1. 前言
尤为抢眼，凭借其轻质、方便、易运输储存、性
价比高等一系列优点，应用领域不断扩大。性能
膜用聚氨酯胶粘剂（复膜胶）种类很多，可分为
四类：酯溶型聚氨酯胶粘剂、醇溶型聚氨酯胶粘
剂、水基型聚氨酯胶粘剂和无溶剂聚氨酯胶粘剂。
目前国内软包装用胶粘剂以酯溶型聚氨酯胶粘剂
为主，酯溶型聚氨酯胶粘剂发展成熟，应用广泛，
但其含有有机溶剂对环境和人体健康均造成极大
危害，且复合过程需要烘干，复合速度慢，影响
包装工艺，造成综合成本高。而无溶剂聚氨酯复
膜胶含100%固含量，在生产过程中极少产生三
废物质，复合过程不需进行烘干，属于节能无排
放技术，并且涂覆设备可高速运转，提高劳动生
产率和经济效益。因此，无溶剂聚氨酯复膜胶自
电热暖水袋问世以来便备受青睐。
在欧美等发达国家，酯溶型聚氨酯胶粘剂仅
占复合胶粘剂很少比例。目前国内食品包装材料
中使用的胶粘剂仍以溶剂型胶粘剂为主，但近几
年，随着环保意识、食品安全意识的增强，无溶软包装用无溶剂聚氨酯复膜胶的制备及性能研究
卫艳玲赵有中
（上海康达化工新材料集团股份有限公司）
摘要：摩擦系数和剥离强度是衡量软包装用聚氨酯复膜胶的重要指标，本文研究了多元醇种类、熟化时间、熟化温度对复合薄膜性能的影响。研究表明，聚酯型聚氨酯胶粘剂所复合的薄膜的摩擦 系数和剥离强度均优于聚醚型聚氨酯胶粘剂，对聚醚型聚氨酯胶粘剂而言，在完成规定的熟化
时间的基础上需尽可能的降低熟化温度。
关键词：聚酯聚醚聚氨酯摩擦系数剥离强度
Preparation and properties of solventless polyurethane laminating adhesive for flexible packaging
Wei Yanling Zhao Youzhong
（Shanghai Kangda Chemical New Material Group Co., Ltd.）
Abstract：The friction coefficient and peeling strength are important indicators of polyurethane laminating adhesive used in flexible packaging. In this paper, we studied the influence of polyols, curing time
and curing temperature on composite films. The research has shown that the friction coefficient and
peeling strength of polyester polyurethane adhesives are better than that of polyether polyurethane
adhesives. We should reduce the curing temperature as much as possible on the basis of completin
g
the specified curing time for polyether polyurethane adhesives.
Keywords：polyester polyether polyurethane friction coefficient peeling strength
剂聚氨酯胶粘剂的应用发展迅速，每年几乎以翻
倍的速度增长。但无溶剂聚氨酯胶粘剂在复合薄
膜时，易出现镀铝转移、复合白点和熟化后摩擦
系数增大的问题，成为无溶剂聚氨酯胶粘剂的技
术难点。
2. 实验部分
2.1 实验原料
己二酸，工业级；二甘醇，工业级；三羟甲
基丙烷，工业级；新戊二醇，工业级；1,6-己二
醇，工业级；蓖麻油，工业级；聚丙二醇（400~
5000），工业级；二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI-
50），工业级。
双向拉伸聚丙烯薄膜（BOPP），聚乙烯薄膜
（PE），聚丙烯薄膜（CPP），尼龙薄膜（PA），
镀铝薄膜（VMPET），广州溢洋包装材料有限公
司。
2.2 实验仪器
XLW（B）智能电子拉力试验机，济南兰光
机电技术发展中心；GM-1摩擦系数测试仪，广
州标际包装设备有限公司；NDJ-8S数字式粘度
计，上海精天电子仪器有限公司；HH-S数显恒
温油浴锅，常州市瑞华仪器制造有限公司。
