高温蒸煮袋的复合工艺要点

双组份聚氮酯胶粘剂的主剂通常是端羟基的聚酯多元醇，固化剂是多元醇和异氰酸酯的加成物。固化剂一般是三元加成物，胶粘剂双组份按比例混合后，主剂的－OH 与固化剂的－NCO 基进行扩链反应而生成网状高分子结构，形成牢固的粘结层。

   胶粘剂主剂分子链中的芳香族二酸，如间苯二甲酸、对苯二甲酸等，能增加刚性和抗氧化能力，并由于空间位阻而提高了抗水解性能。蒸煮胶主剂中还引进了支链化的二醇，由于侧链的存在妨碍了分子间的结合，对酯键起了空间保护作用，因而改善了抗热、抗氧化及抗水解的性能，并具有较好的耐溶剂性。国内蒸煮胶还广泛采用芳香族异氰酸酯固化剂，它的耐热性、复合牢度的稳定性、内应力等与脂肪族异氰酸酯有差别，卫生性能方面也有争议。

   早期的蒸煮胶固含量50%，一般要用90 线涂布辊。由于胶本身的粘度高，工作液浓度只能配成25%左右，4 克左右的干基涂布量对干燥系统的能力有较高要求。国内做蒸煮袋的涂布辊基本都是压纹辊，除了新辊，涂布50%固含的蒸煮胶很少能真正超过4 克，蒸煮袋质量有隐患。铝／塑结构的蒸煮袋对透明性没有要求，现在发展出各类透明蒸煮包装袋，对蒸煮胶的流平性有较高的要求，市场上出现了固含60%以上的蒸煮胶。高固含蒸煮胶的粘度相对低一点，工作液浓度可提高至30%左右，要达到4 克以上的涂布量很容易。

   国标及行业标准对蒸煮袋性能的规定如下：

   国标对销售合同中没有具体约定剥离强度时才适用，多数用于质量纠纷，而大部分企业只能适应用户的需求，所以对国标也不细究。实际上用户使用包装袋的条件千变万化，胶粘剂的各类性能即使是粘合剂生产厂大多数也不甚了了，例如我们经常测试复合膜蒸煮前后的剥离强度，但常温下测定的数据不一定代表高温蒸煮时复合膜的剥离强度，而包装袋蒸煮至规定时间后保温返压时受力最大，能挺过这一关，以后的储运过程对包装袋的剥离强度要求却不那么高了。胶粘剂的固化程度是影响复合膜剥离强度的因素之一，下面两张图比较固化剂配比量与剥离强度关系的两种胶。

   从2＃胶的剥离强度测试曲线可明显看出，主剂与固化剂比例为10：2 时强度最高。当剥离强度不高时我们常会下意识地增加固化剂的量，其实每一种胶都有最佳配比，但是客户用的醋酸乙酯质量有差异，各地气候条件也不一致，无法定出统一的配比。

   聚氨酯胶粘剂复合膜都会随存放时间延长而剥离强度下降，但不同的胶还是有很大的区别。再看1＃胶曲线，配比10：1.6 时存放至第五天，剥离强度与2＃胶一样，随着存放天数增加，1＃胶强度下降幅度更大。一般至60 天后胶的剥离强度进1 稳定阶段，剥离强度曲线与存放130天的差别不大，可以作为最终强度。1＃及2＃胶粘剂的复合强度评价：2＃胶为5N／15mm，1＃胶只有2.5N／15mm，虽然刚熟化完1＃胶的强度比2＃胶高。

   除了胶本身原因外，生产工艺对胶粘剂性能的影响非常大，最常见的是涂布量和干燥程度这对矛盾影响了剥离强度。所有的蒸煮胶供应商都强调蒸煮袋的涂布量一定要达到4 克以上，否则不能保证蒸煮后的强度，右上图是典型的蒸煮胶涂布量与剥离强度关系曲线。

   4 克以上的涂布量，还要保证干燥彻底（复合后下机测量残留小于5 毫克），一般的小设备是很难做到的。然而我们发现用这些小设备做蒸煮袋的大有人在。这些厂也从失败中摸索出经验──4 克以上的涂布量反而不如3 克左右的好。仔细考察后觉得不无道理，与其4 克以上涂胶量导致干燥不良（我们经常替客户测成品袋的残留，20 毫克～30 毫克的很多），还不如涂布量少一点，干燥状态好一点，出问题的几率倒减小了。

   当然要真正提高蒸煮袋的强度，还要在提高干燥系统的能力上下功夫。具体地说就是：进风系统减少循环风量，多进新鲜风；加大排风量，保持干燥箱负压。设备制造商往往不给简易复合机提供排风管道和室外排风机，而由使用者自行配套，由于缺乏专业知识造成排风量不够。更有甚者，有些小复合机设计时片面强调节省能源以取悦于客户，在整机进、排风量不够的条件下还加大了循环风的使用，抛开安全性不说，虽然省了电但干燥系统的能力进一步下降。使用这类设备的客户可以说从来就没有生产过合格的产品，不是包装袋有味就是开口性不好，时不时蒸煮后袋子脱层，胶粘剂换了一家又一家都解决不了问题。

   最后谈谈熟化。熟化过程的大致趋势是：经基和异氰酸酯反应的百分率与熟化时间之间呈对数关系。换言之，熟化刚进行时反应很快，随着时间延长胶粘剂中的羟基和异氰酸酯越来越少，反应速度减慢。

   那么反应至何种程度可以出熟化室呢？不可能也没有必要熟化至100%反应完成，但是有些应急生产的蒸煮袋，意味着客户马上要使用，还是熟化至规定时间为好，别看包装袋剥离强度相差不大，耐温性和耐腐蚀性却不一样。这里讲的规定时间是指连续熟化时间，不可断断续续熟化然后累加，因为有些地区经常停电。有些小厂只有一间熟化室，为了照顾其他产品，温度只能偏低，从右下图“反应程度随熟化时间的变化”中可以看到，熟化温度40℃要比50℃曲线相差起码一天的效果。因此我们要求蒸煮复合膜熟化温度达到55℃。