2 2 3　金属复合材料

    2 2 3 1　金属表面的保护

     19世纪初,食品工业开始采用薄镀锡钢板制造食品包装容器。为了增加容器对某些内容物的惰性,需要在容器内表面使用涂层进行保护。内涂层材料通常是环氧类聚合物,通过溶剂法刮涂或喷涂在金属表面。现在,已经开始使用水基涂料,逐步减少涂层中挥发性有机化合物(ＶＯＣ)的含量。目前,镀锡钢板、无锡钢板(ＴＦＳ)或铝都已经成为金属容器的原料。涂层法仍然是活性金属表面与内容物隔离开的主要方法。作为更先进的隔离方法,把聚合物膜复合在金属表面的材料已经出现。这种结构是在钢板两面用聚酯、聚丙烯或尼龙-聚丙烯复合膜复合而成的。这种膜是在钢板卷筒成型的过程中使用粘接材料热压复合而成的,由于使用粘接材料,膜和基材的胶接力得到提高。聚丙烯膜既可以是丙烯均聚物,也可以是乙烯-丙烯的共聚物,粘接用的树脂是一种用酸或酸酐改性的聚丙烯。聚酯类薄膜是用双向拉伸ＰＥＴ膜与低熔点聚酯层合而成,其中低熔点聚酯在热压层合过程中可以达到较高的粘接强度。尼龙-聚丙烯膜的结构为四层,这种结构是用胶粘剂把尼龙与聚丙烯粘在一起,再把聚丙烯与钢板粘在一起。最外层的尼龙表面硬度大,摩擦力小,在很多成型工序中易于操作。金属-聚合物层合技术具有无溶剂、能耗低的优点,已经应用在气溶胶罐、食品罐的制造中。

    2.2 金属罐的胶接

    金属罐成型,最先采用的是直接焊接法。首先,把镀锡钢板加工成圆筒和两端封盖;然后,把边缘电镀空白处焊接在一起,形成圆柱形罐体。最近20年这种工艺已被使用焊条焊接的技术替代,使用镀锡钢板焊条可以形成一个完整的焊缝。由于国际市场锡价不断上涨,无锡钢板出现在金属罐的制造过程中。由于无锡钢板的焊接技术不成熟,最初这种材料制罐成型是采用拉伸罐体和封盖。随着胶接技术的发展,出现了一种类似传统焊接工艺的胶接食品罐。无锡钢板表面涂环氧底漆,在处理好的边缘空白处,用涂布聚酰胺的尼龙胶带胶接[9]。通过调整聚酰胺与环氧漆的配比,使工艺性能达到要求,并通过热压复合过程,达到胶接要求,并能满足高速生产线的要求。

    3 包装用胶粘剂的发展

    包装用胶粘剂的发展正受到严格的环保法规、人类的生命健康意识和生产安全要求的制约。为了降低产品的环境污染,首先是使用有机溶剂的胶粘剂需求减少;其次,水基胶粘剂中挥发性有机物的含量逐步降低。目前,欧洲已经不允许胶粘剂生产商在水乳液中使用含氯有机物。因此,在纸、包装物、标签和软复合材料的生产过程中,热熔胶及其它无溶剂胶粘剂的使用量不断增加。在纸包装物的生产中,为了适应高速生产线的要求,热熔胶被用于密封,而部分层合工艺增加了水乳胶的使用比例。同时,为了更好地节约能源,热熔胶使用温度范围不太苛刻时,可以使用低熔点热熔胶。金属与聚合物层合技术中,由于没有使用溶剂,与其它层合技术相比,具有明显的环保优势,未来将会有快速的发展。为了减少生态破坏,包装材料要求可以被循环利用。胶粘剂在循环利用过程中,可以很容易地被清除掉。例如,在纸包装物的生产过程中使用胶粘剂,要求在纸品回收重新制浆的过程中,很容易地被过滤掉。另一种途径就是使用可微生物降解的胶粘剂,这类胶粘剂将成为一个重要的发展方向。

    4 结　论