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膠粘劑技術(shù)現(xiàn)狀發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用前景
更新時(shí)間：2015-10-12 09:03:20點(diǎn)擊次數(shù)：6307次字號(hào)：T|T
膠粘劑是一種能夠把同類(lèi)或不同類(lèi)的材料緊密結(jié)合在一起的物質(zhì)[ll。隨著科學(xué)技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，膠粘劑已被廣泛應(yīng)用于木材加工、建筑工程、紡織印染、制鞋、皮革、電子、汽車(chē)、機(jī)械、航空航天、生物醫(yī)療等各行業(yè)及高科技領(lǐng)域。據(jù)中國(guó)膠粘劑工業(yè)協(xié)會(huì)提供的資料，2012年1一9月全國(guó)膠粘劑總產(chǎn)量達(dá)到235萬(wàn)噸以上，已接近2011年全年產(chǎn)量。預(yù)計(jì)我國(guó)膠粘劑行業(yè)將保持持續(xù)快速增長(zhǎng)，2012年總產(chǎn)量可達(dá)365萬(wàn)噸，并呈現(xiàn)銷(xiāo)售額增長(zhǎng)高于產(chǎn)量增長(zhǎng)的格局。
我國(guó)膠粘劑工業(yè)起步于二十世紀(jì)五十年代，八十年代形成了第一個(gè)生產(chǎn)高潮[2l，近十年有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，開(kāi)始進(jìn)入高速發(fā)展的新時(shí)期。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家合成膠粘劑工業(yè)處于高度發(fā)達(dá)階段，在我國(guó)，膠粘劑工業(yè)盡管得到了迅速的發(fā)展，產(chǎn)量快速增長(zhǎng)，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，但是受經(jīng)濟(jì)和技術(shù)實(shí)力所限，行業(yè)整體素質(zhì)與發(fā)達(dá)國(guó)家還有較大的差距。
1我國(guó)膠粘荊行業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀
由于膠粘劑的重要作用和巨大的經(jīng)濟(jì)效益，多年來(lái)我國(guó)科技工作者以極大的熱情不倦地研究它。本節(jié)以各類(lèi)膠粘劑為綱，就目前我國(guó)膠粘劑行業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題做詳細(xì)闡述。
1.1含甲醛的縮合系膠粘劑
“三醛”膠粘劑(脈醛樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、三聚氰胺甲醛樹(shù)脂)粘結(jié)強(qiáng)度高、固化速度快、原料充足、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，自上個(gè)世紀(jì)30年代商品化以來(lái)得到迅速推廣和普及。在我國(guó)，2012年“三醛”膠產(chǎn)量達(dá)到l百萬(wàn)噸(以干基計(jì))，占膠粘劑總產(chǎn)量的將近40%，是產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣泛的膠種131。聚乙烯醇縮甲醛(俗稱(chēng)107膠)也是我國(guó)合成膠粘劑的大宗品種之一，主要應(yīng)用于建筑裝演。然而近幾年人們發(fā)現(xiàn)，這類(lèi)含甲醛的縮合系膠粘劑使用過(guò)程中不斷地釋放出游離態(tài)甲醛，對(duì)人的眼、粘膜和呼吸道有刺激作用，還會(huì)引起氣管炎、皮炎、肝臟病變、致癌及惡性腫瘤等疾病，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年由室內(nèi)甲醛污染引起的超額死亡數(shù)達(dá)n.1萬(wàn)人I’1?！凹兹蔽：σ鹆耸澜绺鲊?guó)的高度重視，目前在發(fā)達(dá)國(guó)家主導(dǎo)產(chǎn)品是甲醛含量降到0.1%以下和達(dá)到國(guó)際El級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的低毒醛類(lèi)膠，而在我國(guó)由于各方因素，中低檔甚至劣質(zhì)膠占相當(dāng)大比例。為此，我國(guó)頒布了強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB185so一001“室內(nèi)建筑裝飾裝修材料—人造板及其制品中甲醛釋放限量”，2002年7月1日起強(qiáng)制實(shí)施，市場(chǎng)上禁止銷(xiāo)售不符合本標(biāo)準(zhǔn)的商品閻，甲醛縮合類(lèi)膠粘劑的低毒化趨勢(shì)刻不容緩。不過(guò)，隨著人們環(huán)保意識(shí)和生活質(zhì)量的不斷提高以及新的“綠色”替代品的出現(xiàn)，相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，甲醛系膠粘劑將被淘汰。
