水性聚氨酯应用于食品、药品包装的优缺点

发布时间:2021/5/7

食品包装分为普通包装及高性能包装,对应的水性聚氨酯胶粘剂可以分为四类:一般用,蒸沸用,透明蒸煮用,铝箔蒸煮用。普通包装用复合薄膜聚氨酯胶粘剂,一般包括干燥食品包装用胶和耐70~100℃煮沸杀菌用的蒸煮食品包装用胶。通常此类胶粘剂为双组份溶剂型聚氨酯胶粘剂,其主剂是聚醚或聚酯多元醇 经芳香异氰酸酯改性后含羟基的聚氨酯多元醇(称甲组份),固化剂是芳香异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物(称乙组份),使用时将甲组份与乙组份按一定比例混合,再用醋酸乙酯稀释到一定浓度后施胶涂布。目前,此类胶在国内已有生产,主要是以聚己二酸类聚酯多元醇为原料,而国外大多采用环氧丙烷聚醚为原料,成本较低。透明蒸煮袋用和铝箔蒸煮袋用复合薄膜聚氨酯胶粘剂一般包括耐121℃蒸煮杀菌用复合薄膜胶粘剂,和耐135℃高温蒸煮杀菌用复合薄膜胶粘剂,所谓高温蒸煮是指在121~145℃高温和0.18~0.40MPa蒸汽压力下进行食品杀菌的加工工艺。这就不但要求多种基材能经受得起高温考验,所使用的胶粘剂也要能够耐高温。普通包装用聚氨酯胶粘剂在此高温下易水解,粘合强度降低,也易引起薄膜脱落。为了提高聚氨酯胶粘剂的耐蒸煮性通常是改变软段聚酯和硬段部分的分子结构,引入耐湿热高温链段,改变交联剂品种,调整交联剂的密度,甚至采用高聚物的共混和形成互穿聚合物网络(IPN)的途径来解决。

水性聚氨酯

目前药品复合包装材料压敏胶,主要用酯溶性聚氨酯胶粘剂,此类胶粘剂为双组份酯溶性聚氨酯胶粘剂,其主剂是聚醚或聚酯多元醇经芳香异氰酸酯改性后,含羟基的聚氨酯多元醇,固化剂是芳香异氰酸酯与三羟甲基丙烷的合成物。这类胶粘剂性能优良、工艺成熟、品种多,但毒性大、成本高,其排放的大量溶剂污染环境。复合材料时间长,可能发生水解,释放出一种致癌物质TDA(氨基乙磺酸二乙酸),严重危害操作者健康。随着人们环保意识的增强,此种胶粘剂的使用量不断下降。现在欧美发达国家使用此类粘合剂的包装从10年前的80%锐减到现在的30%。醇溶性聚氨酯胶粘剂的优点是用工业酒精作溶剂、生产成本低、卫生性能好、对工人无害、对环境无污染。其缺点就是不耐受高温,不能包装腐蚀性强的产品,生产过程中调配好的胶液只能在当天用完,如剩下只能稀释后保存,次日生产时,作为稀释剂使用,如果胶液已发白或增稠则不能使用。以水溶性或水分散性溶剂为主的胶粘剂称水性聚氨酯胶粘剂,其优点是以水代替有机溶剂,不存在燃烧爆炸的潜在危险,而且成本低。但这种胶粘剂的性能差,胶液对被涂胶粘合的基材浸润性不佳,因为水的表面张力为72mN/m,而基材表面张力只有40mN/m,相差大,不亲和,粘接力不高。另外水的热容量大,需要烘干,从而消耗更多的能量,成本随之提高,生产速度低,某些性能尚差于溶剂型胶粘剂。

药用复合材料胶粘剂向无溶剂型方向发展,无溶剂胶粘剂基本上也是由双组份的聚氨酯胶粘剂构成,其主剂和固化剂在室温下粘度高,具有流动性,复合时主剂和固化剂按比例混合,升温后辊涂到基材上。由于不用有机溶剂,成本下降,不存在有机溶剂挥发对环境的污染,省去了设备庞大的烘干、加热鼓风、废气排放装置,降低了能耗。产品无残留溶剂损害、生产速度提高、维修费用低廉、效益显著,在药品包装领域应用前景看好。


本文标签: 水性聚氨酯 

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