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胶粘剂及技术的发展趋势

   日期:2016-03-03     浏览:168    评论:0    
核心提示:一、环保型胶粘剂将成为胶粘剂的主流随着环保法规日趋严格,环保型胶粘剂正在逐渐成为合成胶粘剂产品的主流,各发达国家大力研

 

  一、环保型胶粘剂将成为胶粘剂的主流

  随着环保法规日趋严格,环保型胶粘剂正在逐渐成为合成胶粘剂产品的主流,各发达国家大力研制水基和热熔型等无溶剂胶粘剂。1998年发达国家合成胶粘剂中,水基胶占50%、热熔胶约占20%,而溶剂类胶粘剂仅占20%。未来全球合成胶粘剂市场将进一步提升低污染的水基胶和热熔胶的主导地位,环保型胶粘剂也应成为我国市场的的主流。
  水性胶不含有机溶剂,其产量由1997年的48.7万t增长到1999年的68.1万t,年平均增长率为18.4%,是增长最快的胶种之一。除常用的丙烯酸酯、聚醋酸乙烯醋和VAE乳液外,聚氨酯乳液和橡胶型乳液的研究开发也取得了进展。聚氨酯胶粘剂水性化在西欧进展较快,近年来已开发出用于汽车塑料件、复合薄膜和鞋用等不同类型的水性聚氨酯胶粘剂,年用量已超过6000t。该类胶一般为脂肪族异氰酸酯类型,性能好,但价格较高,为目前常用溶剂型的2~3倍,但一般还含有少量有机溶剂。最近,Cytec Industries Inc公司研究发现,使用叔芳基异氰酸酯,如TMXDI可以制得不含任何有机溶剂的聚氨酯水分散液胶粘剂。此异氰酸酯在120~130℃与聚酯或聚醚反应制预聚体时无副反应,制得的水分散液热活化温度低,稳定性好,这是聚氨酯水性化技术的新进步。但聚氨酯水性胶的耐水性较差,干燥速率慢仍是需要研究解决的问题。
  热熔胶无污染、固化迅速、粘接面广,近年来得到了迅速发展,产量由1997年的2.84万t增加到了1999年的4.7
万t,年平均增长率为30.1%,是我国增长最快的胶种。热熔型(特别是近年来反应热熔型)聚氨酯胶粘剂在西欧、日、美等国发展较快,目前已有多家公司多种牌号的商品聚氨酯反应热熔胶上市,已应用于制鞋、建筑、木工板和夹芯板的粘接,汽车顶篷、仪表板、行李箱盖、侧护条、车灯等粘接和书籍装订粘接等。据称,1998年日本聚氨酯反应热熔胶消费约600t,全世界约I万t。美国的汽车车灯安装线用聚氨酯反应热熔胶,近年来年增长率达23.49%。最近资料报道,欧洲聚氨酯热熔和反应热熔胶年用量2600t,反应热熔胶年增率30%。目前,国外聚氨酯反应热熔胶研究的重点是降低热熔涂布温度,开发适应不同生产线工艺要求的品种,提高初粘性,贮存稳定性,粘接强度的长期耐久性等综合性能。丙烯酸酯热熔胶主要发展:a.第二代热熔压敏胶,如在乙烯与甲基丙烯酸的共聚中引人锌等金属离子,再加人邻羟甲基芳香羧酸,可增强丙烯酸酯胶枯剂的内聚力。b.密封热熔胶,如杜邦公司开发了乙烯一丙烯酸甲酯一丙烯酸三元共聚物的金属盐,胶层柔软,弹性好,其耐热、耐蠕变、耐油、耐候性都较优越。c.耐热热熔胶,如美国Exxon公司研制的在普通热熔胶中加人丙烯酸改性的聚丙烯接枝共聚物,其耐热效果显著。
  二、高性能胶粘剂

