無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑提升企業(yè)綠色水平

趙有中

2010年以來(lái)，在國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)的引導(dǎo)下，無(wú)溶劑復(fù)合工藝以其安全、健康、環(huán)保、節(jié)能、高效以及低成本等諸多優(yōu)勢(shì)，在國(guó)內(nèi)軟包裝行業(yè)迅速發(fā)展起來(lái)。特別是近兩年，無(wú)論是無(wú)溶劑復(fù)合生產(chǎn)線還是其所使用的膠黏劑，都在以成倍的速度增長(zhǎng)。本文簡(jiǎn)要分析了無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑的生產(chǎn)和使用特點(diǎn)，對(duì)其經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益進(jìn)行了探討，希望對(duì)業(yè)界有所幫助。

生產(chǎn)和使用特點(diǎn)

1.使用性好

無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑在操作溫度下，混合黏度在1000mPa？s以下，實(shí)際可操作時(shí)間在30min以上，彌補(bǔ)了以前無(wú)溶劑膠黏劑需高溫加熱涂布的不足；對(duì)多種復(fù)合材料有一定強(qiáng)度的黏結(jié)力，如PE、BOPP、CPP、PET、 NY、PVDC等薄膜間的相互復(fù)合黏結(jié)；擁有良好的耐100℃水煮（121℃蒸煮）、耐酸、耐鹽及耐油等性能，而且可以熱固化或常溫固化，操作方便，應(yīng)用性能良好。

2.安全、衛(wèi)生

干式復(fù)合采用溶劑型膠黏劑，一般采用80℃左右烘道對(duì)涂布的膠層進(jìn)行快速烘干，然后再?gòu)?fù)合。在烘干過(guò)程中，大量的有機(jī)溶劑會(huì)揮發(fā)到環(huán)境中去，造成環(huán)境污染。而殘留的未揮發(fā)有機(jī)溶劑則會(huì)夾留在復(fù)合膜中，一方面會(huì)降低復(fù)合膜的黏結(jié)強(qiáng)度，另一方面又會(huì)慢慢遷移到復(fù)合膜的內(nèi)表面，污染內(nèi)包裝食品。

使用無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑則完全沒(méi)有有機(jī)溶劑揮發(fā)造，也沒(méi)有任何刺激性氣味產(chǎn)生，復(fù)合制品中不存在殘留溶劑問(wèn)題，不會(huì)有異味和毒害問(wèn)題，而且消除了有機(jī)溶劑對(duì)印刷油墨的侵蝕。同時(shí)，使用無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑后實(shí)現(xiàn)了清潔化生產(chǎn)，有利于環(huán)境保護(hù)。另外，由于無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑不含有機(jī)溶劑，沒(méi)有火災(zāi)、爆炸的危險(xiǎn)，無(wú)需防爆措施，也省去了儲(chǔ)存溶劑的設(shè)備和庫(kù)房。

值得一提的是，無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑所用原料須符合美國(guó)FDA175.105條款和我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 9685-2003《食品容器、包裝材料用助劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，即不存在對(duì)人體有毒有害的助劑或添加物，并且每批原料使用前都必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢驗(yàn)，確保所有性能完全達(dá)標(biāo)后再進(jìn)行生產(chǎn)。

3.節(jié)約能源，降低成本

使用無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑能夠明顯降低復(fù)合薄膜的生產(chǎn)成本，主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

（1）無(wú)溶劑復(fù)合設(shè)備相對(duì)于干式復(fù)合膜設(shè)備來(lái)說(shuō)，省去了龐大復(fù)雜的加熱鼓風(fēng)、廢氣排風(fēng)裝置，設(shè)備簡(jiǎn)單、占地面積小、省原料，維修費(fèi)用低廉，投資成本低。

（2）復(fù)合過(guò)程中，無(wú)需經(jīng)過(guò)烘道排除膠黏劑中的有機(jī)溶劑，節(jié)能顯著。

（3）單位面積上膠量少（只需1.5～2.0g/m2），膠黏劑耗用成本低。無(wú)溶劑復(fù)合單位面積上膠量約為干式復(fù)合的五分之二，因此盡管無(wú)溶劑復(fù)合膠黏劑的價(jià)格可能較干式復(fù)合膠黏劑高70%，但無(wú)溶劑復(fù)合單位面積膠黏劑耗用成本較干式復(fù)合低30%左右。

（4）生產(chǎn)線速度明顯提高。無(wú)溶劑復(fù)合最高速度可達(dá)480m/min，一般亦在200m/min以上。

基于上述多種原因，無(wú)溶劑復(fù)合的生產(chǎn)加工成本較干式復(fù)合工藝低得多，約50%或更少。

4.保證復(fù)合制品質(zhì)量

無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑不含有機(jī)溶劑，消除了復(fù)合基材易受溶劑和高溫干燥而損壞的影響，使復(fù)合膜結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定性良好。無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑主劑和固化劑按定量的比例充分混合后，主劑中的異氰酸酯基和固化劑中的活潑氫反應(yīng)后交聯(lián)固化，這種交聯(lián)固化是“加成聚合”的化學(xué)反應(yīng)，不像“縮合聚合”反應(yīng)那樣會(huì)放出低分子量的副產(chǎn)物（如水或二氧化碳等），因此復(fù)合制品不會(huì)產(chǎn)生氣泡、白點(diǎn)等缺陷。再加上無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑具有對(duì)薄膜良好的黏結(jié)性能和耐100℃水煮（121℃蒸煮）、耐酸、耐鹽及耐油等性能，故復(fù)合制品質(zhì)量得到了很好的保證。

