1970'lerden itibaren, yabancı ülkeler iki bileşenli çözücü içermeyen yapıştırıcıları incelemeye başladı. 1980'lerden itibaren Amerika Birleşik Devletleri, İtalya, Fransa ve Almanya büyük miktarda çözücü içermeyen yapıştırıcılar kullanmaya başladı. Literatüre göre, şu anda büyük Avrupa ülkelerinde kullanılmaktadır. Bu tür kompozit film ürünlerinin toplam işleme hacminin% 60'ını aşmıştır ve Avrupa ve ABD, çözücü bazlı yapıştırıcıların kullanımını sınırlamak için mevzuata sahiptir.
Yurtiçi gıda ambalajı kompozit film endüstrisinde kullanılan yapıştırıcıların çoğu çözücü bazlıdır ve organik çözücü bazlı yapıştırıcıların kullanımının organik çözücülerin dalgalanmasıyla ilgili sorunları vardır. Solvent bazlı poliüretan yapıştırıcı ürünlerinin katı içeriği genellikle%50 ila 75'tir. Bileşik sürecinin gereksinimleri nedeniyle, kullanım sırasında yaklaşık% 20 ila 35 katı bir içeriğe seyreltmek için bir çözücü eklemek gerekir ve daha sonra organik çözücünün% 75'inin yaklaşık 80 ° C olması gerekir. Kurutma tüneli kısa sürede volatilize olur ve deşarj miktarı genellikle kuru tutkalın iki ila dört katıdır. Bu nedenle, çevre ve güvenlik sorunlarında büyük miktarda çözücü kirliliği vardır ve çok fazla enerji tüketir. Sadece gıda ambalaj endüstrisinin atmosfere yılda 400.000 tondan fazla organik çözücü yaydığı tahmin edilmektedir. Ek olarak, yapıştırıcının üretim sürecinde, çözücü buharlaşması ve yanıcı ve patlayıcı güvenlik sorunlarının neden olduğu kontaminasyon sorunu vardır. Solventsiz yapıştırıcıların kullanımı sadece çözücülerin kontaminasyonunu ortadan kaldırmakla kalmaz ve büyük miktarda enerji tüketimini azaltmakla kalmaz, aynı zamanda kompozit ürünlerde artık çözücülerin kullanımının güvenliğine zarar vermez ve aynı zamanda yangın riskini büyük ölçüde azaltır Üretim sürecinde.
Şu anda, Çin mükemmel çevresel performansa sahip alkolte çözünür iki bileşenli poliüretan yapıştırıcılar başarılı bir şekilde geliştirmiştir, bu da yapışkanın ve artık çözücülerin toksisitesini büyük ölçüde azaltır. Solventsiz yapıştırıcıları başarıyla geliştirebilirse, birlikte olacaktır. Gelecekte çevre koruma eğilimini karşılayacak yeni nesil bir ürün haline gelecektir.
Yurtiçinde ve yurtdışında mevcut durum, seviye ve kalkınma eğilimi
Çözücü bazlı yapıştırıcılar ile çevreyi ve güvenlik sorunlarını kirleten uçucu organik çözücüler vardır, çözücülerin fiyatındaki artış, petrolün bir hammadde olarak kullanılması ve gelişimi kısıtlayan enerji tasarrufu ihtiyacı vardır. yurtdışında çözücü bazlı yapıştırıcılar. ABD Çevre Koruma Ajansı, kaplama işlemi sırasında galon yapıştırıcı başına 2,9 kilodan fazla çözücü yayılamayacağını şart koşmaktadır. Yurtiçi kaplama endüstrisinde kullanılan çözücü bazlı yapıştırıcılar genellikle% 25 katı içeriğine ve galon başına yaklaşık 6 pound çözücü oynaklıklarına sahiptir.