2.3 无溶剂聚氨酯复膜胶的制备
（1）聚酯多元醇的制备：在装有搅拌器、温
度计、N2保护装置分馏器和回流冷凝管的四口烧
瓶内，加入计量的己二酸、二甘醇、三羟甲基丙
烷，在氮气保护下，边搅拌边升温至140℃
~160℃，保温反应2 h，继续升温至220℃~240℃，
保温反应 2 h，取样测酸值，待酸值小于20
mgKOH/g后，开始抽真空，逐步提高真空度至实
际出水量接近理论出水量后，停止反应，降温得
聚酯多元醇1。在装有搅拌器、温度计、N2保护
装置分馏器和回流冷凝管的四口烧瓶内，加入计
量的己二酸、新戊二醇、1,6-己二醇，在氮气保
护下，边搅拌边升温至140℃~160℃，保温反应
2 h，继续升温至220℃~240℃，保温反应2 h，
取样测酸值，待酸值小于20 mgKOH/g后，开始
抽真空，逐步提高真空度至实际出水量接近理论
出水量后，停止反应，降温得聚酯多元醇2。
（2）端--OH基组分的制备：在装有温度计、
回流冷凝管和搅拌器的三口烧瓶中加入计量的聚
丙二醇、蓖麻油、聚酯多元醇1或聚酯多元醇2，
升温至110℃~120℃，真空脱水2 h后，降温至
60℃，加入计量的硅烷偶联剂等助剂，冷却至室
温即得端--OH组分。
（3）端--NCO基聚氨酯预聚体的制备：在
装有温度计、冷凝管、搅拌器的三口烧瓶中分别
加入计量的聚丙二醇、蓖麻油、聚酯多元醇1或
奥沙利聚酯多元醇2，升温至110℃~120℃，真空脱水2
h后，降温至60℃，加入计量的MDI-50，升温
至80℃保温反应2h，冷却至室温得端--NCO基
聚氨酯预聚体。
（4）无溶剂聚氨酯复膜胶的制备：将上述羟
基组分和异氰酸酯组分按一定比例混合搅拌均匀
后，即得无溶剂聚氨酯复膜胶。
2.4 测试与表征
（1）粘度：按照GB/T 2794-1995规定，采
用旋转粘度计进行粘度测试，测试温度为25℃。
（2）摩擦系数：采用GM-1摩擦系数测试仪
进行复合薄膜摩擦系数的测试。
（3）T型剥离强度：按照GB/T 8808-1988
规定，采用XLW（B）智能电子拉力试验机进行
剥离强度的测试。
3. 结果与讨论
3.1 多元醇种类对聚氨酯复膜胶性能的影响
多元醇是合成聚氨酯胶粘剂的重要原料，其
组成软段，直接影响聚氨酯胶粘剂的柔性、摩擦
系数和粘接性能。表3.1和表3.2为不同类型的
多元醇合成的端羟基组分与异氰酸酯组分以一定
比例配制应用于典型软包装结构，45℃熟化24 h
后的摩擦系数和剥离强度。
从表3.1可以看出聚丙二醇、蓖麻油型、聚
酯型聚氨酯胶粘剂在复合内层为PE膜的结构时，
摩擦系数的差别较大，这是因为PE膜经无溶剂
复合后，其表面的爽滑剂向膜内迁移，而这种迁
移只发生在非晶区，CPP的结晶度远高于PE，故
3.2 熟化温度对聚氨酯复膜胶性能的影响
聚氨酯胶粘剂复合薄膜后需进行熟化，通过
熟化，--NCO与--OH进行反应，生成网状交联结
构的聚氨酯胶层，且能与基材薄膜材料表面生成
化学键而形成牢固的结合，从而提高薄膜间的剥
离强度。将不同类型多元醇合成的聚氨酯胶粘剂PA/CPP的摩擦系数增大的现象不明显。另外，聚
拔桩
丙二醇、蓖麻油型聚氨酯胶粘剂制备的复合薄膜
的摩擦系数明显大于聚酯型聚氨酯胶粘剂复合的
薄膜，这是因为胶粘剂中的多元醇部分吸收了薄
膜中的爽滑剂，而聚醚多元醇更容易吸收薄膜中
的爽滑剂。
表3.2为不同多元醇对复合薄膜剥离强度的
影响，由表中可以看出聚酯型聚氨酯胶粘剂的粘
度略大于聚醚型聚氨酯胶粘剂，这是因为聚醚多
元醇分子结构中醚键内聚能低，并易旋转，所以
原料体系粘度低，操作性能好，但是其复合薄膜
的剥离强度低于聚酯型聚氨酯胶粘剂。
表3.1 不同类型多元醇对复合薄膜摩擦系数的影响
表3.2 不同类型多元醇对复合薄膜剥离强度的影响
表3.3 不同熟化温度对复合薄膜摩擦系数的影响
表3.4 不同熟化温度对复合薄膜剥离强度的影响
从表3.5可以看出，随着熟化时间的延长，
聚醚型聚氨酯复合薄膜的摩擦系数逐渐增大，因
为随着熟化过程的进行，大量爽滑剂迁移到胶层
界面被胶层吸收。另外，随着无溶剂胶粘剂反应
的进行，分子量不断增大，对爽滑剂的吸收能力
也在下降，故摩擦系数增大的趋势变缓。表 3.6
为不同熟化时间下复合薄膜的力学性能，剥离强
度随熟化时间的增加而增大，因为随着时间延长，
胶粘剂逐渐进行反应。45℃熟化24 h后反应已完
全，故36 h后强度无明显增加。对于聚醚型聚氨
酯胶粘剂来说，35℃熟化摩擦系数比45℃熟化摩
擦系数小，但复合薄膜的剥离强度偏小，说明胶
