氯丁膠粘劑的現(xiàn)狀與展望

    氯丁膠粘劑由于性優(yōu)價(jià)廉，用途廣泛，適用性強(qiáng)，自上世紀(jì)50年代問世以來發(fā)展很快，長(zhǎng)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(dān)心膠粘劑的危害和安全，國(guó)外早已限制。而一些發(fā)展中國(guó)家，如中國(guó)直到2002年7月才對(duì)氯丁膠粘劑的有害物質(zhì)進(jìn)行限量。 

    隨著國(guó)家環(huán)保法規(guī)日趨嚴(yán)格和人們環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng)，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(xiàn)狀和發(fā)展方向。 

    1氯丁膠粘劑的現(xiàn)狀 

    1.1環(huán)保理念引領(lǐng)氯丁膠粘劑發(fā)展 

    在國(guó)家實(shí)施GB18583-2001強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)之前，溶劑型氯丁膠粘劑的有害物質(zhì)含量處于失控狀態(tài)，中毒甚至死亡事故時(shí)有發(fā)生。從2002年7月1日標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施之后，有規(guī)可循，生產(chǎn)企業(yè)有了約束，不再像過去那樣為所欲為。從無控到有控?zé)o疑是一很大進(jìn)步。 

    應(yīng)當(dāng)明確，達(dá)到GB18583-2001標(biāo)準(zhǔn)的氯丁膠粘劑僅是市場(chǎng)最低準(zhǔn)人限，并非環(huán)保達(dá)標(biāo)。順應(yīng)環(huán)保潮流，出現(xiàn)了無“三苯”氯丁膠，似乎是環(huán)保型，其實(shí)不然，無“三苯”并不一定都無害，未必完全符合環(huán)保要求。須知環(huán)保型膠粘劑應(yīng)是既對(duì)人體無毒害，又對(duì)環(huán)境無污染，二者兼?zhèn)洳琶�符其�?shí)。至于綠色膠粘劑標(biāo)準(zhǔn)更高，絕對(duì)不能隨便冠用。 

    中國(guó)已有少數(shù)企業(yè)開發(fā)出環(huán)境標(biāo)志氯丁膠粘劑，粘接效果也不錯(cuò)。環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品認(rèn)證技術(shù)要求(HBC18-2003)(粘合劑)對(duì)有害物質(zhì)限量更為嚴(yán)格，生產(chǎn)過程中不得添加苯、甲苯、二甲苯、鹵代烴等有毒有機(jī)溶劑�？墒沁@種環(huán)保型氯丁膠粘劑，因其價(jià)格較高，而是叫好不叫座。 

    1.2達(dá)標(biāo)與保質(zhì)未能并行不悖 

    所謂達(dá)標(biāo)是指達(dá)到GB18583-2001標(biāo)準(zhǔn)，保質(zhì)就是性能符合HG/T3738-2004《溶劑型多用途氯丁橡膠膠粘劑》標(biāo)準(zhǔn)要求。由于GB18583標(biāo)準(zhǔn)僅規(guī)定了有害物質(zhì)限量，卻無粘接性能要求，單純達(dá)標(biāo)并不困難，但粘接性能低下，市場(chǎng)不會(huì)認(rèn)可。達(dá)標(biāo)和保質(zhì)理應(yīng)并駕齊驅(qū)，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(yè)借GB18583標(biāo)準(zhǔn)未對(duì)氯化溶劑限制的可乘之機(jī)，大量使用低質(zhì)、廉價(jià)的1,2一二氯乙烷，檢測(cè)雖符合標(biāo)準(zhǔn)，但毒性很大，實(shí)際上則是“三苯”達(dá)標(biāo)的毒性轉(zhuǎn)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(dá)300-400kg，大感驚愕。GB19340-2003《鞋和箱包用膠粘劑》標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)鹵代烴總量和正己烷用量做了較嚴(yán)格的規(guī)定，可參照?qǐng)?zhí)行。 

    目前溶劑型氯丁膠粘劑的質(zhì)量問題較大，一些企業(yè)為了降成本，仍然使用國(guó)家明令禁止的苯或混合苯作為制膠溶劑，苯量超標(biāo)嚴(yán)重，從幾倍至七十多倍，與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)完全相悖。 

