隨著包裝產(chǎn)業(yè)的細(xì)分發(fā)展,軟包裝越來越被人們所重視。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,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,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年代對低毒、低污染產(chǎn)品的要求而開發(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離子聚合體系摻和改性以降低成本。近來對它的研究非常活躍,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相關(guān)專利報道。

2、熱熔型聚氨酯膠粘劑

聚氨酯熱熔膠可分為兩類一類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。有報道采用某些異氰酸酯單體來調(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。針對上述缺點(diǎn),國外有文獻(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。

目前對熱熔膠的研究主要是進(jìn)一步提高初粘性和延長適用期。原來此類膠粘劑一般采用結(jié)晶性樹脂,應(yīng)用時加熱使結(jié)晶樹脂熔化成液體,涂布后在冷卻的過程中結(jié)晶而產(chǎn)生粘接力。樹脂的結(jié)晶速度決定了適用期(開放時間),也決定了初粘力。現(xiàn)在的思路是采用無定形樹脂,其冷卻后變稠而顯示初粘性,不像結(jié)晶性樹脂非到結(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)氧樹脂改性后,初粘度會有較大的改進(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。