所謂無溶劑複合，就是用100％固體的無溶劑粘合劑在無溶劑複合機上對底材和面材進行粘合的過程。

1974年，德國Herberts公司對單組份潮氣固化型無溶劑粘合劑的工業化生產，標志著無溶劑粘合劑正式誕生。經過最初的推廣階段之後，無溶劑粘合劑在複合材料軟包裝行業得到越來越多的應用，並相繼出現了雙組份冷塗無溶劑粘合劑、雙組份反向熱塗無溶劑粘合劑及單組份紫外固化粘合劑等。與此同時，各式無溶劑複合機也相繼推出，規模也陸續壯大。今日的歐美，每增加10台複合機，就有8台是無溶劑型的。

我國第一台無溶劑複合機是1985年北京化工研究院從德國漢高公司引進粘合劑技術時配套購買的實驗機。真正用於生產的第一台無溶劑複合機是1996年天津頂正印刷包裝公司從意大利Schiavi公司引進，並於同年8月份調試成功投入生產的。此後，廣州金威龍、大連盛道、三櫻、上海虎牌等包裝印刷廠先後從意大利、法國、德國等國家引進了無溶劑複合機共17台，目前還有4台已簽合同，不久將會到貨。隨着國內複合包裝企業對這一新技術的認識和掌握，這種新技術有明顯加速發展的趨勢。

下面對各種無溶劑黏合劑及無溶劑複合機的特點作一介紹。

無溶劑黏合劑

無溶劑黏合劑是100%的固體成分，沒有揮發性物質，使用中絕對無溶劑排放，因此環境保護是無溶劑黏合劑發展的源動力。無溶劑黏合劑上膠量一般較低，複合后經熟化，複合強度高，這成為無溶劑黏合劑發展的又一大推動力。

一、無溶劑黏合劑的種類

1、單組分潮氣固化型黏合劑

單組分無溶劑黏合劑的主要成分是聚氨酯，它的特點是能與水氣反應固化。其化學結構是含有鏈長相對較短的異氰酸根端基的聚酯或聚醚，基材或環境中的潮氣與異氰酸根作用會發生一系列聚合反應，放出CO2，達到固化目的。

這種潮氣固化反應速度很慢，要保證有足夠長的時間使塗膠過程順利完成（即：要在熟化室放置一段時間），實際工作中的限制主要有3點；

（1）每克單組分潮氣固化型無溶劑黏合劑完全固化需10mg水汽。

（2）塗膠時受熱較高，一般控制在90℃左右。

（3）對於氣密性基材而言，由於反應放出的CO2難以釋放，會導致複合層強度不佳或在薄膜夾層中有氣泡產生，因此，單組分潮氣固化型黏合劑主要用於紙質材料的複合，因為紙張中含有足夠的水汽，並且透氣性好，吸附性也很強，但為了防滲漏，必須進行高黏度塗布，塗膠量要在3g/m2以上。如果配有合適的換氣裝置或增濕設備，能夠提供滿足固化要求的濕氣量，則它也可用於薄膜的複合。

2、雙組分無溶劑黏合劑

雙組分無溶劑黏合劑的主要反應機理也是所謂的氨酯化反應，即含異氰酸根的預聚物和含羥基官能團的基料反應；或所謂的“反向”體系，即分子量較高的含異氰酸根端基的基料，與含有羥基的固化劑發生加聚反應，但不會像單組分黏合劑那樣產生CO2，反應中雖然需要極少量水份催化其氨酯化反應，但不像單組份水汽固化型粘合劑那樣需要大量潮氣存在。因為此時氨酯化反應是基料和固化劑中異氰酸根與水汽和羥基的反應，因此，實際上異氰酸根與水汽和羥基的反應總是同時並存的。所以，從等當量化學反應的觀點出發，異氰酸根應適當過量一點，也就是說，雙組分黏合劑可自行固化。但適量的水分可催化固化，使其進行得更加完全。

雙組分無溶劑黏合劑可分為冷塗型和熱塗型兩種。

傳統的冷塗雙組分無溶劑黏合劑分子量較低，流動性能好，因此即使以300m/min的高速塗膠，所得複合膜的光學透明性仍舊很好。其最大的缺點是初始強度較低，因此若要對複合好的材料再處理的話，在處理之前需要存放一定時間使其完成固化（一般36－48小時）。

熱塗雙組分無溶劑黏合劑分子量較大，黏度相對較高，為獲得較好的塗布流平性能，在塗布前需預熱及加熱儲膠槽（一般加熱到50－70℃）。塗布后具有一定的初始強度，達到完全固化的時間較冷塗型短。

需特別注意的是，由於冷塗雙組分無溶劑黏合劑黏度較低，不能用於含紙材料的複合，主要用於性能要求適中的複合材料。而熱塗的“反向”雙組分無溶劑黏合劑則接近於溶劑型黏合劑的高性能，因此，這種黏合劑及更高性能的類似黏合劑將是各種黏合劑生產商的研究開發方向。

3、紫外固化黏合劑

紫外固化黏合劑的固化機理與傳統的黏合劑完全不同，目前應用較普遍的紫外固化黏合劑屬於陽離子固化類型，而陽離子固化類型主要是酸催化環氧體系。其主要的固化機理是：黏合劑中的光引發劑被紫外光激發，分子處在高能位上，容易產生分解（路易斯酸分解），引發環氧嵌段交聯聚合，得到環氧樹脂的三維交聯結構。與反應速度較快的紫外光引發自由基聚合機理不同，陽離子固化允許黏合劑在複合前暴露於大氣中，這就意味着實際受紫外光作用的強度與被複合薄膜的透明性關係不大，但其交聯反應速度比聚氨酯黏合劑要快得多，複合后在幾分鐘到一小時之內，就可以達到相當高的黏結強度而足以保證立即進行下一層複合。

二、無溶劑黏合劑的特點

與溶劑型黏合劑相比，無溶劑黏合劑具有以下特點：

1、不使用溶劑

由於不使用溶劑，因而也就談不上溶劑揮發，在複合製品中無溶劑殘留量，符合環保要求，同時對操作工人身體無害。

2、上膠量少

無溶劑黏合劑上膠量相對較少，一般在1.2－2.0g/m2，對於特殊的材料，上膠量在3 g/m2左右；而溶劑型黏合劑的上膠量在2-3 .5g/m2，特殊的材料則要在5 g/m2以上。

3、成本低

綜合以上兩方面所述，無溶劑黏合劑的使用總成本（單位複合材料消耗）比溶劑型黏合劑低。

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