1、 概况
粘接剂是一种使物体与物体粘接成为一体的媒介。它能使金属、玻璃、陶瓷、木材、纸质、纤维、橡胶和塑料等不同材质或同一材质粘接成一体,赋予各物体有各自的应用功能,是精细化工中重要的一类。
据资料报导,粘接剂全球市场极大,1995年世界粘接剂消费量达728万吨,其中:北美地区270万吨、南美13.5万吨、欧洲279.5万吨、亚太地区135万吨、其它地区30万吨。据专家预测2000年全球耗用粘接剂将达到844.5万吨。
据另一专家所写资料数据表明我国粘接剂用量增长迅速:(表1)
年份 |
1985 |
1990 |
1992 |
1994 |
1996 |
1998 |
2000 |
总用量(万吨) |
18 |
35 |
50 |
70 |
115 |
155 |
200 |
三醛胶用量 |
12 |
14 |
18 |
30 |
40 |
60 |
70 |
氯丁胶用量 |
|
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
预测2000年将达到200万吨以上。与上述资料所示的全球用量稍有出入。
由此可见,无论是国外还是国内,粘接剂的发展速度都是较快的,用量也是可观的。因此该行业吸引了众多的企业家,在中国竟有600多家各种各样类型的粘接剂生产厂,数量可谓世界第一。也正因为有众多的粘接剂生产厂,所以在中国粘接剂市场上竞争极其激烈。
2、 粘接剂主要品种状况
粘接剂种类很多,有天然的也有合成的,有无机的也有有机的,有水溶、热熔、压敏、溶剂型------。在我国用量较大的为“三醛胶”及“氯丁胶”,常用的还有醋酸乙烯乳液、丙烯酸乳液等。这几种胶的用量占总胶量的80%左右。但环氧胶、改性丙烯酸酯、聚氨酯、有机硅等粘接剂近年来发展速度极快,大有后来居上的趋势。
三醛胶是指以尿醛、酚醛、三聚氰胺甲醛为主要原料制备而得的粘接剂,它们和醋酸乙烯乳液组成了粘接剂的主力军。1996年这几种粘接剂在国内的产量为75.8万吨。它们的主要市场是木材工业、建筑装璜、包装、纸管、胶合板和卷烟。这些胶由于生产工艺简单、使用方便、价格便宜,因而生产厂很多。大部份木材加工厂都生产三醛胶。这类胶存在一个致命的缺点:有较大量的游离醛存在。因而它不符合可持续发展的产业政策,因为游离醛的存在会引起人体多种病的产生,如气管炎、哮喘、皮炎、甚至癌症。这个缺点急待改进,否则就有被淘汰的危险。
丙烯酸乳液1996年产量为16.5万吨,主要用作压敏胶、粘接带、标签、植绒、无纺布、纸加工、涂料印花和涂层等。它们和醋酸乙烯乳液一样是以水作溶剂的粘接剂,使用安全、价格低廉,因而近来发展较快。但这类水基粘接剂存在以下缺点:干燥慢,必须高温或常温下长期干燥;粘接强度不高;耐寒、耐热、耐水性差。所以目前的水乳液胶的应用受到一定的限制,必须研制新型的水基反应型胶。
反应型胶主要有环氧粘接剂及聚氨酯、硅酮密封胶。它们有较高的化学反应性,比起前面所讲的三醛胶、水基胶价格要贵。在粘接剂类中该类型胶产量较小。1996年环氧粘接剂产量为1万吨,主要用作工程结构胶;聚氨酯粘接剂产量为2.2万吨,主要用于制鞋业;硅酮密封胶产量为0.76万吨,主要用于汽车工业。这类胶由于性能优越,改性途径较多,因而近年来发展速度很快。但环氧胶、硅酮胶价格贵,聚氨酯毒性大且在空气中有自固化倾向,在一定程度上影响了它们的应用面。
