)保法規(guī)以及對(duì)食品、醫(yī)藥等包裝要求的日趨嚴(yán)格,水性聚氨酯膠粘劑替代溶劑型聚氨酯膠粘劑應(yīng)用于復(fù)合薄膜制備的趨勢(shì)會(huì)越來(lái)越明顯。2001年,美國(guó)羅門(mén)哈斯公司將其在歐美市場(chǎng)取得巨大成功的水性復(fù)合膠粘劑引入中國(guó)市場(chǎng),為中國(guó)的食品包裝行業(yè)帶來(lái)了一場(chǎng)環(huán)保革命。羅門(mén)哈斯公司的水性膠粘劑主要有單組分和雙組分兩大系列產(chǎn)品。單組分產(chǎn)品上膠時(shí)無(wú)需配比,可直接使用,工藝簡(jiǎn)單、成本低、效率高,所生產(chǎn)的復(fù)合包裝材料透明度極佳;成品不需熟化即可進(jìn)行分切、制袋等后加工,尤其適合食品廠(chǎng)家縮短供貨周期的需要.此外,水性單組分膠粘劑的通用性較好,可用于如膨化食晶、餅干、糖果、調(diào)味品以及藥品等輕質(zhì)包裝領(lǐng)域。而雙組分水性膠粘劑在剝高強(qiáng)度、耐熱和耐化學(xué)品性能等技術(shù)難題上有所突破。目前羅門(mén)哈斯公司90%以上的膠粘劑均為水性產(chǎn)品,在中國(guó)市場(chǎng)正以15%～20%的速度增長(zhǎng)。    隨著人們對(duì)生活質(zhì)量要求的不斷提高,集技術(shù)與環(huán)保優(yōu)勢(shì)的水性聚氨酯粘合劑將成為食品包裝材料的必然選擇。因此,跟蹤國(guó)際先進(jìn)技術(shù),開(kāi)發(fā)應(yīng)用于此領(lǐng)域的水性聚氨酯膠粘劑將是今后應(yīng)積極開(kāi)展的工作。特別是今后可著重于聚酯型聚氨酯膠粘劑及脂肪族異氰酸酯為基礎(chǔ)的不泛黃型聚氨酯膠粘劑的開(kāi)發(fā)。 作者：玉英,　李雯靜,　羅　強(qiáng)