粘剂未完全反应，要达到最终剥离强度需延长熟
化时间，而延长时间又导致摩擦系数增大，故综
合考虑选取45℃熟化24 h。
【下转第24页】应用于典型软包装结构（PA/PE），分别放置于
35℃、45℃、55℃烘箱中熟化24h后进行性能测
试。表3.3和3.4为不同熟化温度对复合薄膜性
能的影响。表3.3表明，随着熟化温度的升高，
聚丙二醇型聚氨酯胶粘剂所复合的薄膜的摩擦系
降温剂数逐渐增大，这是因为温度对薄膜内爽滑剂的浓
度平衡有明显影响，随着温度升高胶粘剂对爽滑
剂的最大吸收量增加，爽滑剂将加快内迁移速率
致使薄膜表面的爽滑剂量减少，最终出现复合薄
膜的摩擦系数增大的现象。而聚酯型聚氨酯胶粘
剂对爽滑剂的吸收量较小，故其复合薄膜的摩擦
系数增大的现象不明显。从表3.4可以看出，随
着熟化温度的升高，复合薄膜的剥离强度逐渐增
大，异氰酸酯组分与羟基组分逐渐反应完全。
3.3 熟化时间对聚氨酯复膜胶性能的影响
将不同类型多元醇合成的聚氨酯胶粘剂复合
好的薄膜在35℃、45℃烘箱中分别熟化12 h、24
h、36 h，然后进行性能测试。表3.5和3.6分别
为不同熟化时间下，PA/PE的摩擦系数和剥离强
度数据。
表3.5 不同熟化时间对复合薄膜摩擦系数的影响
远程电源管理
表3.6 不同熟化时间对复合薄膜剥离强度的影响
就相对偏小，角和棱受力面积较小，损坏程度就
偏大。根据这个特点，在柜机包装缓冲结构设计
棱及角的保护就需要增加纸护角，增加其冲击力。
因此在采用蜂窝纸板作为包装缓冲结构设计时，
与纸护角配合使用，设计的内缓冲包装结构有利pet打包带生产线
于保护好产品。
6. 结语
落地柜式空调产品包装结构采用蜂窝材料，
不仅可以保护好产品，而且可以替代木质材料包
装，减少森林砍伐，有利于保护环境。通过设计、
测试验证得出：蜂窝纸板的侧平压力承载力较弱，
可以采用纸护角或与瓦楞纸复合、双层蜂窝纸板
一起使用，增强其承压的不足，使蜂窝纸板能得
到更广泛的推广应用。蜂窝包装结构便于加工成
型、省材料，成本低，材料自身质量较轻等特点，
更能适合用于体积大、质量大的产品包装结构。
但是蜂窝纸板作为内缓冲材料的缺陷是容易受潮
变形，生产加工时大都采用人工作业完成。
参考文献
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测试[J]，包装工程2015(9)
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Mou Xin-ni,Lu Li-xin,Ma Yong-sheng. Innovative
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Packaging Engneering, 2017(15):72-76.
※※※※※※※※※※※※※※※
【上接第28页】
实际应用过程中需针对不同材料、不同客户
的需求，在完成需要的熟化时间的前提下，尽可
能的降低熟化温度。
4. 结论
（1）聚醚型聚氨酯胶粘剂对复合薄膜摩擦系
数的影响明显大于聚酯型聚氨酯胶粘剂，且后者
的剥离强度偏大。
（2）提高熟化温度，聚醚型聚氨酯胶粘剂复
合薄膜的摩擦系数增大明显，而聚酯型聚氨酯胶
粘剂复合的薄膜的摩擦系数变化不明显。
（3）延长熟化时间，聚醚型聚氨酯胶粘剂复
合薄膜的摩擦系数明显增大，剥离强度随时间的
延长逐渐增大至不变。
（4）实际应用过程中应综合考虑熟化时间、
熟化温度对复合薄膜的性能的影响，在完成规定
的熟化时间的条件下尽可能的降低熟化温度。
无溶剂复合专辑编者按：
近年来，习近平主席的“两山理念”，越来越
深入人心，各行各业积极参与国家对国家环境的
综合治理，践行环境保护的基本国策。包装印刷
行业作为VOCs排放管控的重点，在溶剂型胶黏
剂的干法复合以及溶剂型油墨印刷的VOCs减排
方面，进行了大量的卓有成效的工作，特别是无
溶剂复合，作为干法复合VOCs排放的源头治理
的最有效的手段之一，近年来得到了飞速的发展
并继续以摧枯拉朽的气势，迅速发展。为适应无
溶剂工艺发展的客观需要，我们组织了无溶剂复
合专辑，集中介绍了无溶剂复合技术的典型案例，
供业界朋友在治理VOCs排放时参考。
我们殷切地期望，本期无溶剂复合专辑的发
表，对于包装印刷行业的VOCs排放的治理，起
到积极的推动作用。
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