密封膠粘劑的發(fā)展

1、密封膠粘劑的開展 隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)的開展,膠粘劑需求量愈來愈大,已進(jìn)入工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、醫(yī)學(xué)、國防和人民日常生活各個領(lǐng)域,在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮愈來愈大的作用,膠粘劑工業(yè)已開展為一個獨立的新興部門。 中國是人類文明史上使用膠粘劑最早國家之一?周易參同契?等古書上均有膠粘劑制造和使用的記載,許多出土文物說明5000年前我們祖先就會用粘土、淀粉和香松等天然產(chǎn)物做膠粘劑,4000千多年前就會用生漆做膠粘劑和涂料制造器具,3000年前的周朝已用動物膠作木船的填縫密封膠,兩千年前的秦朝用糯米漿與石灰作砂漿粘合長城的基石,使萬里長城成為中華民族偉大文明的象征之一,公元前200年東漢時期用糯米漿糊制成棺木密封膠,配

2、以防腐劑,使馬王堆古尸出土?xí)r肌肉及關(guān)節(jié)仍有彈性,足見中國膠接技術(shù)之高超。1958年我國建立起自己的合成膠粘劑工業(yè),目前我國已能生產(chǎn)環(huán)氧、酚醛、氨基樹脂、聚氨酯、有機(jī)硅、橡膠和丙烯酸酯等各類合成膠粘劑,品種已達(dá)1500余種1982年在北京舉辦的全國膠粘劑新產(chǎn)品展覽會上,已展出了13個省市110個單位研制的600多種產(chǎn)品?？梢灶A(yù)計,黨的十五大之后,隨著國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的蓬勃開展,我國膠粘劑工業(yè)一定出現(xiàn)更令人可喜新局面。 據(jù)資料報道，膠黏劑全球市場極大，1995年世界膠黏劑消費量達(dá)728萬t，其中：北美地區(qū)270萬t、南美萬t、歐洲萬t、亞太地區(qū)135萬t、其它地區(qū)30萬t。據(jù)專家預(yù)測2021年全

3、球耗用膠黏劑將達(dá)萬t。 由此可見，無論國外還是國內(nèi)，膠黏劑的開展速度都是較快的，用量也是可觀的。因此該行業(yè)吸引了眾多的企業(yè)家，在中國竟有600多家各種類型的膠黏劑生產(chǎn)廠，數(shù)量可謂世界第一。也正因為有眾多的膠黏劑生產(chǎn)廠，所以在中國膠黏劑市場上競爭極其劇烈。 3密封膠黏劑存在的問題密封膠質(zhì)量問題長時間內(nèi)隨著白油的不斷析出，引起接縫膠體的過度收縮、剛硬、喪失位移能力，無法適應(yīng)基材熱脹冷縮的位移量造成開裂。、肟型膠的特性：抗接縫位移開裂能力差。、配方中交聯(lián)劑含量少，缺乏以使密封膠反響生成完善的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、存在結(jié)構(gòu)缺陷，容易導(dǎo)致膠體開裂。、密封膠不是在有效期內(nèi)使用。應(yīng)用方面的原因、接縫設(shè)計不合理，接縫

4、寬度小于6mm容易導(dǎo)致開裂。、施膠過程中形成大量的氣泡容易導(dǎo)致膠體開裂。、肟型膠施膠太薄容易開裂。、施膠厚薄不均勻容易導(dǎo)致膠體在薄的地方開裂。、基材外表溫度過高或過低時施工，膠固化后膠體容易開裂。、密封膠在固化過程中受到外力作用容易導(dǎo)致固化后膠體開裂。、受到大的外力作用或基材產(chǎn)生大的形變，例如，地震、臺風(fēng)等，膠體可能開裂。、三面粘結(jié)現(xiàn)象發(fā)生時，密封膠可承受的位移量會被限制在原設(shè)計位移量的±15以內(nèi)，容易導(dǎo)致膠體開裂。適用性、選用的密封膠的位移能力不能滿足接縫位移要求。、選用的密封膠的模量不符合接縫要求。、粘結(jié)破壞。應(yīng)用性問題、基材外表清潔方法不當(dāng)、清潔使用的溶劑不適宜；、基材外表清潔

