无溶剂聚氨酯胶黏剂提升企业绿色水平

赵有中

2010年以来，在国家相关法律法规的引导下，无溶剂复合工艺以其安全、健康、环保、节能、高效以及低成本等诸多优势，在国内软包装行业迅速发展起来。特别是近两年，无论是无溶剂复合生产线还是其所使用的胶黏剂，都在以成倍的速度增长。本文简要分析了无溶剂聚氨酯胶黏剂的生产和使用特点，对其经济和社会效益进行了探讨，希望对业界有所帮助。

生产和使用特点

1.使用性好

无溶剂聚氨酯胶黏剂在操作温度下，混合黏度在1000mPa？s以下，实际可操作时间在30min以上，弥补了以前无溶剂胶黏剂需高温加热涂布的不足；对多种复合材料有一定强度的黏结力，如PE、BOPP、CPP、PET、 NY、PVDC等薄膜间的相互复合黏结；拥有良好的耐100℃水煮（121℃蒸煮）、耐酸、耐盐及耐油等性能，而且可以热固化或常温固化，操作方便，应用性能良好。

2.安全、卫生

干式复合采用溶剂型胶黏剂，一般采用80℃左右烘道对涂布的胶层进行快速烘干，然后再复合。在烘干过程中，大量的有机溶剂会挥发到环境中去，造成环境污染。而残留的未挥发有机溶剂则会夹留在复合膜中，一方面会降低复合膜的黏结强度，另一方面又会慢慢迁移到复合膜的内表面，污染内包装食品。

使用无溶剂聚氨酯胶黏剂则完全没有有机溶剂挥发造，也没有任何刺激性气味产生，复合制品中不存在残留溶剂问题，不会有异味和毒害问题，而且消除了有机溶剂对印刷油墨的侵蚀。同时，使用无溶剂聚氨酯胶黏剂后实现了清洁化生产，有利于环境保护。另外，由于无溶剂聚氨酯胶黏剂不含有机溶剂，没有火灾、爆炸的危险，无需防爆措施，也省去了储存溶剂的设备和库房。

值得一提的是，无溶剂聚氨酯胶黏剂所用原料须符合美国FDA175.105条款和我国国家标准GB 9685-2003《食品容器、包装材料用助剂使用卫生标准》的规定，即不存在对人体有毒有害的助剂或添加物，并且每批原料使用前都必须经过严格检验，确保所有性能完全达标后再进行生产。

3.节约能源，降低成本

使用无溶剂聚氨酯胶黏剂能够明显降低复合薄膜的生产成本，主要表现为以下几个方面：

（1）无溶剂复合设备相对于干式复合膜设备来说，省去了庞大复杂的加热鼓风、废气排风装置，设备简单、占地面积小、省原料，维修费用低廉，投资成本低。

（2）复合过程中，无需经过烘道排除胶黏剂中的有机溶剂，节能显著。

（3）单位面积上胶量少（只需1.5～2.0g/m2），胶黏剂耗用成本低。无溶剂复合单位面积上胶量约为干式复合的五分之二，因此尽管无溶剂复合胶黏剂的价格可能较干式复合胶黏剂高70%，但无溶剂复合单位面积胶黏剂耗用成本较干式复合低30%左右。

（4）生产线速度明显提高。无溶剂复合最高速度可达480m/min，一般亦在200m/min以上。

基于上述多种原因，无溶剂复合的生产加工成本较干式复合工艺低得多，约50%或更少。

4.保证复合制品质量

无溶剂聚氨酯胶黏剂不含有机溶剂，消除了复合基材易受溶剂和高温干燥而损坏的影响，使复合膜结构尺寸稳定性良好。无溶剂聚氨酯胶黏剂主剂和固化剂按定量的比例充分混合后，主剂中的异氰酸酯基和固化剂中的活泼氢反应后交联固化，这种交联固化是“加成聚合”的化学反应，不像“缩合聚合”反应那样会放出低分子量的副产物（如水或二氧化碳等），因此复合制品不会产生气泡、白点等缺陷。再加上无溶剂聚氨酯胶黏剂具有对薄膜良好的黏结性能和耐100℃水煮（121℃蒸煮）、耐酸、耐盐及耐油等性能，故复合制品质量得到了很好的保证。

经济效益和社会效益

目前国内软包装生产厂家超过5000家，干式复合生产线超过10000条。保守估计未来10年我国无溶剂复合生产线将达到现在复合生产线总数（无溶剂和干式复合之和）的20%～30%，即2000～3000条无溶剂复合生产线。每条无溶剂复合生产线按机速250m/min、每天工作12小时、每年工作250天、复合材料幅宽0.8m、上胶量1.5g/m2计算，每条无溶剂复合生产线每年大约需要无溶剂聚氨酯胶黏剂量54吨（250×0.8×60×12×250×1.5 ÷1000000 = 54吨），全国2000～3000条无溶剂复合生产线每年需要无溶剂聚氨酯胶黏剂10.8万～16.2万吨。无溶剂聚氨酯胶黏剂的价格按每吨2.6万元来计算，则其年总价值约28亿～42亿元。

上述2000～3000条无溶剂复合生产线每年使用无溶剂聚氨酯胶黏剂10万吨生产的软包装产品，如果改用干式复合胶黏剂，则需要近23万吨（无溶剂复合胶黏剂上胶量为1.5～2g/ m2，干式复合胶黏剂上胶量2.5～3.0g/ m2，固含量按73%计算，用胶量为2.5÷1.5×10÷0.73≈22.8万吨），若干式复合胶黏剂的单价按21元/kg计算，则需花费48亿元甚至更多。由此可见，仅仅购买胶黏剂这一项，就为软包装生产厂家节约了约22亿元。

使用过程中胶黏剂固含量约为40%，则节约的新添加的有机溶剂量为23×0.73÷0.40-23≈19万吨，有机溶剂的价格按0.7万元/吨计算，可为软包装生产厂家节约有机溶剂成本近13.3亿元。

同时，干式复合需安装功率≥150千瓦的干燥热源，使用功率约80千瓦。10万吨无溶剂胶黏剂复合软包装的面积为10万×100万÷1.5=667亿平方米（上胶量按1.5g/m2计算），如果使用干式复合，按复合速度150m/ min、幅宽0.8m计算，节省电能为667亿÷0.8÷150÷60×80=7.4亿千瓦时，节省电费近8亿元人民币。

无溶剂聚氨酯胶黏剂的应用将不仅仅带动胶黏剂一个行业的发展，还将带动机械制造行业的快速发展。国产无溶剂复合生产线售价在60万～100万元/台，而国外进口的无溶剂复合生产线售价至少也要120～300万元/台。如果全国几千条软包装复合生产线也按照上述的比例来计算，即10年后，全国拥有2000条无溶剂复合生产线，那么无溶剂复合生产线的销售额将达到12亿～20亿元，相对于进口设备，将为国内软包装行业节省20亿～40亿元的设备投资资金。

无溶剂聚氨酯胶黏剂除了上述巨大的直接经济效益和给相关产业带来间接的经济效益外，它还将带来不可估量的社会效益。无溶剂聚氨酯胶黏剂排除了干式复合中溶剂挥发给周边环境带来的巨大污染，减轻了生产过程中给车间工人带来的身体伤害，避免了溶剂存在的爆炸性给企业和社会带来的潜在威胁，改善了软包装生产厂家周围的环境，同时也创造了就业岗位，为减轻社会负担做出了贡献。

如果未来10～20年，我国无溶剂复合工艺在复合市场所占比例能够像国外那样达到80%～90%，无溶剂胶黏剂带来的经济效益和社会效益将是巨大的。endprint