2014年上海市优秀绿色包装康达新材：无溶剂聚氨酯复膜胶

■ 文/赵有中 上海康达化工新材料股份有限公司

2014年上海市优秀绿色包装康达新材：无溶剂聚氨酯复膜胶

■ 文/赵有中 上海康达化工新材料股份有限公司

上海康达化工新材料股份有限公司的无溶剂聚氨酯复膜胶项目，自2007年被上海市包装技术协会绿色包装委员会评定为“上海市优秀绿色包装”以来，投入了大量的人力、物力及财力，开展其研发、生产、销售及市场推广应用工作，取得了无溶剂胶粘剂国产化的阶段性成果。上海康达化工新材料股份有限公司已申请了“常温涂布无溶剂聚氨酯复膜胶及其制备方法和用途”（已授权）及“高初粘力的无溶剂聚氨酯复膜胶及其制备方法和应用”（已授权）2项发明专利，同时该项目获得2012年浦东新区科学技术奖二等奖；并且无溶剂复膜胶产品已在广东、福建、湖南、湖北、河南、河北、安徽、上海、浙江、江苏、四川、重庆、山东、辽宁、吉林、黑龙江等全国大部省份的软包装企业中批量使用。无溶剂聚氨酯复膜胶在给公司带来经济效益的同时，还带来了巨大的社会效益，也培养了一批无溶剂复膜胶及无溶剂复合工艺的专门人才。

一、生产过程

无溶剂聚氨酯复膜胶所用原料完全符合美国FDA§175.105条和我国的GB9685《食品容器、包装材料用助剂使用卫生标准》中规定的物质，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经过严格的检验。所有性能完全达标后进行生产。

生产过程中不使用任何溶剂、没有三废产生，属于清洁化生产。由于其生产过程中不使用溶剂，故不存在火灾、爆炸的危险，不需要溶剂的任何防爆措施。由于生产过程中没有有毒有害的物质产生，以及不会产生刺激性的气味，故整个生产过程中，不会影响生产工人的身心健康，同时也不会对生产车间及工厂周围的环境造成污染。

产品出厂前按照产品标准经过了严格的产品检验，达到100%合格后才允许出厂。从原料采购到最后产品检验都经过严格的把关使产品质量得到保证，完全可以做到卫生安全、放心可靠，没有残留溶剂和助剂、没有异味和毒性。

二、产品特点

1．技术水平

我公司生产的无溶剂聚氨酯复膜胶经过在国内几家大的无溶剂复合膜生产厂家的试用，无论在操作性还是最终性能方面都完全能够与国外同类产品相媲美。同时，我们的产品已经拿到了SGS代理的美国FDA认证。目前，已有公司正式使用我公司的无溶剂聚氨酯复膜胶产品进行生产。

2．产品特点

我公司生长具有良好的操作工艺性和最终的剥离性能，并且有利与环境保护、安全卫生。在复合膜生产厂家使用过程中，由于其不像溶剂型复膜胶那样有大量有机溶剂挥发，故不会影响使用无溶剂复膜胶生产厂家的操作工人的身心健康，也不会对周围的环境造成任何污染。同时还能够节省厂家因为回收溶剂所需要投入的大量资金。其主要特点如下所述：

① 使用性好

无溶剂聚氨酯复膜胶在操作温度下，混合粘度在1000 mPa·s以下，实际可操作时间在30 min以上，改变了以前无溶剂复膜胶需加热高温涂布的不足。对多种复合材料有一定强度的粘接力，例如：PE、BOPP、CPP、PET、NY、PVDC等塑料膜相互复合的粘接。并且拥有良好的耐100℃水煮（121℃蒸煮）、耐酸、耐盐及耐油等性能。可以热固化或常温固化，操作方便，应用性能良好。

② 安全、卫生有利于环境保护

干法复合采用溶剂型胶粘剂，一般采用80℃左右烘道，快速烘干，然后再复合。大量挥发溶剂散布到环境中去，造成对环境的污染。而残留的未挥发有机溶剂夹留在复合膜中，一方面降低粘接强度，另一方面又会慢慢迁移到复合膜的内表面污染被包装食品。

使用无溶剂型聚氨酯复膜胶没有有机溶剂挥发造成对环境的污染，也没有任何刺激性气味。复合制品没有残留溶剂损害问题，不会有异味和毒害问题，并消除了溶剂对印刷油墨的侵蚀。实现了清洁化生产，有利于环境保护。同时，由于不含有机溶剂，没有火灾、爆炸的危险，不需要溶剂的防爆措施，也不要贮存溶剂的设备和库房。