  20世纪90年代以来,欧、美、日等发达国家大力发展高性能胶粘剂,而我国每年必须从国外进口数量可观的高品质高性能胶粘剂。
  根据市场需要,今后我国高品质、高性能胶粘剂的发展重点是聚氨酯胶、改性丙烯酸酯胶、环氧胶和有机硅胶等。特别是环氧或聚氨酯改性的丙烯酸酯胶、特种压敏胶及胶带,如高强度双面胶带、耐高温的纹纸胶带、阻燃胶带、魔术胶带和标示胶带等。
  聚氨酯胶粘剂在国外的应用已经非常普遍,如欧、美、日等国,聚氨酯胶粘剂已在干法复合薄膜制造用胶中占90%以上,欧美鞋用胶的so%以上,干法聚氨酯人造革面层和粘接层用胶的100%,磁带粘合剂的大部分;汽车挡风玻璃直接粘接法安装用胶的几乎100%。聚氨酯弹性密封剂已成为近年来发展最快的建筑、机械、汽车等工业用高档密封剂之一,其正在取代聚硫密封剂,建筑上的应用在日、美等国已超过有机硅。我国聚氨酯胶粘剂应发展以下的产品:a.本体法TPU树脂生产。b.单组分湿固化聚氨酯密封剂(建筑、汽车等用)为重点的聚氨酯密封剂的技术开发。C.蒸煮袋用复合薄膜用聚氨酯胶粘剂的研究开发。d.低游离异氰酸酯含量的多异氯酸酯交联固化剂(如TMP/TDI加合物等)研究开发,要求游离异氯酸酯质量分数<0.5%。 e.水性聚氨酯胶粘剂(用于复合膜、汽车内饰件、鞋用等)、反应热熔胶(用于汽车车灯、零部件、家用电器塑料件、书籍装订等),100%液体反应型胶(结构和准结构粘接)和先进的(如无底涂)汽车挡风玻璃粘接密封剂等研究。
  丙烯酸酯胶粘剂应用越来越广,就其研究发展的趋势来说,一是改进现有品种,改进第二代丙烯酸酯结构胶粘剂存在的稳定性差、贮存期短、单体挥发气味大、对湿热耐受性较差、易燃、有毒等问题。增加丙烯酸酯厌氧胶胶液的贮藏稳定性,缩短固化时间,提高粘合强度和改进耐水性。通过共聚改性、交联、改进聚合技术、加人添加剂提高乳液型压敏胶现有品种的耐水性、粘接性、耐热性、耐寒性等性能。现有氰基丙烯酸酯胶粘剂多存在韧性差、耐热性差、耐水性差、贮存稳定性不够理想等缺点,需通过交联共聚和用高级酯代替低级酯来改进。二是开发新型丙烯酸酯胶粘剂,包括a.光固化型丙烯酸酯胶粘剂的开发。紫外线、电子束固化型胶粘剂被称为第三代丙烯酸酯胶粘剂。b.吸湿固化压敏胶。吸湿固化压敏胶是利用空气中水分或被粘物表面水分发生固化的新型压敏胶。c.热固型压敏胶。这种胶粘剂常温下具有自粘性,并且易于在被粘物上临时粘合,加热可以在短时间内固化,显示高粘合强度和高耐热性,并且不含一般有机胺类促进剂,因而贮存稳定性优良。d.需氧胶粘剂。需氧胶粘剂的特点是无氧时稳定,遇氧或氧化剂则交联固化。这种胶粘剂具有厌氧胶和SGA的双重长处。e.新型热熔胶。丙烯酸酯新型热熔胶主要有第二代热熔压敏胶、密封热熔胶等几种。
  环氧树脂胶粘剂具有收缩率低、胶粘强度高、尺寸稳定、电性能优良、耐化学腐蚀、配制容易等性能,对多种材料具有良好的胶结能力,还具有密封、绝缘、防漏、紧固和防腐等特性,广泛用于飞机、汽车、建筑、电子与电器等领域。对于环氧树脂胶粘剂来说,产品更加精细化、用于电子工业和建筑业的环氧结构胶、新型的环氧树脂胶及与其配套的固化剂等的开发与应用都应引起足够重视。
  有机硅胶粘剂可以分为以硅树脂为基料的胶粘剂和以硅橡胶为基料的胶粘剂。有机硅胶粘剂具有独特的耐热和耐低温性,良好的电性能及耐候性、化学稳定性、疏水防潮性、耐氧化性、透气性和弹性等,在很宽的温度范围内电性能变化极小,介电损耗低。有机硅胶粘剂重点发展电绝缘性优良,在宽的温度范围和周波范围内性能变化小,高可靠性、散热性等电子、电器用有机硅胶粘剂和高密封性的建筑密封剂。


  三、新技术、新工艺

  在胶粘剂应用中,专家认为新的施工工艺和设备将不断涌现。根据提高产品质量、简化操作工艺、提高施工效率的要求,发达国家已经研制开发出一系列专用设备,并将给合成胶粘剂用户提供更好的施工手段,也为胶粘剂工业的持续发展创造了重要条件,我们必须紧紧抓住这一机遇,推动我国胶粘剂行业技术水平跨上一个全新台阶。
  (1)徽胶盆技术
   在胶液里加人过量的稳定剂,将促进剂包封在微胶囊中,配制成稳定的单组分胶液。使用时用辐射或加压使微胶囊破裂,促进剂进人胶液,与主体胶接触而迅速固化。但由于微胶囊壁膜的渗透性及内包装物对微胶囊壁膜的侵蚀等因素的影响,微胶囊技术往往受到一定的限制,尚未能普及。
  (2)双液混喷新技术
   两组分分别由两个喷头喷出,在空中混合,涂布于被粘物表面上,从而很快凝聚产生初粘力,可以达到与溶剂型相似的效果。此法已用于汽车顶板、冰箱、冷库等隔热层的粘接。
  (3)辐射能固化新工艺
   对无溶剂的社会要求和从节约的角度出发,光反应也正在被人们所注意。可以利用光促使单体发生聚合,或者是聚合物一胶粘剂发生部分交联或完全固化。光反应主要是采用紫外线和电子束。使用紫外光固化时,由于胶粘剂的表面被粘物所覆盖,所以仅限于被粘物是玻璃、透明塑料膜等物质。此外,也有关于用X-射线的报道。基于高速固化的优点,在连续粘接工程中,我国今后也将大力发展紫外线固化和电子束固化技术。
  (4)包装新工艺
   如a-氰基丙烯酸酯瞬干胶可以采用笔型塑料容器,每只2mL。在管口喷嘴处有一个不粘的小珠将喷嘴从内部顶住,起密封作用。使用时,将小珠对准被粘部位轻轻挤压,胶液即流出。该工艺解决了以前包装必须一次用完,否则受潮失效的弊端。
  (5)微机优选配方
   随着计算机应用日益广泛,计算机辅助胶粘剂配方设计得到了迅速发展。计算机辅助配方设计必将推动胶粘剂配方设计工作的迅速发展和加速新品种的诞生。
 

 
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