隨著包裝產(chǎn)業(yè)的細(xì)分發(fā)展,軟包裝越來(lái)越被人們所重視。軟包裝的質(zhì)量又與所用的膠粘劑密切相關(guān),而聚氨酯膠粘劑由于其優(yōu)異的性能,可以得到耐寒、耐油、耐藥品、透明、耐磨等各種性能的軟包裝材料,所以在軟包裝用膠粘劑方面占有重要的地位。聚氨酯膠粘劑分為雙組分和單組分。單組分聚氨酯膠粘劑一般由端異氰酸酯基預(yù)聚物或其封閉物組成,通過(guò)與含活潑氫組分或空氣中的水分反應(yīng)固化而產(chǎn)生粘合力；雙組分聚氨酯膠粘劑由端羥基組分(聚酯或聚醚多元醇或它們與二異氰酸酯、擴(kuò)鏈劑一起形成的聚氨酯型端羥基產(chǎn)物)與端異氰酸酯基組分組成。端羥基為聚酯多元醇時(shí),有較高的耐熱性、粘接強(qiáng)度、耐油性和抗氧化性,但耐水解穩(wěn)定性較差；端羥基組分為聚醚多元醇時(shí),有較好的柔韌性、耐低溫性和耐水性,但強(qiáng)度和耐老化性較差。

1、水基聚氨酯膠粘劑

水基聚氨酯膠粘劑是應(yīng)20世紀(jì)70年代對(duì)低毒、低污染產(chǎn)品的要求而開(kāi)發(fā)的。水基聚氨酯膠粘劑主要有以下兩種方法制得一是通過(guò)加入乳化劑把原有的聚氨酯膠粘劑直接乳化為穩(wěn)定的水分散型乳液,但由于乳化劑的存在影響了其耐水性和粘接強(qiáng)度；二是利用在聚氨酯的分子骨架中引入親水性的離子基團(tuán),使其形成自分散和自乳化體系。這種體系的優(yōu)點(diǎn)是不含乳化劑、成膜性好、并能與其他陰離子或陽(yáng)離子聚合體系摻和改性以降低成本。近來(lái)對(duì)它的研究非常活躍,主要集中在增加固含量、提高干燥速度和粘接強(qiáng)度、增加交聯(lián)或引入聚醚以提高其耐水性。離子型水分散液聚氨酯膠粘劑的制備方法可見(jiàn)相關(guān)專(zhuān)利報(bào)道。

2、熱熔型聚氨酯膠粘劑

聚氨酯熱熔膠可分為兩類(lèi)一類(lèi)是熱塑性聚氨酯彈性體熱熔膠,主要是利用組成中的氫鍵作用發(fā)生交聯(lián),從而使其具有優(yōu)異的彈性和強(qiáng)度。另一類(lèi)是反應(yīng)型熱熔膠,它又可分為端異氰酸酯基預(yù)聚物型(濕固化型)和含封閉的異氰酸酯基預(yù)聚物型(潛固化型)。熱熔膠目前存在的主要的缺點(diǎn)之一是常溫下為高粘度的液體甚至為固體。為改善其涂布性能,必須將其在70～100℃加熱,使其粘度降低到10～20Ｐａ&#8226；ｓ方可使用。有報(bào)道采用某些異氰酸酯單體來(lái)調(diào)整熱熔膠的粘度,使其可在較低溫度甚至室溫下涂布。然而聚氨酯膠粘劑固化反應(yīng)對(duì)溫度有較大的相關(guān)性。在低溫下,反應(yīng)速度慢,這一缺點(diǎn)使其應(yīng)用受限。針對(duì)上述缺點(diǎn),國(guó)外有文獻(xiàn)指出用聚氨酯-聚脲做底涂劑,收到了良好的效果。此底涂劑的適應(yīng)性以及與聚氨酯膠粘劑的親和性較好,對(duì)聚乙烯、聚酯薄膜等軟包裝材料的粘接力強(qiáng)。脲基與異氰酸酯基的反應(yīng)速度比羥基或水與異氰酸酯基的反應(yīng)速度快,故在較低的溫度下反應(yīng)也能較順利的進(jìn)行。

目前對(duì)熱熔膠的研究主要是進(jìn)一步提高初粘性和延長(zhǎng)適用期。原來(lái)此類(lèi)膠粘劑一般采用結(jié)晶性樹(shù)脂,應(yīng)用時(shí)加熱使結(jié)晶樹(shù)脂熔化成液體,涂布后在冷卻的過(guò)程中結(jié)晶而產(chǎn)生粘接力。樹(shù)脂的結(jié)晶速度決定了適用期(開(kāi)放時(shí)間),也決定了初粘力。現(xiàn)在的思路是采用無(wú)定形樹(shù)脂,其冷卻后變稠而顯示初粘性,不像結(jié)晶性樹(shù)脂非到結(jié)晶后才顯示出初粘性[6]。

3、溶劑型聚氨酯膠粘劑

3.1單組分溶劑型聚氨酯膠粘劑

端異氰酸酯基、靠濕氣固化的單組分溶劑型聚氨酯膠粘劑的初粘強(qiáng)度一般比雙組分膠粘劑差,聚乙烯-聚丙烯薄膜(寬度為15ｍｍ)固化4.5ｈ后,粘接強(qiáng)度為0.6Ｎ,而雙組分則為1.2Ｎ以上。但其使用方便,在軟包裝復(fù)合薄膜上也占有一定的比例。單組分聚氨酯膠粘劑用環(huán)氧樹(shù)脂改性后,初粘度會(huì)有較大的改進(jìn)。如聚丙烯多元醇與甲苯二異氰酸酯(ＴＤＩ)合成的聚氨酯,用二乙烯三胺和雙酚Ａ縮水甘油醚(環(huán)氧值186)改性,可得固含量為27.5%,涂4號(hào)杯法,粘度為28ｓ的單組分聚氨酯膠粘劑,用于粘接雙向拉伸聚丙烯和未拉伸的乙烯-丙烯共聚物薄膜(寬度為15ｍｍ),初粘和9ｄ后的粘接強(qiáng)度分別為2.5Ｎ和2.7Ｎ。

3.2雙組分溶劑型聚氨酯膠粘劑

3.2.1耐蒸煮型雙組分聚氨酯膠粘劑

聚氨酯膠粘劑的缺點(diǎn)是在高溫和高濕下易水解而降低粘接強(qiáng)度。所以要確保在蒸煮的高濕熱環(huán)境下聚氨酯膠粘劑的性能,必須進(jìn)行特殊的分子設(shè)計(jì)。