③ 节约能源降低成本

使用无溶剂聚氨酯复膜胶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：

a.复合设备相对于溶剂型复膜设备来说，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，节约了投资。

b.复合过程中，不需要经过烘道排除胶粘剂中的溶剂，节能显著。

c.单位面积上胶量少（上胶量只需1.6～2g/m2），胶料耗用成本低（无溶剂复合单位面积胶粘剂涂布量约为干法复合胶粘剂涂布量的五分之二，因此尽管无溶剂复合胶粘剂的价格可能较干法复合用胶粘剂高70%，无溶剂复合单位面积胶粘剂成本较干法复合要降低30%左右）。

d.生产线速度明显提高。复合最高速度可高达480 m/min，一般亦在200 m/min以上。

基于上述多种原因，无溶剂复合的生产加工成本较之干法复合工艺要明显降低，可望降至干法复合的50%或更少。

④ 保证产品质量

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。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发应达到交联固化的目的。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（如水或二氧化碳等）的副产物，复合的产品不会有气泡、白点等缺陷。加上无溶剂聚氨酯复膜胶具有对薄膜良好的粘接性能和耐100℃水煮（121℃蒸煮）、耐酸、耐盐及耐油等性能，故产品质量得到了保证。

3、无溶剂聚氨酯复膜胶生产及培养人才情况

上海康达化工新材料股份有限公司建立了50 Kg、100 Kg和500 Kg的无溶剂聚氨酯复膜胶中试生产线。同时，也建立了2吨和5吨的正式生产线。我公司已累计生产无溶剂聚氨酯复膜胶约2500多吨，其中2013年生产超过1000吨，2014年产量预计将达到2000吨，预计今后几年产量还会成倍增长。

同时无溶剂聚氨酯复膜胶项目培养了从事无溶剂聚氨酯复膜胶研发的工程师，无溶剂聚氨酯复膜胶的优秀的试验人员，无溶剂复合相关检验、检测人员，双组份无溶剂聚氨酯复膜胶打胶机的设备工程师，无溶剂复合工艺的技术服务人员等共计20多人。

4、无溶剂聚氨酯复膜胶销售情况

现在，上海康达化工新材料股份有限公司研发的无溶剂聚氨酯复膜胶系列产品已在广东、福建、湖南、湖北、河南、河北、安徽、上海、浙江、江苏、四川、重庆、山东、辽宁、吉林、黑龙江等全国大部省份的软包装企业中批量使用。每年为公司创造数几千万元的销售收入。

目前国内几百条无溶剂复合生产线中20%以上使用我公司的无溶剂复膜胶。我公司的无溶剂聚氨酯复膜胶的累计销售额超过6000万元人民币。

我们可以设想未来10年我国的无溶剂复合生产线保守估计能够达到现在生产线的20%～30%，那就是1000～1500条的无溶剂复合生产线（每条生产线按机速250m/min、每年工作250天、每天工作12小时、复合材料宽幅为0.8m、上较量为1.5g/ m2计算，每年需要无溶剂胶粘剂量为 250×0.8×60×12×250×1.5 ÷ 1000000 = 54吨），每年需要无溶剂复膜胶5.4万吨～8.1万吨。按每吨3万元来计算，无溶剂复膜胶的年总价值约20亿元。如果按我公司占到市场份额的10%来计算，每年产值将有约2亿元人民币。这其中还不包括无溶剂复合设备和打胶机设备的所带来的效益。如果未来的10～20年，我国的无溶剂复合工艺的发展能够像国外那样达到80%～90%，无溶剂复膜胶带来的经济效益和社会效益将相当可观。

5、无溶剂聚氨酯复膜胶带来的社会效益

无溶剂聚氨酯复膜胶除了上述的巨大的经济效益和给相关产业带来巨大的经济效益外，它还将带来不可估量的社会效益。这其中包括了给本已微利的软包装企业带来了新的利益增长点，如无溶剂复合本身较干法复合节省的成本、节省的溶剂成本、回收溶剂所需成本以及节省巨大能耗所带来的经济效益；排除了干法复合中溶剂挥发给周边环境带来的巨大的污染，生产过程中给车间工人带来的身体伤害以及溶剂的存在爆炸性给企业和社会带来的潜在威胁；同时还创造了就业岗位，为减轻社会负担做出了贡献。

以我公司目前为止累计生产、销售无溶剂聚氨酯复膜胶2500吨计算生产的软包装产品；如果改用溶剂型胶粘剂则需要近6000吨，12000多万元（无溶剂胶粘剂上较量为1.5～2g/m2，溶剂型胶粘剂上较量2.5～3 g/m2、固含量按73%计算，用胶量为2.5÷1.5×500÷0.73=5710吨，单价按21元/Kg计算）。单单购买胶粘剂一项就为软包装生产厂家节约了近4000万元。