5、達(dá)不到密封膠施打要求、施打密封膠時基材外表沒有揮發(fā)枯燥；、使用的底漆不當(dāng)或底漆在使用前已經(jīng)失效；、基材外表涂刷的底漆過量、施打密封膠時基材外表沒有揮發(fā)枯燥；、密封膠在施打過程中接口內(nèi)的密封膠沒有充分壓實；、密封膠與基材的接觸面積過小而無法保證密封膠與基材的粘結(jié)性(接口設(shè)計不合理)；、密封膠在固化過程中受到外界影響，比方風(fēng)荷載作用、基材的熱脹冷縮等；、施工時環(huán)境溫度低于5造成基材外表結(jié)露和暗露。適用性問題、石材幕墻沒有做污染性試驗，無法確定密封膠是否會污染基材；、金屬、石材幕墻使用酸性膠會導(dǎo)致膠與基材發(fā)生化學(xué)反響；、玻璃幕墻中玻璃與鋁型材的粘結(jié)使用酸性膠，鍍膜玻璃鍍膜面的粘結(jié)使用酸性膠都會導(dǎo)致粘

6、結(jié)失??；、開工前沒有做相容性測試、粘結(jié)性測試而無法保證密封膠與基材的粘結(jié)性?；瘜W(xué)上不相容的裝配附件如：密封條、間隔條、襯墊條、固定塊等和密封膠接觸將會導(dǎo)致密封膠變色或使密封膠和基材失去粘結(jié)性。質(zhì)量問題 密封膠固化后的位移能力、模量、伸縮性達(dá)不到使用要求。 4開展趨勢及前景品種日新月異 產(chǎn)品逐年聚增現(xiàn)代化工業(yè)迅速開展,天然膠粘劑不管在品種、性能,還是產(chǎn)量方面均不能滿足大工業(yè)開展和人類生活的需要,本世紀(jì)30年始,隨著合成高分子材料的開展,出現(xiàn)了合成膠粘劑,如今合成膠粘劑已占整個膠粘劑產(chǎn)量的80%。近20年來,國內(nèi)外膠粘劑及其技術(shù)理論開展十分驚人,可謂品種日新月異,性能指標(biāo)不斷推陳出新,產(chǎn)量逐年劇增

7、,應(yīng)用愈來愈廣泛。例如 ,日本的三建()公司80年代就有1700余種,德國漢高()公司超過1000種,美國杜邦()公司有500種,英國博斯帝克()公司達(dá)450種,我國1982年超過600種,1984年達(dá)1847種,1985年達(dá)3500種,目前主要膠粘劑,國外有的,我國根本也有,性能也相差無幾,但價格和應(yīng)用上差異較大。從世界角度看,膠粘劑不僅品種和產(chǎn)量增加很快,而且性能也顯著提高。僅以古老品種環(huán)氧樹脂而言,已取得長足進(jìn)步,日本研制的耐高溫環(huán)氧膠,200固化后,最高使用溫度可達(dá)537,法國研制的環(huán)氧膠,室溫固化后可在300使用,我國也研制出350下使用的耐高溫環(huán)氧膠,現(xiàn)在環(huán)氧膠固化速度已大大加快,

8、已有2-3分鐘凝膠,10分鐘左右可達(dá)固定強(qiáng)度的品種,適用應(yīng)急修補(bǔ),以液體活端基橡膠與環(huán)氧樹脂并用,粘接鋁合金,室溫下固化,剪接強(qiáng)度達(dá)25 4829 40,剝離強(qiáng)度大于0 490 78?，F(xiàn)已出現(xiàn)第二代環(huán)氧樹脂膠粘劑,粘接強(qiáng)度比一般結(jié)構(gòu)膠高2倍。以2-氰基丙烯酸脂為主體的瞬干膠開展很快,已研制出強(qiáng)度高,韌性好,抗沖擊和用于粘接細(xì)孔材料的膠。 第二代丙烯酸膠粘劑(),不僅固化速度快,而且強(qiáng)度更高,無需混合(可分別涂在被粘物外表),使用方便,且可用于油面粘接,最近國外已研制出耐熱(180),氣味也有很大改進(jìn)。第三代丙烯酸脂()也早已研制出來,采用光引發(fā)粘接,即謂紫外固化膠粘劑。膠粘劑產(chǎn)量與日俱增,70