經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

目前國(guó)內(nèi)軟包裝生產(chǎn)廠家超過(guò)5000家，干式復(fù)合生產(chǎn)線超過(guò)10000條。保守估計(jì)未來(lái)10年我國(guó)無(wú)溶劑復(fù)合生產(chǎn)線將達(dá)到現(xiàn)在復(fù)合生產(chǎn)線總數(shù)（無(wú)溶劑和干式復(fù)合之和）的20%～30%，即2000～3000條無(wú)溶劑復(fù)合生產(chǎn)線。每條無(wú)溶劑復(fù)合生產(chǎn)線按機(jī)速250m/min、每天工作12小時(shí)、每年工作250天、復(fù)合材料幅寬0.8m、上膠量1.5g/m2計(jì)算，每條無(wú)溶劑復(fù)合生產(chǎn)線每年大約需要無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑量54噸（250×0.8×60×12×250×1.5 ÷1000000 = 54噸），全國(guó)2000～3000條無(wú)溶劑復(fù)合生產(chǎn)線每年需要無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑10.8萬(wàn)～16.2萬(wàn)噸。無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑的價(jià)格按每噸2.6萬(wàn)元來(lái)計(jì)算，則其年總價(jià)值約28億～42億元。

上述2000～3000條無(wú)溶劑復(fù)合生產(chǎn)線每年使用無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑10萬(wàn)噸生產(chǎn)的軟包裝產(chǎn)品，如果改用干式復(fù)合膠黏劑，則需要近23萬(wàn)噸（無(wú)溶劑復(fù)合膠黏劑上膠量為1.5～2g/ m2，干式復(fù)合膠黏劑上膠量2.5～3.0g/ m2，固含量按73%計(jì)算，用膠量為2.5÷1.5×10÷0.73≈22.8萬(wàn)噸），若干式復(fù)合膠黏劑的單價(jià)按21元/kg計(jì)算，則需花費(fèi)48億元甚至更多。由此可見(jiàn)，僅僅購(gòu)買膠黏劑這一項(xiàng)，就為軟包裝生產(chǎn)廠家節(jié)約了約22億元。

使用過(guò)程中膠黏劑固含量約為40%，則節(jié)約的新添加的有機(jī)溶劑量為23×0.73÷0.40-23≈19萬(wàn)噸，有機(jī)溶劑的價(jià)格按0.7萬(wàn)元/噸計(jì)算，可為軟包裝生產(chǎn)廠家節(jié)約有機(jī)溶劑成本近13.3億元。

同時(shí)，干式復(fù)合需安裝功率≥150千瓦的干燥熱源，使用功率約80千瓦。10萬(wàn)噸無(wú)溶劑膠黏劑復(fù)合軟包裝的面積為10萬(wàn)×100萬(wàn)÷1.5=667億平方米（上膠量按1.5g/m2計(jì)算），如果使用干式復(fù)合，按復(fù)合速度150m/ min、幅寬0.8m計(jì)算，節(jié)省電能為667億÷0.8÷150÷60×80=7.4億千瓦時(shí)，節(jié)省電費(fèi)近8億元人民幣。

無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑的應(yīng)用將不僅僅帶動(dòng)膠黏劑一個(gè)行業(yè)的發(fā)展，還將帶動(dòng)機(jī)械制造行業(yè)的快速發(fā)展。國(guó)產(chǎn)無(wú)溶劑復(fù)合生產(chǎn)線售價(jià)在60萬(wàn)～100萬(wàn)元/臺(tái)，而國(guó)外進(jìn)口的無(wú)溶劑復(fù)合生產(chǎn)線售價(jià)至少也要120～300萬(wàn)元/臺(tái)。如果全國(guó)幾千條軟包裝復(fù)合生產(chǎn)線也按照上述的比例來(lái)計(jì)算，即10年后，全國(guó)擁有2000條無(wú)溶劑復(fù)合生產(chǎn)線，那么無(wú)溶劑復(fù)合生產(chǎn)線的銷售額將達(dá)到12億～20億元，相對(duì)于進(jìn)口設(shè)備，將為國(guó)內(nèi)軟包裝行業(yè)節(jié)省20億～40億元的設(shè)備投資資金。

無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑除了上述巨大的直接經(jīng)濟(jì)效益和給相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)間接的經(jīng)濟(jì)效益外，它還將帶來(lái)不可估量的社會(huì)效益。無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑排除了干式復(fù)合中溶劑揮發(fā)給周邊環(huán)境帶來(lái)的巨大污染，減輕了生產(chǎn)過(guò)程中給車間工人帶來(lái)的身體傷害，避免了溶劑存在的爆炸性給企業(yè)和社會(huì)帶來(lái)的潛在威脅，改善了軟包裝生產(chǎn)廠家周圍的環(huán)境，同時(shí)也創(chuàng)造了就業(yè)崗位，為減輕社會(huì)負(fù)擔(dān)做出了貢獻(xiàn)。

如果未來(lái)10～20年，我國(guó)無(wú)溶劑復(fù)合工藝在復(fù)合市場(chǎng)所占比例能夠像國(guó)外那樣達(dá)到80%～90%，無(wú)溶劑膠黏劑帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益將是巨大的。endprint