氯丁膠粘劑的現狀和未來革新
氯丁膠粘劑由于性優價廉,用途廣泛,適用性強,自上世紀50年代問世以來發展很快,長期雄居溶劑型橡膠膠粘劑之首。
只在80年代以后才有所減慢,其原因是溶劑的毒害性和易燃性,人們擔心膠粘劑的危害和安全,國外早已限制。而一些發展中國家,如中國直到2002年7月才對氯丁膠粘劑的有害物質進行限量。
隨著國家環保法規日趨嚴格和人們環保意識日益增強,溶劑型氯丁膠粘劑的出路何在?非常有必要分析研究氯丁膠粘劑的現狀和發展方向。
1、氯丁膠粘劑的現狀
1.1、環保理念引領氯丁膠粘劑發展
在國家實施GB18583-2001強制性標準之前,溶劑型氯丁膠粘劑的有害物質含量處于失控狀態,中毒甚至死亡事故時有發生。從2002年7月1日標準實施之后,有規可循,生產企業有了約束,不再像過去那樣為所欲為。從無控到有控無疑是一很大進步。
應當明確,達到GB18583-2001標準的氯丁膠粘劑僅是市場最低準人限,并非環保達標。順應環保潮流,出現了無“三苯”氯丁膠,似乎是環保型,其實不然,無“三苯”并不一定都無害,未必完全符合環保要求。須知環保型膠粘劑應是既對人體無毒害,又對環境無污染,二者兼備才名符其實。至于綠色膠粘劑標準更高,絕對不能隨便冠用。
中國已有少數企業開發出環境標志氯丁膠粘劑,粘接效果也不錯。環境標志產品認證技術要求(HBC18-2003)(粘合劑)對有害物質限量更為嚴格,生產過程中不得添加苯、甲苯、二甲苯、鹵代烴等有毒有機溶劑??墒沁@種環保型氯丁膠粘劑,因其價格較高,而是叫好不叫座。
1.2、達標與保質未能并行不悖
所謂達標是指達到GB18583-2001標準,保質就是性能符合HG/T3738-2004《溶劑型多用途氯丁橡膠膠粘劑》標準要求。由于GB18583標準僅規定了有害物質限量,卻無粘接性能要求,單純達標并不困難,但粘接性能低下,市場不會認可。達標和保質理應并駕齊驅,并無難度,而成本升高和防凍性變差則是制約瓶頸,致使有些企業借GB18583標準未對氯化溶劑限制的可乘之機,大量使用低質、廉價的1,2一二氯乙烷,檢測雖符合標準,但毒性很大,實際上則是“三苯”達標的毒性轉移,危害不容小覷。有的每噸膠粘劑中1,2一二氯乙烷的用量竟高達300-400kg,大感驚愕。GB19340-2003《鞋和箱包用膠粘劑》標準,對鹵代烴總量和正己烷用量做了較嚴格的規定,可參照執行。
目前溶劑型氯丁膠粘劑的質量問題較大,一些企業為了降成本,仍然使用國家明令禁止的苯或混合苯作為制膠溶劑,苯量超標嚴重,從幾倍至七十多倍,與國家標準完全相悖。
有人覺得,達到GB18583標準的氯丁膠粘劑應用性能不良,其實并不意味達標膠的粘接性能就差,只是固含量稍高些,而防凍性確實不如含混合苯的氯丁膠粘劑。我們的實驗結果便是鮮明例證。
對市售的低價、低固含量的溶劑型氯丁膠粘劑實測固含量為16.8%,含混合苯45%、溶劑油>35%,粘接三層膠合板,涂膠后晾置1Omin,疊合錘壓后,用勁力冊不開或板破壞,在一25℃冰柜內放置7d不凍。而達到上述不達標膠的粘接性能,達標膠且含10%的1,2一二氯乙烷,固含量須為18.5%,低于一14℃就凍結;不含氯化溶劑的達標膠,固含量則需20%,凍結
溫度一1190;環境標志膠固含量要達23%,凍結溫度一9℃。
客觀而言,苯類溶劑是氯丁橡膠綜合性能最好的溶劑,尚無其他溶劑可與之相媲美,但因苯為致癌物質,毒害極大,絕對不能再用苯作溶劑。甲苯毒性稍小,也只能限量使用,在美國和歐州的法規中,其用量不超過5%。
1.3、產最減少并不意味會被淘汰
溶劑型氯丁膠粘劑國內外的產量都在逐年減少(見表1),這很正常,因為被SBS膠粘劑和白乳膠代替了一部分。