    有人覺得，達(dá)到GB18583標(biāo)準(zhǔn)的氯丁膠粘劑應(yīng)用性能不良，其實(shí)并不意味達(dá)標(biāo)膠的粘接性能就差，只是固含量稍高些，而防凍性確實(shí)不如含混合苯的氯丁膠粘劑。我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果便是鮮明例證。對(duì)市售的低價(jià)、低固含量的溶劑型氯丁膠粘劑實(shí)測(cè)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(cè)不開或板破壞，在一25℃冰柜內(nèi)放置7d不凍。而達(dá)到上述不達(dá)標(biāo)膠的粘接性能，達(dá)標(biāo)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(jié);不含氯化溶劑的達(dá)標(biāo)膠，固含量則需20%，凍結(jié) 

    溫度一1190;環(huán)境標(biāo)志膠固含量要達(dá)23%，凍結(jié)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(zhì)，毒害極大，絕對(duì)不能再用苯作溶劑。甲苯毒性稍小，也只能限量使用，在美國(guó)和歐州的法規(guī)中，其用量不超過5%。 

    1.3產(chǎn)最減少并不意味會(huì)被淘汰 

    溶劑型氯丁膠粘劑國(guó)內(nèi)外的產(chǎn)量都在逐年減少(見表1)，這很正常，因?yàn)楸籗BS膠粘劑和白乳膠代替了一部分。

氯丁膠粘劑年產(chǎn)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(xiàn)，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(guó)內(nèi)水性氯丁膠粘劑性能提高到實(shí)用階段需時(shí)久遠(yuǎn)，即使到了那一天，溶劑型氯丁膠粘劑還會(huì)與水性氯丁膠粘劑長(zhǎng)期共存，競(jìng)相爭(zhēng)輝。 

    市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)是優(yōu)勝劣汰，溶劑型氯丁膠粘劑性能上乘，價(jià)格較廉，何談被淘汰，更不會(huì)消亡。獨(dú)具的優(yōu)點(diǎn)是粘性保持期長(zhǎng)，室溫固化快速，強(qiáng)度發(fā)展迅速，剪切強(qiáng)度高(見表2)，柔韌性好，耐溫一4O℃-80℃(177℃)，耐久性好(室內(nèi)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(qiáng)度

    溶劑型氯丁膠粘劑只要將溶劑的環(huán)保壓力，當(dāng)新的發(fā)展契機(jī)，另辟蹊徑，環(huán)境友好，提升性能，被淘汰總是在所可免，老樹還會(huì)開新花。 

    1.4低質(zhì)低價(jià)惡性競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重 

    近兩年來，原油價(jià)格扶搖直上，化工原料漲勢(shì)兇猛，致使低檔氯丁膠粘劑在市場(chǎng)上泛濫，低質(zhì)、有毒、味大、假冒的產(chǎn)品屢見不鮮。有的劣質(zhì)產(chǎn)品竟打著“環(huán)�！敝�名蒙騙消費(fèi)者。本來溶劑漲價(jià)幅度很大，膠粘劑適當(dāng)升點(diǎn)價(jià)理所當(dāng)然，令人不解的是個(gè)別產(chǎn)品卻還降價(jià)。不難推想，如不降低固含量，不使用高毒、廉價(jià)的溶劑，怎會(huì)生產(chǎn)出低價(jià)產(chǎn)品。 

    低價(jià)位競(jìng)爭(zhēng)是互相傾壓、兩敗俱傷的惡性競(jìng)爭(zhēng)，破壞了正常的市場(chǎng)秩序，使更多的企業(yè)卷人激烈的低端市場(chǎng)拼殺，其結(jié)果是嚴(yán)重地阻礙了氯丁膠粘劑的發(fā)展。 

    1.5生產(chǎn)技術(shù)正在推陳出新 

    氯丁膠粘劑的生產(chǎn)多為中小企業(yè)，大多數(shù)是作坊式廠家，仍然沿用上世紀(jì)80年代的制造方法，配方陳舊、工藝落后、設(shè)備簡(jiǎn)陋、能耗過高、效率很低、質(zhì)量低下。基本上是同質(zhì)化、仿制化、低檔化。無論是煉膠法，還是直溶法，多數(shù)采用一次加料法，看起來省事方便，實(shí)際上費(fèi)時(shí)耗能，還影響產(chǎn)品質(zhì)量。傳統(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)要求甲苯用量每噸膠液小于200kg，其余要用醋酸乙醋、環(huán)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(shí)間長(zhǎng)、溶解效果差。尤其是低溫的冬春季節(jié)，間題更大，生產(chǎn)的氯丁膠粘劑粘接效果不佳，貯存穩(wěn)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(yè)上了規(guī)模，生產(chǎn)環(huán)境和工藝技術(shù)都有了很大改進(jìn)。山東一家以氯丁膠粘劑為主的膠業(yè)公司，廠區(qū)綠樹成蔭，廠房高大寬敞，通風(fēng)良好。攪拌釜帶有回流冷凝裝置，沒有溶劑揮發(fā)逸散，采用管道泵送計(jì)量加溶劑，制得的膠粘劑出料直接泵入貯罐，以灌裝機(jī)半自動(dòng)化灌裝，整個(gè)廠房除了在投人氯丁膠料時(shí)刻，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)幾乎聞不到氣味，基本上是清潔生產(chǎn)。 