Yukarıdaki problemleri çözmek için Avrupa ve ABD, 60. nesilden bu yana yüksek katılar, düşük viskozite ve solventsiz poliüretan yapıştırıcılar sistemleri üzerinde çalışmalar yapmıştır. Son yıllarda, yabancı çözücü içermeyen yapıştırıcılar hızla gelişmiştir. Teknik açıdan bakıldığında, ilk nesil ürünler mevcut üçüncü nesil ürünlere kadar geliştirilmiştir.
Birinci nesil çözücü içermeyen yapıştırıcı, tek bileşenli bir nemle tasarruflu yapıştırıcıydı. Bu yapıştırıcı, büyük moleküler ağırlığı, yüksek viskozitesi, yüksek çalışma sıcaklıkları ve nemlendirme ekipmanı ihtiyacı ile karakterizedir. Ürün kürlendikçe, bir yan ürün olan karbondioksit yayılır ve kompozit film kabarmaya eğilimlidir; Uygun nem sağlayamazsa, zayıf kürleme sorunu meydana gelir.
İkinci nesil çözücü içermeyen yapıştırıcılar, iki bileşenli reaktif yapıştırıcılardır. Bu tip yapıştırıcının avantajı, nem ve hava neminin etkilerini ortadan kaldırması, ürünün küçük bir moleküler ağırlığa sahip olması, viskozite azalması ve çalışma sıcaklığının da azalmasıdır. Dezavantajı, daha fazla serbest diizosiyanat içermesidir (viskoziteyi azaltmak için), filme göç etmek ve gıda kontaminasyonu ve ısı contası gücünün azalmasına neden olmak kolaydır ve daha sonra EVA filmi ve NY filmi için uygun değildir.
Üçüncü nesil çözücü içermeyen yapıştırıcı, ikinci nesil çözücü içermeyen yapıştırıcıların eksikliklerinin üstesinden gelir, çeşitli plastik filmlerin ve alüminyum folyoların birleştirilmesi için uygundur, serbest diizosiyanatların içeriğini azaltır ve içeriğe direnç olarak mükemmeldir ve yapıştırıcıların özellikleri. Yapışkan mukavemet artar, alüminyum plastik kompozit film ürünleri yüksek pişirmeye dirençli olabilir.
Şu anda, üçüncü nesil çözücü olmayan yapışkan kompozit ürünlerin kalitesi, çözücü bazlı yapışkan kompozit ürünlerin kalitesini tam olarak karşılayabilir. Üçüncü nesil ürünlerin ana özellikleri şunlardır:
1. Anti-katalitik sistemin, yani ana ajan olarak izosiyanat sonlandırılmış prepolimerin kullanılması, böylece yapışkanın serbest izosiyanat içeriği azalır, çevreye kirlilik azalır ve sorunu azalır. Kötü ısı sızdırmazlık gücü de değişir.
2. Yapıştırıcının viskozitesini azaltır, yapıştırıcının filme ısınabilirliğini artırır ve yapıştırıcının film yüzeyindeki kaplama ve dağıtım özelliklerini geliştirir. Bu nedenle, çözücü içermeyen yapışkan kompozit ürünün kalitesi geliştirilebilir, makine hızı da artırılabilir ve üretim verimliliği artırılabilir.
Yurtiçi laminasyon endüstrisinde çözücü içermeyen yapıştırıcılar kullanılarak bileşik işlemi nispeten geçtir. Bu nedenle, onlarla eşleşen çözücü içermeyen yapıştırıcıların gelişimi de geride kalır. Şu anda, Çin'de çoğunlukla yabancı ülkelerdeki katı kalıntı çözücü gereksinimlerini karşılamak için ihraç edilen gıdaların ambalajında kullanılan yaklaşık 30 çözücü içermeyen kompozit ekipman bulunmaktadır. Şu anda yerli laminasyon üreticileri tarafından kullanılan çözücü içermeyen yapıştırıcılar ithal edilir ve fiyat genellikle yaklaşık bir tondur. 4 milyon.
