耐135℃高温复合薄膜主要用于制造高温蒸煮袋,而高温蒸煮袋是20世纪60年代美国开发的,用于宇航员食品包装,在常温下放置使用寿命长。食用时,既可冷食又可热食,使用方便,节省保存的能量,因此很受人们的欢迎。1964年日本大冢食品公司使用高温蒸煮袋7000万只,1971年销售1亿只,到现在,高温蒸煮袋的销售量仍以15%的年增长率迅速增长。 高温蒸煮袋的特点是:①能杀死全部细菌,保存期长,透明袋有1年以上适用期,而不透明铝箔(中间层)袋有2年以上的食品保存期;②透氧性和透湿性极小,内容物不发生腐败变质;③可以利用罐头食品的生产技术和设备,所以高温蒸煮袋又叫软罐头;④封口可靠,易于操作;⑤袋子留有裂口,易拆封,用手一撕即开封;⑥装潢印刷美观;⑦能在3min以内加热食用;⑧废弃物已处理;⑨可在常温下贮存。 通常在85℃的温度下所有致癌细菌都会被杀死,但其中危害性最大的肉毒杆菌和孢子菌于135℃下、10min才能被杀死,所以要求制造复合薄膜用的聚氨酯胶粘剂要耐135℃。 【实例1】 (主剂:聚对苯二甲酸-间苯二甲酸-壬二酸-乙二醇-环氧树脂) 对苯二甲酸二甲酯194.2g、乙二醇248.3g、醋酸锌0.2g通入氮气,于160~220℃进行酯化反应,蒸出反应生成的水,再加入壬二酸282.3g,于220 ~230℃进行酯化反应,慢慢减压,于220 ~230℃缩合60min后再减压至133Pa,于220 ~230℃缩合4h,制得数均分子量为50000的聚酯多元醇。 将以上制得聚酯多元醇50g溶解于67g醋酸乙酯中,加入苯酐2g、磷酸0.1g、环氧树脂(Epikote1002)15g,于60℃加热搅拌4h,制得固含量为50%粘稠液(主剂)。 固化剂是含NCO%为17.3%的IPDI三聚体,用醋酸乙酯配制成固含量为50%的溶液。 按主剂:固化剂=100:7.5(质量比)配制成胶粘剂。 复合薄膜的结构为聚酯薄膜(12μm)/胶粘剂/铝箔(9μm)/胶粘剂/未拉伸聚丙烯(70μm),贴合后的薄膜于50℃固化3天。将复合薄膜裁成360mm×15mm大小的试片,于拉力机上进行剥离强度测定,铝箔与未拉伸聚丙烯薄膜的剥离强度为1250g/15mm。 将复合薄膜制成13cm×17cm大小的食品袋,内装4.2%浓度的食醋,于135℃×30min、0.45MPa压力下进行热水杀菌后,于60℃保存7天未发现复合薄膜有分离现象。经耐热、耐酸试验后铝箔与聚丙烯薄膜的剥离强度为1000g/15mm. 在胶粘剂组分中,添加1%γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)偶联剂,其耐热耐水解性能更优良。 【实例2】(主剂:聚对苯二甲酸-间苯二甲酸-己二醇-新戊二醇-偏苯三酸酐) 将对苯二甲酸二甲酯48.5g、乙二醇37.2g、新戊二醇52g及钛酸四丁酯(催化剂)0.027g加入反应器中,在氮气中搅拌加热至160 ~200℃进行酯交换反应,约2h可蒸出理论值为95%的甲醇。然后再加入间苯二甲酸41.5g和己二酸73g,于180 ~240℃进行酯化反应。在酸值为20时,将反应器慢慢减压至133Pa,于240℃缩聚3h,制得两端基为羟基的聚酯多元醇,测定羟值为10,酸值为0.5,分子量为11000. 在以上聚酯多元醇中加入偏苯三酸酐6.2g,于200℃反应1h,用液相色谱进行测定,确认反应体系中不存在游离的偏苯三酸酐。此时,该聚酯多元醇中端羟基约90%被偏苯三酸酐反应掉,经偏苯三酸酐改性的聚酯多元醇配制成50%的粘稠液即为主剂。 固化剂是TMP-HDI的加成物,用醋酸乙酯配制成75%的溶液。 以主剂:固化剂=100:10(质量比)配成胶粘剂,涂胶量为4 ~5g/㎡. 复合薄膜的结构为:PET(12μm)/胶粘剂/铝箔(9μm)/胶粘剂/CPP(70μm)。固化温度40℃,时间为4天。将复合薄膜裁成200mm×25mm大小的试片,测定铝箔与CPP薄膜的剥离强度为900g/15mm。 将复合薄膜制成袋,内装3%醋酸:色拉油:番茄酱=1:1:1的肉汤。在135℃×20min、0.38MPa加压下热水杀菌之后,于60℃存放2周未发现复合薄膜有分离现象。经蒸煮杀菌后的复合薄膜,其铝箔与CPP薄膜的剥离强度为660/15nn。 聚酯多元醇合成中用葵二酸代替己二酸是,其复合薄膜的剥离强度可达1200g/15mm(蒸煮前)、960g/15mm(蒸煮后)。 【实例3】(主剂:聚酯氨酯多元醇-羟基聚酯多元醇) 1.聚酯氨酯多元醇的制备 将间苯二甲酸380份、己二酸350份、乙二醇180份、新戊二醇350份加入反应器中,通入氮气并搅拌,加热至160 ~220℃,酯化反应4h,慢慢减压至133Pa,待酸值降到2以下后停止减压反应,制得分子量为4000的聚酯多元醇。将该聚酯多元醇500份加入反应器中,慢慢加入15.5份IPDI(NCO/OH值为0.56)。加热至100 ~150℃反应6h后,制得分子量为120000的聚酯氨酯多元醇,取500份该多元醇,加醋酸乙酯500份溶解,制得固含量为50%的粘稠液即为聚氨酯多元醇(主剂-1)。 2.含羟基聚酯多元醇 将500份聚对苯二甲酸-间苯二甲酸-己二酸-乙二醇-新戊二醇(分子量7000)加入反应器中,再加入22份偏苯三酸酐,于180℃反应2h。通过液相色谱法测定确定反应器中午游离的偏苯三酸酐存在时停止反应。聚酯多元醇中的端羟基约80%与偏苯三酸酐反应,制得羟基改性聚酯多元醇的酸值为23,羟值为3.2.用醋酸乙酯配制成固含量为50%的改性多元醇稠液(主剂-2)。 3.固化剂 固化剂是TMP-HDI加成物、固含量为75%的醋酸乙酯粘稠液。 胶粘剂按主剂-1:主剂-2:磷酸:KH-560:固化剂=100:100:0.2:2:15(质量比)配制。 复合薄膜结构为尼龙薄膜(15μm)/胶粘剂/AL箔(9μm)/胶粘剂/CPP(70μm),胶液涂布量4 ~5g/㎡,固化温度40℃,时间为4天。铝箔与CPP薄膜的剥离强度为960g/15mm。 将复合薄膜制成袋,内装3%醋酸:色拉油:番茄酱=1:1:1,于135℃、30min热水杀菌处理后,铝箔与CPP薄膜的剥离强度为780g/15mm,复合薄膜未发现分离现象。 大日本油墨化学工业公司耐135℃高温蒸煮复合薄膜用聚氨酯胶粘剂的品种与技术指标见表7-11. 表7-11 大日本油墨化学工业公司耐蒸煮复合薄膜用 聚氨酯胶粘剂的品种和技术指标
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