    另外，廣東、深圳、成都等省市的氯丁膠粘劑生產(chǎn)企業(yè)多數(shù)采用高速剪切法生產(chǎn)技術(shù)，溶解快速，時(shí)間縮短，僅需4-5h，效率很高。

    1.6水性氮丁膠與國(guó)外差距顯著 

    氯丁膠乳自上世紀(jì)80年代開發(fā)出來，用于水性氯丁膠粘劑獲得圓滿成功。其特點(diǎn)是無毒環(huán)保，不燃安全，節(jié)省資源，代表著氯丁膠粘劑的發(fā)展方向。然而，水性氯丁膠粘劑干燥速度太慢，粘接需要曠時(shí)等待，初粘強(qiáng)度也無法與溶劑型相比，抗凍性又差。同時(shí)，對(duì)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(guó)外水性氯丁膠粘劑開發(fā)較早，目前已進(jìn)人實(shí)用階段。國(guó)內(nèi)水性氯丁膠還處于起步階段，性優(yōu)價(jià)廉產(chǎn)品問世尚需時(shí)日，真正應(yīng)用更是企盼之中。 

    2氯丁膠粘劑的展望 

    氯丁膠粘劑的發(fā)展也要與時(shí)俱進(jìn)，落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，立足不懈創(chuàng)新，徹底改進(jìn)溶劑型氯丁膠粘劑，減少污染，節(jié)約資源，環(huán)境友好。加速開發(fā)水性氯丁膠粘劑，攻克性能難關(guān)，盡早產(chǎn)業(yè)化。 

    2.1采用先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù) 

    產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)保證離不開先進(jìn)技術(shù)支撐，那些減固增污的配方、質(zhì)差毒大的原料、費(fèi)時(shí)耗能的工藝、落后簡(jiǎn)陋的設(shè)備都應(yīng)摒棄，不要因循守舊。代之而用科學(xué)的配方、合格的原料、合理的工藝、適宜的設(shè)備�？繙p低固含降本絕不是上策，美國(guó)和歐州的氯丁膠粘劑固含量為18%-26%，中國(guó)化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在18%以上。固含量低于18%,表面上看能降低成本，實(shí)際上大量溶劑揮發(fā)造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。配方也不可能一成不變，要有靈活性、適應(yīng)性，中國(guó)地域廣大，氣候變化多端，春夏秋冬都用一個(gè)配方很不科學(xué)，可根據(jù)情況將配方做季節(jié)性調(diào)整，冬春和夏秋配方有別。所用原材料要立足環(huán)保，應(yīng)達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。不斷改善工藝方法，優(yōu)化工藝條件，管道化、泵作業(yè)、機(jī)灌裝，既能準(zhǔn)確可靠與保質(zhì)，又可減少浪費(fèi)和污染。溶膠攪拌釜在新建或更換時(shí)最好采用高速剪切釜，利用高速剪切和摩擦熱制得的膠質(zhì)量就是好。 

    2.2銳意創(chuàng)新謀求發(fā)展 

    溶劑型氯丁膠粘劑存在與發(fā)展的關(guān)鍵是環(huán)保化和高性能，達(dá)此目的制勝法寶就是創(chuàng)新，創(chuàng)新可使老產(chǎn)品升級(jí)換代而成新產(chǎn)品。 

    制約環(huán)保問題的瓶頸主要是溶劑，降低成本的途徑也是溶劑，因?yàn)槿軇┬吐榷∧z粘劑溶劑含量最高(75%-80%)，必須下功夫?qū)ふ液蛿U(kuò)大使用新溶劑。不久前我們發(fā)現(xiàn)了一種溶劑，揮發(fā)速度適中，低味，無毒環(huán)保，可以代替醋酸乙醋等，價(jià)格卻便宜20%-30%，來源不依賴石油。經(jīng)實(shí)際產(chǎn)品使用效果良好。 