Çin'de çözücü içermeyen yapışkan laminasyon ekipmanlarının piyasaya sürülmesi nedeniyle, birçok üretici çözücü içermeyen yapıştırıcıların araştırma ve geliştirilmesine dikkat etmeye başladı. Bununla birlikte, geç başlangıç nedeniyle piyasa, piyasadaki yabancı ürünlere eşdeğer olgun yerli çözücü içermeyen yapıştırıcılar görmemiştir.
Çözücü içermeyen iki bileşenli poliüretan yapıştırıcı teknolojisi
Solvent içermeyen iki bileşenli poliüretan yapıştırıcıların teknolojisinin anahtarı, uygun izosiyanato sonlandırılmış ana ajanı sentezlemek ve aşağıdaki gereksinimleri karşılamaktır:
1. Gerekli bağ gücünü elde etmek için;
2. iyi kaplama performansına sahiptir;
3. İyi süreç performansı sağlamak için düşük viskozite.
Sentetik yol seçimi açısından, polyesterler ilk olarak dihidrik ve dibazik asitler kullanılarak sentezlenir ve polyesterin moleküler ağırlığı, dihidrik alkolün kimyasal yapısı ve dibazik asit ve karşılanacak miktarların oranı ile ayarlanır. İzosiyanat sonlandırılmış prepolimerin gereksinimleri daha sonra izosiyanat sonlandırılmış prepolimerleri sentezlemek için farklı moleküler ağırlıklara, fonksiyonel gruplara sahip polietler ve izosiyanatlar ile reaksiyona sokulur.
İzosiyanat sonlandırılmış prepolimer, bir polyester diol ve MDI'nın bir oligomeri ve bir polieter diol ve bir MDI oligomeri karışımıdır; Hidroksil ile sonlandırılmış prepolimer bir polyester dioldür ve bir polieter dalgıç karışımlarının hidroksil gruplarının yaklaşık 1: 1.6 (molar oran) izosiyanat gruplarına oranına sahip olması gerekir.
Polyester seçiminde, polyesterin moleküler yapısı, poliüretanın performansı üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Yüksek mukavemete ve belirli esnekliğe sahip bir film elde etmek için, polyesterdeki çeşitli bileşenler, aralarında, adipik asit ve Sebasik asit gibi alifatik dibazik asitler, moleküllerinde yumuşak segmenti arttıran doğrusal, hidrokarbon zincirlerine sahip olmalıdır. ve böylece son poliüretan ürününün esnekliğini arttırır ve donma noktasını düşürür. Zincirde aromatik bir halkanın sokulması, oksidasyona direnme sertliğini ve yeteneğini arttırır ve sterik engelleme nedeniyle hidroliz ajanının ester bağına yaklaşması ve böylece hidroliz direncini iyileştirmesi zordur. Uygun aromatik diacitler izoftalik asit, tereftalik asit, ftalik asit veya anhidrittir.
Etilen glikol, 1,3-propandiol veya 1,4-butandiol gibi basit dioller, mükemmel esnekliğe sahip doğrusal polyester zincirler oluşturabilir ve kristalizasyona karşı güçlü bir eğilime sahip olabilir. Kısa zincirli diollerden oluşan polyesterler yüksek bir -coo -bağ yoğunluğuna sahiptir ve bu nedenle, kristalleşme konusundaki güçlü eğilimlerini ve hidrojen bileşiklerinin zayıf değişebilirliği için kutupsal çözücü ve karbon nedenlerine karşı zayıf dirençlerini açıklayabilen güçlü bir moleküller arası çekime sahiptir. 1,2-propanediol gibi dallı dioller, yan zincirlerin varlığı nedeniyle moleküller arası ilişkiye müdahale eder ve aynı zamanda ester bağı üzerinde sterik bir koruyucu etki sağlar, böylece ısı, oksidasyon ve hidroliz direncini iyileştirir. Performans ve kristalize etme ve daha iyi çözücü direnci için zayıf bir eğilim vardır.
