所谓无溶剂复合

1、所谓无溶剂复合，就是用100固体的无溶剂粘合剂在无溶剂复合机上对底材和面材进行粘合的过程。1974年，德国Herberts公司对单组份潮气固化型无溶剂粘合剂的工业化生产，标志着无溶剂粘合剂正式诞生。经过最初的推广阶段之后，无溶剂粘合剂在复合材料软包装行业得到越来越多的应用，并相继出现了双组份冷涂无溶剂粘合剂、双组份反向热涂无溶剂粘合剂及单组份紫外固化粘合剂等。与此同时，各式无溶剂复合机也相继推出，规模也陆续壮大。今日的欧美，每增加10台复合机，就有8台是无溶剂型的。我国第一台无溶剂复合机是1985年北京化工研究院从德国汉高公司引进粘合剂技术时配套购买的实验机。真正用于生产的第一台无溶剂复合机是

2、1996年天津顶正印刷包装公司从意大利Schiavi公司引进，并于同年8月份调试成功投入生产的。此后，广州金威龙、大连盛道、三樱、上海虎牌等包装印刷厂先后从意大利、法国、德国等国家引进了无溶剂复合机共17台，目前还有4台已签合同，不久将会到货。随着国内复合包装企业对这一新技术的认识和掌握，这种新技术有明显加速发展的趋势。下面对各种无溶剂黏合剂及无溶剂复合机的特点作一介绍。无溶剂黏合剂无溶剂黏合剂是100%的固体成分，没有挥发性物质，使用中绝对无溶剂排放，因此环境保护是无溶剂黏合剂发展的源动力。无溶剂黏合剂上胶量一般较低，复合后经熟化，复合强度高，这成为无溶剂黏合剂发展的又一大推动力。一、无溶剂

3、黏合剂的种类1、单组分潮气固化型黏合剂单组分无溶剂黏合剂的主要成分是聚氨酯，它的特点是能与水气反应固化。其化学结构是含有链长相对较短的异氰酸根端基的聚酯或聚醚，基材或环境中的潮气与异氰酸根作用会发生一系列聚合反应，放出CO2，达到固化目的。这种潮气固化反应速度很慢，要保证有足够长的时间使涂胶过程顺利完成（即：要在熟化室放置一段时间），实际工作中的限制主要有3点；（1）每克单组分潮气固化型无溶剂黏合剂完全固化需10mg水汽。（2）涂胶时受热较高，一般控制在90左右。（3）对于气密性基材而言，由于反应放出的CO2难以释放，会导致复合层强度不佳或在薄膜夹层中有气泡产生，因此，单组分潮气固化型黏合剂主

4、要用于纸质材料的复合，因为纸张中含有足够的水汽，并且透气性好，吸附性也很强，但为了防渗漏，必须进行高黏度涂布，涂胶量要在3g/m2以上。如果配有合适的换气装置或增湿设备，能够提供满足固化要求的湿气量，则它也可用于薄膜的复合。2、双组分无溶剂黏合剂双组分无溶剂黏合剂的主要反应机理也是所谓的氨酯化反应，即含异氰酸根的预聚物和含羟基官能团的基料反应；或所谓的“反向”体系，即分子量较高的含异氰酸根端基的基料，与含有羟基的固化剂发生加聚反应，但不会像单组分黏合剂那样产生CO2，反应中虽然需要极少量水份催化其氨酯化反应，但不像单组份水汽固化型粘合剂那样需要大量潮气存在。因为此时氨酯化反应是基料和固化剂中异

5、氰酸根与水汽和羟基的反应，因此，实际上异氰酸根与水汽和羟基的反应总是同时并存的。所以，从等当量化学反应的观点出发，异氰酸根应适当过量一点，也就是说，双组分黏合剂可自行固化。但适量的水分可催化固化，使其进行得更加完全。双组分无溶剂黏合剂可分为冷涂型和热涂型两种。传统的冷涂双组分无溶剂黏合剂分子量较低，流动性能好，因此即使以300m/min的高速涂胶，所得复合膜的光学透明性仍旧很好。其最大的缺点是初始强度较低，因此若要对复合好的材料再处理的话，在处理之前需要存放一定时间使其完成固化（一般3648小时）。热涂双组分无溶剂黏合剂分子量较大，黏度相对较高，为获得较好的涂布流平性能，在涂布前需预热及加热储

6、胶槽（一般加热到5070）。涂布后具有一定的初始强度，达到完全固化的时间较冷涂型短。需特别注意的是，由于冷涂双组分无溶剂黏合剂黏度较低，不能用于含纸材料的复合，主要用于性能要求适中的复合材料。而热涂的“反向”双组分无溶剂黏合剂则接近于溶剂型黏合剂的高性能，因此，这种黏合剂及更高性能的类似黏合剂将是各种黏合剂生产商的研究开发方向。3、紫外固化黏合剂紫外固化黏合剂的固化机理与传统的黏合剂完全不同，目前应用较普遍的紫外固化黏合剂属于阳离子固化类型，而阳离子固化类型主要是酸催化环氧体系。其主要的固化机理是：黏合剂中的光引发剂被紫外光激发，分子处在高能位上，容易产生分解（路易斯酸分解），引发环氧嵌段交联

7、聚合，得到环氧树脂的三维交联结构。与反应速度较快的紫外光引发自由基聚合机理不同，阳离子固化允许黏合剂在复合前暴露于大气中，这就意味着实际受紫外光作用的强度与被复合薄膜的透明性关系不大，但其交联反应速度比聚氨酯黏合剂要快得多，复合后在几分钟到一小时之内，就可以达到相当高的黏结强度而足以保证立即进行下一层复合。二、无溶剂黏合剂的特点与溶剂型黏合剂相比，无溶剂黏合剂具有以下特点：1、不使用溶剂由于不使用溶剂，因而也就谈不上溶剂挥发，在复合制品中无溶剂残留量，符合环保要求，同时对操作工人身体无害。2、上胶量少无溶剂黏合剂上胶量相对较少，一般在1.22.0g/m2，对于特殊的材料，上胶量在3 g/m2左