    千萬不要輕視助劑的奇妙作用，例如，我們發(fā)現(xiàn)一種增強(qiáng)助劑，用量?jī)H為0.03%，可使達(dá)標(biāo)氯丁膠粘劑的粘接強(qiáng)度明顯增大，每噸膠原材料成本只增加2030元。還有一種著色劑，加量0.01%就使氯丁膠粘劑變成晶瑩靚麗的淡黃色，每噸膠液增加費(fèi)用巧元多。加入有機(jī)金屬化合物作交聯(lián)劑，可提高粘接強(qiáng)度和耐熱性。使用復(fù)合型防老劑，能提高耐久性。 

    采用納米技術(shù)，如加人0.6%-3%氣相法二氧化硅AEROSIL200，可使氯丁膠粘劑的耐熱性由80℃提高到120℃，同時(shí)也有增強(qiáng)作用，但一定要分散均勻。 

    2.3節(jié)能降耗降本增效 

    節(jié)能降耗是消化原材料漲價(jià)不利因素的有效方法。傳統(tǒng)生產(chǎn)所用的溶膠釜，一般都沒有冷凝器，設(shè)備又不完全密封，攪拌釜時(shí)間又長(zhǎng)(16-24h)，溶劑揮發(fā)損失較大，既浪費(fèi)了資源增加成本，又污染了環(huán)境，還會(huì)改變組成，影響產(chǎn)品質(zhì)量。其實(shí)裝上一個(gè)冷凝器花費(fèi)并不大，減少揮發(fā)損失很可觀。我們推出一種改進(jìn)傳統(tǒng)溶膠的新方法，稱為“炯法”，即是在氯丁膠料加人后8-10h基本溶解時(shí)，停車密閉過夜，次日開車攪拌0.5-1h后便可檢驗(yàn)出料。照此辦法可縮短近一半攪拌時(shí)間，減少揮發(fā)損失，節(jié)省電耗，實(shí)踐證明，卓有成效。另外將多量溶劑汽油在氯丁橡膠溶解后出料前30min加人，既可加速溶解，又能減少揮發(fā)損失。若能采用高速剪切釜，生產(chǎn)周期短，節(jié)能效果很明顯。 

    2.4構(gòu)建和諧市場(chǎng)氛圍 

    低價(jià)位競(jìng)爭(zhēng)，不僅擾亂了市場(chǎng)的正常秩序，還會(huì)給偽劣假冒產(chǎn)品造成可乘之機(jī)，損害了多數(shù)企業(yè)的利益，阻礙了高檔產(chǎn)品的發(fā)展。低價(jià)位競(jìng)爭(zhēng)必須休止，和諧的市場(chǎng)ITIR待建立。實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)的關(guān)鍵是企業(yè)自律，不參與、不迫于、不熱心低價(jià)位競(jìng)爭(zhēng)。此外，質(zhì)檢部門應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督檢查，嚴(yán)格執(zhí)法查處。 

    2.5加快水性氮丁膠研發(fā) 

    水性氯丁膠粘劑優(yōu)勢(shì)凸顯，前景誘人，但初粘J性、耐水性、穩(wěn)定性、防凍性還不如溶劑型氯丁膠粘劑。必須加大研發(fā)力度，自主創(chuàng)新與技術(shù)引進(jìn)相結(jié)合，盡快破解干燥速度慢、初粘性差的難題，力爭(zhēng)早日商品化，縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。 

    2.6貫徹“責(zé)任關(guān)懷”理念 

    “責(zé)任關(guān)懷”理念于今年6月份才引人中國(guó)，與HSE理念一脈相承，包括安全、環(huán)境和健康方面的自律行為�！柏�(zé)任關(guān)懷”是企業(yè)的更高境界，是企業(yè)能夠生存和發(fā)展的根本出路，惟有做到“責(zé)任關(guān)懷”，才能減少氯丁膠粘劑對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響，才會(huì)在激烈競(jìng)爭(zhēng)中穩(wěn)操勝券。 

    3結(jié)語 

    溶劑型氯丁膠粘劑因含有毒易燃的有機(jī)溶劑而受到環(huán)保制約，惟一的生路是貫徹實(shí)施“責(zé)任關(guān)懷”理念，真正實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好，重在創(chuàng)新提高性能，節(jié)能降耗降本增效，不僅可免被淘汰，而且還可能有所發(fā)展。水性氯丁膠粘劑是發(fā)展方向，但目前性能還不盡人意，必須潛心攻關(guān)，克難制勝，快出產(chǎn)品，盡早應(yīng)用。