1.2級(jí)丁橡膠膠粘劑
氯丁膠粘劑已有五十多年歷史，也是用量很大的品種，廣泛用于家庭、制鞋、建筑裝演、汽車(chē)和一般工業(yè)生產(chǎn)等行業(yè)中，具有初粘力大、強(qiáng)度高，室溫下即可固化、粘接材料品種多等優(yōu)點(diǎn)，但是氯丁膠含有大量有毒有害可揮發(fā)的有機(jī)溶劑(VOC)，對(duì)健康和環(huán)境危害嚴(yán)重，最近十年內(nèi)的產(chǎn)量實(shí)際減少了三分之一悶。
目前，研究人員致力于開(kāi)發(fā)水基氯丁膠和無(wú)溶劑型氯丁膠。如王福坤閉報(bào)道了一種水基氯丁膠粘劑，固體含量為58%，粘度約為l0(刃omPa.s，用水的蒸發(fā)來(lái)表現(xiàn)粘接強(qiáng)度。然而，水基氯丁膠過(guò)高的固含量將導(dǎo)致粘度過(guò)大，不便于使用，另外水基膠是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，可能發(fā)生聚結(jié)而失去使用性能閣，而無(wú)溶劑型產(chǎn)品性能不突出，價(jià)格又昂貴191，一直未得到發(fā)展。
1.3環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑
環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑粘附性好、內(nèi)聚強(qiáng)度高，是最重要的工程膠種ll0]。目前我國(guó)環(huán)氧膠粘劑年產(chǎn)量為3萬(wàn)噸左右[1l]，盡管產(chǎn)量占膠粘劑總產(chǎn)量的比例不大，但用途極為廣泛，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括建筑、航空航天、水利工程、鉆井、軍工等。我國(guó)環(huán)氧膠的研制起步較晚，但近十年發(fā)展勢(shì)頭極其兇猛，新型膠種層出不窮。比如，晨光研究院llz]研制的單組分水基環(huán)氧膠，施工現(xiàn)場(chǎng)不必稱(chēng)量混合，使用方便，有效地加快了施工進(jìn)度;大連物化所lln的JGH系列環(huán)氧建筑結(jié)構(gòu)膠，廣泛使用于補(bǔ)強(qiáng)加固、錨結(jié)、灌注修補(bǔ)、室內(nèi)裝修、密封防水、水下施工等各類(lèi)工程領(lǐng)域中;關(guān)長(zhǎng)參1141等報(bào)道了雙馬來(lái)酞亞胺改性的環(huán)氧膠，擁有很好的耐高溫性，可在200一230℃長(zhǎng)期使用;另外，還有像室溫固化耐高溫環(huán)氧膠[l5.’司，聚氨醋、有機(jī)硅接枝改性的高強(qiáng)度環(huán)氧膠Il;.因，低溫固化環(huán)氧膠Il，]，彈性環(huán)氧膠閡等新膠種不斷見(jiàn)諸報(bào)道。
我國(guó)膠粘劑工業(yè)起步于二十世紀(jì)五十年代，八十年代形成了第一個(gè)生產(chǎn)高潮[2l，近十年有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，開(kāi)始進(jìn)入高速發(fā)展的新時(shí)期。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家合成膠粘劑工業(yè)處于高度發(fā)達(dá)階段，在我國(guó)，膠粘劑工業(yè)盡管得到了迅速的發(fā)展，產(chǎn)量快速增長(zhǎng)，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，但是受經(jīng)濟(jì)和技術(shù)實(shí)力所限，行業(yè)整體素質(zhì)與發(fā)達(dá)國(guó)家還有較大的差距。
1我國(guó)膠粘荊行業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀
由于膠粘劑的重要作用和巨大的經(jīng)濟(jì)效益，多年來(lái)我國(guó)科技工作者以極大的熱情不倦地研究它。本節(jié)以各類(lèi)膠粘劑為綱，就目前我國(guó)膠粘劑行業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題做詳細(xì)闡述。
1.1含甲醛的縮合系膠粘劑