9、年代世界主要工業(yè)國家膠粘劑生產(chǎn)增長率為5%10%,80年代以來呈現(xiàn) 蓬勃開展勢頭,如美國,膠粘劑產(chǎn)值達(dá)39 9億美元,占世界膠粘劑市場的40%,直至1994年,年均增長率為4 5%,日本1996年膠粘劑產(chǎn)量比1985年增長5 1%達(dá)77 9萬噸。生產(chǎn)與科研緊密結(jié)合,現(xiàn)今國內(nèi)外許多中型以上膠粘劑生產(chǎn)廠均附設(shè)科研機(jī)構(gòu),主要結(jié)合本廠生產(chǎn)實際和主市場需要,開發(fā)第二代和第三代新產(chǎn)品,研究自己的技術(shù)訣竅,在性能和本錢上下功夫,開創(chuàng)獨具特色的新品種,我國已出現(xiàn)生產(chǎn)廠,大專院校,科研院所,粘接學(xué)會(或協(xié)會)密切結(jié)合的新局面,科研工作直接或間接為生產(chǎn)效勞,研究課題可以來自生產(chǎn)實際,來自產(chǎn)品國產(chǎn)化要求,也可以由研

10、究人員,在查閱文獻(xiàn)市場調(diào)查的根底上,自己提出,膠粘劑是一種復(fù)雜體系,除了基料外,還要有其他組分,某些組分間作用可能是相反,且處于膠粘劑體系內(nèi),這就要求科技人員在配方設(shè)計中必須進(jìn)行科學(xué)的綜合平衡,以求配方獲得力學(xué)上穩(wěn)定,主要功能最優(yōu),其他功能均能滿足要求。中試生產(chǎn)和放大生產(chǎn)可以到生產(chǎn)廠進(jìn)行,檢驗實驗室研究成果的實用性和工藝合理性,不斷完善產(chǎn)品性能指標(biāo)。研究新的粘接技術(shù)和工藝 微膠囊技術(shù):開展單組分包裝的膠粘劑,一直為人們所關(guān)注,通常采用兩個途徑,即一是用潛伏性固化劑提高貯存期;另一途徑是將固化劑或促進(jìn)劑包封在微膠囊中,配制成穩(wěn)定的單組分膠液,使用時微微加壓膠囊破裂,固化劑或促進(jìn)劑與主體膠接觸迅速

11、固化。改進(jìn)涂膠技術(shù):由于水基膠粘度低,應(yīng)用受到限制,采用雙液混噴新技術(shù),可獲滿意效果,其中一液是以丙烯酸乳液為主劑,另一液是能使乳液產(chǎn)生凝聚的有機(jī)金屬鹽溶液,涂布時采用雙頭噴霧槍,在空中混合,涂布于被粘接物外表,很快凝聚,產(chǎn)生初粘力,到達(dá)與溶劑型相似的效果,此技術(shù)目前用于汽車頂板、水箱、冷庫隔熱層的粘接。目前有些國家正在本著節(jié)能、快速固化、無公害的原那么,大力采用紫外線或電子束固化新工藝,由于紫外線能量低,穿透力差,故要求被粘物要具有透光性,并加光引發(fā)劑吸收紫外線,形成激發(fā)態(tài)分子或活性自由基,從而導(dǎo)致不飽和高聚物進(jìn)行接枝、交聯(lián)等反響到達(dá)固化目的。生產(chǎn)規(guī)模中小型化 產(chǎn)品追求高附加值膠粘劑屬于精細(xì)