İki bileşenli çözücü içermeyen yapıştırıcılarda, tek başına polyester kullanımı gerekli tüm özellikleri karşılamaktan uzaktır ve ayarlama için polietler kullanılmasını gerektirir. İlk olarak, polieter poliüretanlar esnektir ve ürünlerin viskozitesini azaltabilir. İkincisi, polieter zincirler ve poliesterler arasındaki daha zayıf etkileşim nedeniyle, ürünün yapışkan mukavemeti, ürünün yapışkan özelliklerini iyileştirmek için ayarlanabilir. Üçüncüsü, polieter elastomerlerin hidroliz direnci, eter gruplarının ester grupları üzerindeki üstün hidrolitik stabilitesini yansıtan polyester elastomerlerden çok daha iyidir. Dördüncüsü, polietler kullanımı maliyetleri azaltabilir.
Polietherlerin seçiminde, uygun polietler propilen oksit polietler ve propilen oksit-etilen oksit kopolimer polietler içerir ve ürünlerin viskozitesi ve yapışkan mukavemeti, kullanılan poliether'in moleküler ağırlığı değiştirilerek ayarlanabilir.
Polyester sabitinin moleküler ağırlığını korurken, polieterin moleküler ağırlığı değişir ve polieterin moleküler ağırlığı arttıkça ürünün viskozitesi azalır. Bunun nedeni, polieterin moleküler ağırlığı ne kadar küçük olursa, moleküler zincir ne kadar kısa olursa, polimerdeki üretan bağlarının yoğunluğu o kadar büyük olur, moleküller arası cazibe o kadar büyük ve ürünün viskozitesi o kadar yüksek olur.
Uygulama Potansiyel Analizi
Şu anda, Çin'deki maliyet nedenleri nedeniyle, çözücü içermeyen iki bileşenli poliüretan yapıştırıcılar hala evrensel olmaktan uzaktır ve çözücü bazlı yapıştırıcılar büyük miktarlarda kullanılmaktadır. Bu esas olarak, çözücü içermeyen kompozit ekipmanın bir yandan pahalı olması ve operatörler üzerindeki gereksinimlerinden kaynaklanmaktadır. Öte yandan, çözücü içermeyen ürünler, birleştirildiğinde karmaşık kalite problemlerine daha yatkındır ve geçerli yapılar sınırlıdır ve ana ajanın kendisi hala kesin toksisiteye sahiptir. Bu faktörler ülkemizde tanıtımını ve kullanımını kısıtlamaktadır. Bununla birlikte, uzun vadeli bir perspektiften bakıldığında, çevre düzenlemeleri daha katı hale geldikçe ve ekonomik kalkınma devam ettikçe çözücü içermeyen ve alkol çözünür ürünlerin oranı artmaya devam edecektir.
20 yıldan fazla bir süre önce Alman Herberts, bariz ekonomik, güvenlik ve çevre koruma avantajları ve laminasyon teknolojisi ve ekipmanlarının sürekli gelişimi nedeniyle çözücü içermeyen poliüretan yapışkan kompozit ambalaj malzemeleri kullandı, bunu Avrupa'da yaptı. ve diğer gelişmiş ülkeler. Ülke, 20 yıl önce kullanımının% 10'undan bugünün% 60'ına yükseldi.
Son yıllarda, gıda endüstrisinin güçlü gelişimi ile, poliüretan kompozit filmler için iki bileşenli yapıştırıcılar yapma endüstrisi sürekli olarak genişlemektedir. Mevcut piyasa kapasitesi eksik istatistiklere göre yılda ortalama 3 ila 50.000 tona ulaştı. Şu anda, hepsi çözücü bazlı yapıştırıcılar olan Çin'de 100'den fazla poliüretan laminasyon yapıştırıcı üreticisi bulunmaktadır. Gelecekte, yavaş yavaş çözücü içermeyen yapıştırıcıların geliştirilmesine odaklanmalıyız ve kullanım gereksinimlerini mümkün olan en kısa sürede karşılayan ürünler geliştirmek için teknoloji tanıtımı ve bağımsız araştırma ve geliştirme kombinasyonunu benimsemeliyiz.
Kaynak: Çin Ambalaj Haberleri
