耐蒸煮型聚氨酯胶粘剂发展分析

     耐蒸煮聚氨酯胶粘剂是随着食品包装业的发展而兴起的。国内最早采用溶剂型耐蒸著聚氨酯胶粘剂是用于榨菜包装袋的复合。由于耐蒸煮包装袋有质轻、剥离强度高、卫生性好、方便、易贮存、易拆等优点,所以使耐蒸煮聚氨酯胶粘剂的使用范围覆盖到一些电子产品、军事产品、农药、医药,甚至纺织服装业产品的包装材料、合成材料的复合。据统计2003年我国用于软包装复合用的聚氨酯溶剂型胶粘剂约为4万吨,而耐蒸煮聚氨酯酸胶粘剂的用量近8000万吨。据Chem Quest 预测,今后5年食品复合薄膜袋用胶粘剂(也包括耐蒸煮胶粘剂) 全球每年平均增长率将为4 % ,预计中国可能达到8 %- 10 %。  
                 
　　耐蒸煮聚氨酯胶粘剂由于其与涂覆薄膜复合的材料要求满足耐寒、耐油、耐酸、耐碱、耐热、阻气、透明等性能要求,国内产品尚无法满足上述性能的全部要求,因而进口产品占了主导地位。主要品牌有AD502S/CAT - 10、AD -502/ A - 75、 UK3640 、U K6800 、A - 310/ A - 3 、EPS90/KW80 等。国内品牌有高盟585 K、新东方PU - 1750 等。耐蒸煮包装袋高温杀菌按温度可分成三档: 100 ℃30min杀菌低温蒸馏袋, 121 ℃40min 杀菌中温蒸煮袋及135 ℃30min 高温蒸煮袋。根据GB/ T10004 -1998的规定,对于PA/ CPP 材料,蒸煮前剥离力应≥5N ,蒸煮后应≥4N ;对于PA/ AL/ CPP 材料蒸煮前AL/ CPP层剥离力应≥4. 5N ,蒸煮后应≥3.4N。在实际生产操作中,复合薄膜性能及工艺条件对耐蒸煮聚氨酯胶粘剂的复合效果是有较大影响的,同一品牌的胶粘剂被不同的蒸煮袋生产厂家用来复合包装不同的材料,所产生的结果也是不同的。 
                 
　　在蒸煮袋的成本构成中,胶粘剂的成本占的比例较少,包装材料及食品内容物的成本大大高于胶粘剂的成本,一旦厂家在胶粘剂环节上出了问题,那后果十分严重。所以蒸煮袋生产厂家首先要求蒸煮胶粘剂供应商保证蒸煮胶粘剂有较强的剥离强度,而且越高越好。但忽略胶粘剂的其他综合性能,在一定程度上来说是使用耐蒸煮聚氨酯胶粘剂的一个误区。下面就耐蒸煮聚氨酯胶粘剂的剥离强度、粘度及卫生性能等方面进行探讨。 
　　关于剥离强度和粘度 
                 
　　耐蒸煮聚氨酸胶粘剂大多选用带有较多刚性的耐热结构的原材料,例如采用己二醇,壬二酸,癸二酸、对苯二甲酸合成聚酯多元酸,有些引入带苯环的TDI和苯六元环结构的异佛尔酮与聚酯多元醇进行扩链合成聚氨酯胶粘剂。这些材料基团结构使胶粘剂的耐热性能、耐酸碱、耐辛辣性能得到提高。但是,在胶粘剂大分子中过多地引入上述基因会使分子量变的庞大,胶粘剂的粘度过大(达到10000mPas/25 ℃以上)常温下流动性很差,冬天使用时必须预热较长的时间。

    同时,由于胶粘剂的分子量较大,单*乙酸乙酯溶剂难以溶解,必须辅以少量的酮类等混合溶剂,使胶粘剂的卫生性变差。在实际操作中,这类胶粘剂的涂布性差,网纹辊易堵版,甚至不得不在操作2小时后清洗网辊,给软包装生产带来不便。优秀的耐蒸煮胶粘剂必须有较强的剥离强度和耐热、耐酸碱等性能,同时具有良好的涂布性能,方便操作和使用。一般认为主剂的固含量为50%左右,当达到GB/ T10004 - ──1998 规定的剥离强度时,主剂的粘度在3000 - 6000mPa. s/ 25℃范围较合适;若仅用于塑/ 塑复合的话, 主剂的粘度在1500 - 3000 mPa. s/ 25 ℃范围较合适。 
                 
　　事物之间都是相互联系的,过分追求高剥离强度,会使耐蒸煮胶粘剂的综合使用性能降低、涂布不易、包装袋变脆变硬、手感变差。关于卫生性能指标我国GB15139标准规定了《食品安全性毒理学评价程序》,作为正规的胶粘剂供应商应按这个程序进行检测,包括做急性毒性(LD50)实验,致畸实验,微核实验/ Ames 实验和动物喂养实验。同时复合包装材料应符合GB9683-1998《复合食品包装袋卫生标准》,其标准规定二氨基甲基( 4 %乙酸) 的含量不得大于0.004mg/L,残留溶剂不得超过每平方米10 毫克,最好控制在每平方米5毫克以下。从目前使用的耐蒸煮胶粘剂的情况看,由于萃取技术和真空技术的提高,二氨基甲基(甲基二胺) 的控制指标能达到(特别进口产品)标准的要求,而残留溶剂的含量指标很难说。上文中提到有些胶粘剂制造商为了追求高的剥离强度,将胶粘剂的分子量做的很大,必须用高溶解性的混合溶剂来溶解。其中包括慢性干溶剂,往往易使复合袋材料的残留溶剂超标。使用厂家必须在复合工艺选择上使开机速度、烘道温度、鼓风量和排风量等因素达到最佳工艺以减少残留溶剂的量。                   

　　国际上对食品包装材料用的胶粘剂的的卫生安全性相当重视,美国FDA 对耐121 ℃或135℃高温蒸煮用聚氨酯胶粘剂进行规定,CFR21 §177 、1390 , §177 、1395不仅对原辅材料进行了限制,还对复合袋经高温蒸煮后被抽提过来的总蒸发残留液中能够溶解在氯仿中的部分杂质含量不能高于0. 0016 KG/CM2 作了规定。                  

　　 欧盟关于食品复合包装材料有关的卫生安全性方面的规定有:欧盟各国关于与食品接触的材料和物品的理事会指令(89/ 109/ EC)、欧盟各国关于与食品接触的材料和委员会指令(90/ 128/ EC)。这些相当于法律的指令颁布后一直在不停地得到修正和补充,目前为止已对90/ 128/ EC 进行了7 次的修正(2002/ 17/EC) 。对于做出口的产品包装的制造商来说,必须高度重视FDA 和欧盟的规定标准,正确选择耐蒸煮胶粘剂品种以避免不必要的损失。

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