12、化學(xué)品,生產(chǎn)屬精細(xì)化工范疇,特點是生產(chǎn)量小,需求品種多,產(chǎn)品更新?lián)Q代快,適宜中小型企業(yè)生產(chǎn),中小型企業(yè)可隨社會需求及時靈活調(diào)整,據(jù)報導(dǎo)各國膠粘劑生產(chǎn)廠職工在百人以下的占50%以上,千人以上的大廠絕大多數(shù)屬于兼營,如美國的公司,3公司,公司等,有些國家本身無資源,在世界石油危機(jī),價格猛提的形勢下,迫使它們生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品,如氰基丙烯酸酯瞬干膠,熱熔膠,工程結(jié)構(gòu)等特種膠, 以求利用高難技術(shù)增強(qiáng)在國際市場上的競爭力,獲取優(yōu)勢。根底理論研究日受重視 膠粘技術(shù)歷史悠久,但膠粘機(jī)理、界面化學(xué)等根底理論研究工作是近年來才開始的,特別是近20年來,國內(nèi)外研究者對膠接原理,提出多種學(xué)說,如機(jī)械論、吸附論、擴(kuò)散論

13、、靜電(電子)論、弱界面層理論、化學(xué)鍵理論、分子理論、電磁理論和配價鍵理論等,但由于膠接過程是一個復(fù)雜的物理化學(xué)過程,膠接強(qiáng)度不僅取決于膠粘劑性質(zhì)和被粘外表的膠接特性,而且和接頭設(shè)計,接頭成型工藝等密切相關(guān),還受周圍環(huán)境的影響,各種相關(guān)因素的變化都會影響接頭膠接強(qiáng)度和測試結(jié)果,給揭示膠接機(jī)理帶來困難,用上述任何一個理論都不能圓滿解決膠接過程的復(fù)雜現(xiàn)象,而只能說明局部現(xiàn)象和問題,更不能完全說明材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)與膠接特性之間的定 量關(guān)系,這些都需理論研究的進(jìn)一步深化。實踐證明,重視根底理論研究,從膠接機(jī)理上弄清膠接本質(zhì),在根底理論指導(dǎo)下,膠粘劑研制工作者方可研制出性能更高,用途更廣泛新膠粘劑,根底理

14、論研究是長遠(yuǎn)起作用的,在重視應(yīng)用研究的同時更應(yīng)重視根底理論研究,占領(lǐng)制高點,掌握主動權(quán),將膠粘劑工業(yè)不斷推向新臺階。市場動態(tài)走向木材加工業(yè)仍是應(yīng)用大戶 隨著現(xiàn)代木材加工業(yè)的進(jìn)展,木材膠粘劑用量日益擴(kuò)大增多,木材膠粘劑已成為木材加工業(yè)及木器制造業(yè)的支柱,如膠合板、木屑板、裝飾板、家具和辦公用品等都大量使用膠粘劑,全世界木材膠粘劑產(chǎn)量占膠粘劑總產(chǎn)量的3/4,如美國約60%的合成膠粘劑用于木材加工業(yè),俄羅斯為79%,日本為75%,在我國60%70%的膠粘劑也用于木材加工業(yè)。特種膠粘劑日受青睬 膠粘劑作為一種新的聯(lián)接材料已在宇航、汽車、造船、機(jī)械制造、無線電和電器儀表等許多領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用,然而,由于

15、科學(xué)技術(shù)迅速開展,對膠粘劑性能指標(biāo)提出了一些更高要求,如良好的導(dǎo)電性,耐酸堿性,優(yōu)良的光學(xué)性能,真空密封性能,應(yīng)變傳遞性能以及對生物體組織有較佳的適應(yīng)性能等,特種膠粘劑就是具有上述某種性能的一類膠粘劑。特種膠粘劑具有獨特作用,日受青睬,如阿波羅飛船上的指揮艙登月艙用的鈦鋁合金蜂窩夾層結(jié)構(gòu),采用耐高溫的環(huán)氧-酚醛膠粘劑合,衛(wèi)星與飛船飛越或重返大氣層時,外表的耐高溫?zé)g材料與容器的固定,火箭液體燃料,-235時保溫材料與容器固定,其中的耐高溫膠粘劑與超低溫膠粘劑是必不可少的重要材料,價格多貴也得用。常見特種膠粘劑還有真空膠粘劑、應(yīng)變膠粘劑、導(dǎo)電膠粘劑、光學(xué)膠粘劑、耐酸堿膠粘劑和醫(yī)用膠粘劑等。 參考

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