热熔胶主要为乙烯—醋酸乙烯共聚物,1996年该类粘接剂产量达1.2万吨,主要用于包装工业、书籍装订和制袋等。它的优点为粘接速度快、不用溶剂、涂胶量易控制、制品光泽好。但也有很多缺点:耐热性差、粘接强度低、施工不便、耐化学药品性差等。
橡胶型粘接剂主要是氯丁胶粘剂,1996年产量为12.3万吨,主要市场为制鞋业,少量用于汽车、家具、建筑装璜,其发展现状见表1。目前它的用量增长较快主要是因为生产简单、性能好、价格便宜。但由于它含苯量大,易污染工作环境,有毒等,使它的发展受到限制。专家预测量005年它会走下坡路,将被新开发的热熔、水基、反应性粘接剂所取代。
在我国市场上粘接剂以上述数种为主,尚有不饱和、聚乙烯醇、热塑性树脂等制成的粘接剂存在,在此不一一剖析。将我国所用的粘接剂种类与国外的加以比较,就不难发现粘接剂行业产品结构的不合理,必须加速调整。
表2。各类型粘接剂比例(%)
类型 |
世界 |
国内 |
水基型 |
45 |
45.3 |
热熔 |
20 |
1.0 |
溶剂 |
15 |
|
反应 |
10 |
3.8 |
三醛 |
|
40.6 |
橡胶 |
|
9.3 |
其它 |
10 |
|
由上表可见国内外分类方法存在一些差别。但三醛型比例过大,热熔及反应型比例过小,这是国内制胶业的明显缺陷。
3、 主要发展趋势
人类社会即将跨入21世纪。人们预测新的世纪将是信息社会、生物世纪、知识经济时代。将出现60%以上的新技术、新产品、新材料、新能源,将改变目前的传统产业产品的面貌。人们的生活也会发生质的变化。粘接剂作为精细化工产品将会在其中发挥更大的作用。目前我国汽车工业用胶量如表3所示。
表3 汽车工业用粘接剂量
年份 |
总汽车产量 |
总用胶量(万吨) |
其中环氧胶(吨) |
1996 |
152 |
2.6 |
400 |
1997 |
158 |
2.7 |
420 |
1998 |
160 |
2.75 |
425 |
2000预测 |
300 |
5.16 |
800 |
2010预测 |
700 |
12 |
1860 |
目前汽车用的粘接剂21%左右为氯丁胶,如果它由于毒性被加快淘汰,环氧胶或硅橡胶类的粘接剂最有可能替代它。如果是此那么上表中的2000年后的环氧胶预测数就要大大增加。
制鞋业也是使用粘接剂的大户,全国每年约制鞋25-30亿双,每双鞋平均用胶40克,每年耗胶约法三章0-12万吨。目前制鞋业的粘接剂90%用的是氯丁胶,但迟早会被聚氨酯或新型无毒的高强度胶所取代。
住宅建筑、家庭装璜、家具及家用电器,及与此相关的木材加工业是粘接剂最大的用户。前面介绍的三醛胶、水基胶都与这方面的用途有关。三醛胶、水基胶的优缺点大家都已知道,在没有新的粘接剂取代它们之前,它们的用量仍然相当可观。据资料报导,建筑业1994年耗各种粘接剂49.4万吨,占总量的51.8% 。国家建材局发布的信息表明:1994年全国房屋建筑施工面积达到6.5亿平米,1995年为12亿平米,近几年将保持在2亿平米/年增长速度。由本组数据计算一下该方面用胶量之大是可想而知了。这方面的用户对改进粘接剂性能、提高粘接剂质量呼声也最高。例如提高粘接力、耐水、耐候、快速固化、无毒------而且价格又要低廉。在国外这方面环氧结构胶用量较大,我们应该注意该市场的国内发展动向。
由于粘接剂用户面广,使用的量也较大,加之收集的统计资料不全,很难看出粘接剂行业的全貌。但由这些大用户所使用的典型粘接剂的状况,至少可以得出一个结论:粘接剂市场极大,结构不太合理急需调整。