氯丁膠粘劑年產量
迄今為止,與溶劑型氯丁膠粘劑同等性能的替代膠粘劑尚未出現,盡管SBS膠粘劑代替了少部分氯丁膠粘劑,但因耐久性差的軟肋,不可能完全替代。并且國內水性氯丁膠粘劑性能提高到實用階段需時久遠,即使到了那一天,溶劑型氯丁膠粘劑還會與水性氯丁膠粘劑長期共存,競相爭輝。
市場經濟是優勝劣汰,溶劑型氯丁膠粘劑性能上乘,價格較廉,何談被淘汰,更不會消亡。獨具的優點是粘性保持期長,室溫固化快速,強度發展迅速,剪切強度高(見表2),柔韌性好,耐溫一4O℃-80℃(177℃),耐久性好(室內使用1020年,室外3-5年)。用途廣泛,可粘接多種材料。
氯丁膠粘劑剪切強度
溶劑型氯丁膠粘劑只要將溶劑的環保壓力,當新的發展契機,另辟蹊徑,環境友好,提升性能,被淘汰總是在所可免,老樹還會開新花。
1.4、低質低價惡性競爭嚴重
近兩年來,原油價格扶搖直上,化工原料漲勢兇猛,致使低檔氯丁膠粘劑在市場上泛濫,低質、有毒、味大、假冒的產品屢見不鮮。有的劣質產品竟打著“環?!敝沈_消費者。本來溶劑漲價幅度很大,膠粘劑適當升點價理所當然,令人不解的是個別產品卻還降價。不難推想,如不降低固含量,不使用高毒、廉價的溶劑,怎會生產出低價產品。
低價位競爭是互相傾壓、兩敗俱傷的惡性競爭,破壞了正常的市場秩序,使更多的企業卷人激烈的低端市場拼殺,其結果是嚴重地阻礙了氯丁膠粘劑的發展。
1.5、生產技術正在推陳出新
氯丁膠粘劑的生產多為中小企業,大多數是作坊式廠家,仍然沿用上世紀80年代的制造方法,配方陳舊、工藝落后、設備簡陋、能耗過高、效率很低、質量低下。基本上是同質化、仿制化、低檔化。無論是煉膠法,還是直溶法,多數采用一次加料法,看起來省事方便,實際上費時耗能,還影響產品質量。
傳統工藝所用溶劑主要是苯類,一次加料法顯不出弊端。但按GB18583標準要求甲苯用量每噸膠液小于200kg,其余要用醋酸乙醋、環己烷、丁酮、丙酮、溶劑汽油等。從成本考慮,溶劑汽油所占比例較大,還因循守舊老工藝方法,必然是氯丁橡膠溶解速度慢、溶解時間長、溶解效果差。尤其是低溫的冬春季節,間題更大,生產的氯丁膠粘劑粘接效果不佳,貯存穩定性變差,究其原因是氯丁橡膠沒有徹底溶解。
令人欣慰的是,最近幾年一些企業上了規模,生產環境和工藝技術都有了很大改進。山東一家以氯丁膠粘劑為主的膠業公司,廠區綠樹成蔭,廠房高大寬敞,通風良好。攪拌釜帶有回流冷凝裝置,沒有溶劑揮發逸散,采用管道泵送計量加溶劑,制得的膠粘劑出料直接泵入貯罐,以灌裝機半自動化灌裝,整個廠房除了在投人氯丁膠料時刻,正常運轉時幾乎聞不到氣味,基本上是清潔生產。
另外,廣東、深圳、成都等省市的氯丁膠粘劑生產企業多數采用高速剪切法生產技術,溶解快速,時間縮短,僅需4-5h,效率很高。
1.6、水性氮丁膠與國外差距顯著
氯丁膠乳自上世紀80年代開發出來,用于水性氯丁膠粘劑獲得圓滿成功。其特點是無毒環保,不燃安全,節省資源,代表著氯丁膠粘劑的發展方向。然而,水性氯丁膠粘劑干燥速度太慢,粘接需要曠時等待,初粘強度也無法與溶劑型相比,抗凍性又差。
同時,對于不滲透性材料如金屬、塑料和橡膠等的粘接效果不很理想。國外水性氯丁膠粘劑開發較早,目前已進人實用階段。國內水性氯丁膠還處于起步階段,性優價廉產品問世尚需時日,真正應用更是企盼之中。
2、氯丁膠粘劑的展望
氯丁膠粘劑的發展也要與時俱進,落實科學發展觀,立足不懈創新,徹底改進溶劑型氯丁膠粘劑,減少污染,節約資源,環境友好。加速開發水性氯丁膠粘劑,攻克性能難關,盡早產業化。
2.1、采用先進生產技術 <
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