“三醛”膠粘劑(脈醛樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、三聚氰胺甲醛樹(shù)脂)粘結(jié)強(qiáng)度高、固化速度快、原料充足、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，自上個(gè)世紀(jì)30年代商品化以來(lái)得到迅速推廣和普及。在我國(guó)，2012年“三醛”膠產(chǎn)量達(dá)到l百萬(wàn)噸(以干基計(jì))，占膠粘劑總產(chǎn)量的將近40%，是產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣泛的膠種131。聚乙烯醇縮甲醛(俗稱(chēng)107膠)也是我國(guó)合成膠粘劑的大宗品種之一，主要應(yīng)用于建筑裝演。然而近幾年人們發(fā)現(xiàn)，這類(lèi)含甲醛的縮合系膠粘劑使用過(guò)程中不斷地釋放出游離態(tài)甲醛，對(duì)人的眼、粘膜和呼吸道有刺激作用，還會(huì)引起氣管炎、皮炎、肝臟病變、致癌及惡性腫瘤等疾病，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年由室內(nèi)甲醛污染引起的超額死亡數(shù)達(dá)n.1萬(wàn)人I’1?！凹兹蔽：σ鹆耸澜绺鲊?guó)的高度重視，目前在發(fā)達(dá)國(guó)家主導(dǎo)產(chǎn)品是甲醛含量降到0.1%以下和達(dá)到國(guó)際El級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的低毒醛類(lèi)膠，而在我國(guó)由于各方因素，中低檔甚至劣質(zhì)膠占相當(dāng)大比例。為此，我國(guó)頒布了強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB185so一001“室內(nèi)建筑裝飾裝修材料—人造板及其制品中甲醛釋放限量”，2002年7月1日起強(qiáng)制實(shí)施，市場(chǎng)上禁止銷(xiāo)售不符合本標(biāo)準(zhǔn)的商品閻，甲醛縮合類(lèi)膠粘劑的低毒化趨勢(shì)刻不容緩。不過(guò)，隨著人們環(huán)保意識(shí)和生活質(zhì)量的不斷提高以及新的“綠色”替代品的出現(xiàn)，相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，甲醛系膠粘劑將被淘汰。
1.2級(jí)丁橡膠膠粘劑
氯丁膠粘劑已有五十多年歷史，也是用量很大的品種，廣泛用于家庭、制鞋、建筑裝演、汽車(chē)和一般工業(yè)生產(chǎn)等行業(yè)中，具有初粘力大、強(qiáng)度高，室溫下即可固化、粘接材料品種多等優(yōu)點(diǎn)，但是氯丁膠含有大量有毒有害可揮發(fā)的有機(jī)溶劑(VOC)，對(duì)健康和環(huán)境危害嚴(yán)重，最近十年內(nèi)的產(chǎn)量實(shí)際減少了三分之一悶。
目前，研究人員致力于開(kāi)發(fā)水基氯丁膠和無(wú)溶劑型氯丁膠。如王福坤閉報(bào)道了一種水基氯丁膠粘劑，固體含量為58%，粘度約為l0(刃omPa.s，用水的蒸發(fā)來(lái)表現(xiàn)粘接強(qiáng)度。然而，水基氯丁膠過(guò)高的固含量將導(dǎo)致粘度過(guò)大，不便于使用，另外水基膠是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，可能發(fā)生聚結(jié)而失去使用性能閣，而無(wú)溶劑型產(chǎn)品性能不突出，價(jià)格又昂貴191，一直未得到發(fā)展。
1.3環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑
環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑粘附性好、內(nèi)聚強(qiáng)度高，是最重要的工程膠種ll0]。目前我國(guó)環(huán)氧膠粘劑年產(chǎn)量為3萬(wàn)噸左右[1l]，盡管產(chǎn)量占膠粘劑總產(chǎn)量的比例不大，但用途極為廣泛，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括建筑、航空航天、水利工程、鉆井、軍工等。我國(guó)環(huán)氧膠的研制起步較晚，但近十年發(fā)展勢(shì)頭極其兇猛，新型膠種層出不窮。比如，晨光研究院llz]研制的單組分水基環(huán)氧膠，施工現(xiàn)場(chǎng)不必稱(chēng)量混合，使用方便，有效地加快了施工進(jìn)度;大連物化所lln的JGH系列環(huán)氧建筑結(jié)構(gòu)膠，廣泛使用于補(bǔ)強(qiáng)加固、錨結(jié)、灌注修補(bǔ)、室內(nèi)裝修、密封防水、水下施工等各類(lèi)工程領(lǐng)域中;關(guān)長(zhǎng)參1141等報(bào)道了雙馬來(lái)酞亞胺改性的環(huán)氧膠，擁有很好的耐高溫性，可在200一230℃長(zhǎng)期使用;另外，還有像室溫固化耐高溫環(huán)氧膠[l5.’司，聚氨醋、有機(jī)硅接枝改性的高強(qiáng)度環(huán)氧膠Il;.因，低溫固化環(huán)氧膠Il，]，彈性環(huán)氧膠閡等新膠種不斷見(jiàn)諸報(bào)道。
(編輯：jinledun)