使用过程中节约的新添加的溶剂量为6000×0.73÷0.40－6000=4950吨，溶剂按1万元/吨计算，为软包装生产厂家节约溶剂成本近5000万元。

同时，使用干法复合安装功率≥150千瓦的干燥热源，使用功率约为80千瓦。2500吨无溶剂胶粘剂复合软包装的面积为2500×100万÷1.5=166650万m2，如果使用干法复合，复合速度按150m/min， 宽 幅 为0.8m计算， 节 省 电 能 为166650万÷0.8÷150÷60×80=1850万KW·h，节省电费近2000万元。

除上述为软包装企业节省的10000多万元的直接经济成本外，还节省了干法复合生产过程中给车间工人带来的身体伤害而造成的医疗费用和溶剂的防暴措施而产生的费用。同时，还为给空气中减少溶剂排放6000×0.73÷0.40－6000×0.73=6570吨，改善了软包装企业周围的环境。

我们可以设想未来10年我国的无溶剂复合生产线保守估计能够达到现在生产线的20%～30%，那就是1000～1500条的无溶剂复合生产线，（每条生产线按机速250m/min、每年工作250天、每天工作12小时、复合材料宽幅为0.8m、上较量为1.5g/m2计算，每年需要无溶剂胶粘剂量为250×0.8×60×12×250×1.5 ÷ 1000000 = 54吨，换算成溶剂胶约为123吨，节省溶剂排放约为135吨）则可节省溶剂排放135×（1000～1500）= 13.5万吨～20.25万吨。

如果未来的10～20年，我国的无溶剂复合工艺的发展能够像国外那样达到80%～90%，无溶剂复膜胶带来的社会效益将是巨大的。

无溶剂复膜胶的应用将不仅仅是胶粘剂一个行业，还带动机械设备的制造行业的快速发展。目前已有广州通泽机械、意大利诺德美克、重庆鑫士达、深圳田乐、陕西北人等数家设备厂投入大量人力、财力和物力研制成功了无溶剂复合机，并在国内外软包装企业中销售和使用。国产的无溶剂复膜胶售价在60～100万元/台，而国外进口的无溶剂复膜胶至少也要150～300万元/台。如果全国几千条软包装用复合薄膜生产线也按照上述的比例来计算，10年后，全部拥有2000条无溶剂复合生产线，那么无溶剂复膜机的销售将达到12亿～20亿元，相对于进口机器将为国内软包装行业节省20～40亿元的资金。加上无溶剂打胶机每台10～15万元人民币，销售额也将达到2亿～4亿元。

6、 成果推广应用前景的评价

二十世纪八十年代以后，无溶剂复合工艺增长很快，干法复合的应用量则明显下降。例如，欧洲自上世纪八十年代以来，新增无溶剂复合生产线，占干法复合和无溶剂复合生产线总数的90%以上，国外用30年把这项技术推广到80－90%。

目前我国无溶剂复合薄膜生产线约400余条，远低于与其应用领域基本相同的干法复合薄膜生产线；过去10年，我们使用无溶剂复合仅不到干法复合和无溶剂复合生产线总数的5%。可喜的是全国各地（如广东、福建、湖南、湖北、河南、河北、安徽、上海、浙江、江苏、四川、重庆、山东、辽宁、吉林、黑龙江等）都有一些软包装生产企业在生产中使用无溶剂复合工艺，已经取得良好的效果，这些公司成功运用无溶剂复合工艺起到了以点带面的作用，给周边其他的软包装企业起到了很好的示范作用，其显著的经济效益，加之国家也出台了进一步限制溶剂残留的响应法律、法规，必然会带动周边其他软包装企业引进无溶剂复合工艺。

另外，国内的设备生产厂商广州通泽机械、重庆鑫士达、深圳田乐、陕西北人等都在争先恐后的研制无溶剂复合设备，为整个无溶剂复合工艺的推广起到了很大的推动作用。

上海康达化工新材料股份有限公司作为国内首家，目前也是唯一一家实现无溶剂聚氨酯复膜胶产业化生产的企业，已经研发出了一系列无溶剂聚氨酯复膜胶，并申报了无溶剂聚氨酯复膜胶的国家发明专利。上海康达也会继续为无溶剂复合在国内的发展投入大量的人力、物力和财力做出自己的努力。可以说无溶剂复合在国内的迅速推广已是万事具备，具有非常广阔的发展前景。