8、右；而溶剂型黏合剂的上胶量在2-3 .5g/m2，特殊的材料则要在5 g/m2以上。3、成本低综合以上两方面所述，无溶剂黏合剂的使用总成本（单位复合材料消耗）比溶剂型黏合剂低。三、无溶剂黏合剂的应用范围无溶剂黏合剂的适用范围如表1所示。无溶剂复合设备一、无溶剂复合机的结构原理无溶剂复合机的特点可用一句话概括，即：结构紧凑，占用空间少，设备安装和维修费用低，耗能少。由于各厂商的无溶剂复合机结构原理基本相似，现以意大利Nordmecanica公司的无溶剂复合机为例作一具体介绍。其结构原理如图1所示。这种复合机主要由两个放卷装置、上胶装置及压合装置组成。整个设备结构简单，总长为45米。由于无溶剂复合

9、机的关键部位是上胶部分，因此，这里对上胶部位作一具体介绍。对于其他部位只要调节好张力（或压力）即可。涂胶装置共由5个辊组成。前两个辊a和b是镀铬钢辊，其表面坚硬且相当光滑，两辊间槽起储胶作用。辊槽两侧装有胶堵物，利用它可根据复合材料的幅宽调节槽的长度。这两辊间还有一条窄缝，其间隙为80m（间隙可调，不同的设备，其工作间隙不同），此窄缝主要起出胶量的计量作用。由于第一根辊固定不动，因此，工作时它能起到刮胶作用，我们称之为刮胶辊，第二根则称为上胶辊或计量辊。第三根辊c是橡胶辊，其表面是橡胶，辊基是钢，它主要是将上胶辊上的胶打匀并转移到下一个辊上，因此，我们称之为匀胶辊或转移辊。它的长度决定了复合材

10、料的复合宽度，对于不同幅宽的复合材料，要选择比相应的复合材料幅宽短约23cm的橡胶辊，因此，车间里要储备多种规格（长度）的橡胶辊。第四根辊d是镀铬钢锟，它的作用是将转移辊上的胶涂布到被复合材料上，由此我们称之为涂布胶辊。第五根辊e是橡胶辊，它由硅橡胶材料制成。被复合材料穿过d、e两辊，通过辊e对辊d施压，胶黏剂就会转移到被复合材料上。通过气控装置来控制辊c和辊e与辊b、d间的离合，这样既方便更换橡胶辊，又利于操作工人清洗胶辊。橡胶辊e对钢辊d的压力还可调节。辊b由一个专门的小功率电动机驱动，辊d则由主电机驱动。在工作过程中，辊b、c、d这3辊间有一定的转速比，Nordmecanica公司的复合

11、机是Vd：Vc=5：2，Vc：Vb=10：1，所以当设复合速度为300m/min时，Vd=300m/min，Vc=120m/min，Vb=12m/min。上胶5辊间不但有一定的速度比，而且还有精确计算的相互角度，以便确保上胶量的精确和恒定。两层复合材料在辊f和g间被压合，再经收卷，整个工作就完成了。辊f也由主电机驱动，辊g和辊e由同一材料制造，控制原理也完全相同。在上胶装置和复合装置中分别配有一个专门的加热装置，可分别对各镀铬辊，镀钢辊加热，它通过对钢辊内循环水的温度控制来控制辊表温度，一般最高温度不超过100。进胶方式一般分为两种：1、手工加胶。对于单组分胶而言，只要将胶直接倒入即可（倒入前

12、需经一段时间预热）；对双组分而言，则先进行称量配比，打匀后方可倒入。2、机器自动进胶。单组分胶黏剂应由专用泵打入；双组分胶黏剂则要在配比装置上设定各组分比例后再打入。由于被复合材料在机上穿膜长度较短，而胶黏剂初黏度又较低，因此在复合过程中精确控制材料张力及收卷张力显得尤为重要，否则复合出的产品易产生隧道现象，特别是在启动和制动两个阶段中，这种现象更易发生。对于像单组分这样的胶水，上胶温度较高（90左右），传胶过程中易产生“雾气”现象，这些“雾气”不但会粘在设备的某些洁净区，而且挥发到空气中对工人身体也有害。因此，在上胶辊b和匀胶辊c上侧要装一空气过滤装置（如图1所示）。装置吸气口上的海绵应及时

13、更换，否则，时间一长，整个海绵气孔会被胶堵塞而影响空气过滤功能，以致影响到复合质量。对于各辊，特别要注意它们的清洁度，在辊上若有硬胶点，绝不能用钢刀刮，而应用木片或竹片刮。在各辊洗净后，若能在钢辊上抹上少许油，则能为下次清洗带来方便。与溶剂型复合机相比，无溶剂复合机具有以下优点：1、无溶剂复合机结构紧凑，机身短，占用空间小，设备安装和维修费用少，因此投资少。2、操作人员少，仅需一名操作人员及一名辅助工就可正常开机，因此人员费用低。3、无溶剂复合机的生产效率高，其运转速度可达到400m/min，而溶剂型复合机由于溶剂残留量的制约，生产速度明显要比无溶剂型复合机的低。4、无干燥烘箱，整机功率较低，所以在耗能方面要大大低于溶剂型复合机。综合以上4点，无溶剂复合的产出品成本较溶剂型复合的低。二、无溶剂复合机适用的复合材料及范围无溶剂复合适用于以下材料：BOPP：1280mCPP：25-150mAL：7-20mLDPE、L