國內(nèi)外壓敏膠發(fā)展現(xiàn)狀

劉文倉，崔勝男

(1.黑龍江省科學院石油化學研究院，哈爾濱 150040;2.中共黑龍江省委黨?；A(chǔ)部，哈爾濱 150080)

壓敏膠，它是一類無須借助于溶劑、熱或其他手段，只需施加輕度指壓，即可與被粘物牢固黏合，產(chǎn)生實用黏結(jié)強度的一類膠黏劑，它通常被加工成膠粘帶、標簽或各種片狀制品來應(yīng)用。壓敏膠黏劑的特點是粘之容易、揭之不難、剝而不損，在較長時間內(nèi)膠層不會干涸，因而壓敏膠黏劑也稱為不干膠。正是由于壓敏膠的上述特點壓敏膠制品具有非常廣泛的用途。從辦公、包裝用的膠帶，到涂裝、刻蝕用的遮蔽膠帶;從電工、電器用的絕緣膠帶到各種鏡面的保護膠帶以及各種壓敏標簽，壓敏膠及其制品已經(jīng)形成了一個非常龐大的產(chǎn)業(yè)［1］。

1 中國壓敏膠制品工業(yè)狀況

1.1 銷售量

據(jù)統(tǒng)計，2006年中國大陸壓敏膠制品(包括壓敏膠粘帶和膠粘標簽紙)的銷售量為59.2×108m2。壓敏膠制品的最近幾年的產(chǎn)銷量增產(chǎn)趨勢見表1。

表1 中國主要壓敏膠制品歷年產(chǎn)銷量和增長趨勢Tab.1 Produce－sale amount and prediction of increasing current of China’s adhesives

1.2 市場分布

包裝膠粘帶:32.68×108m2;

電器絕緣膠帶:1.00×108m2;

雙面膠帶:2.78×108m2;

文具膠帶:0.64×108m2;

膠粘標簽紙:14.00×108m2;

其他:0.52 ×108m2。

1.3 中國市場的特點

中國的膠粘帶市場正處于逐漸趨向成熟的階段。在1992—1996年期間，市場需求呈飛速上升趨勢，市場偏重于量的需求。1995年以后隨著工業(yè)的發(fā)展，市場需求逐漸走向高度需求，質(zhì)量需求、信譽需求并要求嚴格規(guī)范化的市場。中國的膠粘帶市場的另一大特點是特殊新型膠粘帶正在崛起，由于高新科技行業(yè)發(fā)展的刺激，特新膠粘帶正走向各個應(yīng)用部門。

1.4 國內(nèi)壓敏膠黏劑的技術(shù)分布情況

國內(nèi)在壓敏膠黏劑的生產(chǎn)技術(shù)方面，進入20世紀90年代以后逐漸向全面化方向發(fā)展。

80年代初大規(guī)模投產(chǎn)的壓敏膠是水乳型聚丙烯酸系壓敏膠，它大量用于BOPP包裝膠粘帶的生產(chǎn)，其技術(shù)特點是臺灣亞洲化學的技術(shù)基礎(chǔ)和美國羅姆哈斯的技術(shù)基礎(chǔ)，以丙烯酸丁酯為主單體的共聚自交聯(lián)體系。全國有幾十套0.5×104～1.5×104t/y規(guī)模的生產(chǎn)裝置。

進入90年代，國內(nèi)自行開發(fā)的聚丙烯酸酯系溶劑型壓敏膠和由臺灣、日本引進技術(shù)而投產(chǎn)的同類壓敏膠大部分應(yīng)用于雙面膠粘帶，膠粘標簽紙的生產(chǎn)。其技術(shù)特點是丙烯酸酯軟單體溶液共聚樹脂，并且加入各種交聯(lián)劑制得壓敏膠，無論是自行開發(fā)者還是引進者，都取得較好的成果。

廣東和北方各膠粘帶廠使用臺灣技術(shù)較多，上海和江浙一帶各膠粘帶廠使用上海技術(shù)較多，后者的生產(chǎn)規(guī)模較小，全國500～50 000t/y規(guī)模的裝置約有20余套。

關(guān)于橡膠系溶劑型壓敏膠大部分用于PVC電工絕緣膠粘帶的生產(chǎn)，也有一兩個企業(yè)用此系列壓敏膠生產(chǎn)BOPP包裝膠粘帶。這種壓敏膠技術(shù)在大陸有兩種體系:一種是以天然橡膠為主要成分的壓敏膠體系，一切配伍以天然橡膠特性為主;另一種是以丁苯橡膠為主成分的壓敏膠體系，一切配伍以丁苯橡膠為主。廣東各企業(yè)，北方各合資企業(yè)，大多數(shù)引進的是臺灣技術(shù)基礎(chǔ)，是后一種體系的配伍，而上海，江浙各企業(yè)，北方各地方企業(yè)多以前一種體系的配伍為主。此二種體系的制造規(guī)模每一種體系總計在2 000～5 000t/y。工種體系的生產(chǎn)規(guī)模在全國范圍內(nèi)各占一半，值得注意的是，醫(yī)藥橡皮膏行業(yè)應(yīng)用橡膠系溶劑型壓敏膠進行生產(chǎn)，生產(chǎn)規(guī)模較大，約計5 000t/y。

在橡膠系溶劑型壓敏膠的技術(shù)基礎(chǔ)上，其底涂劑也大致分為兩種系別:一種是橡膠接枝型系列，在各合資企業(yè)應(yīng)用最廣;另一種是氯丁膠外交聯(lián)系列，在上海、江浙和北方各地方企業(yè)應(yīng)用最廣;至于橡膠系乳液型壓敏膠也有一兩個企業(yè)生產(chǎn)，目前還處于發(fā)展中。熱熔型壓敏膠在廣東、江蘇、北京發(fā)展較快，總計約9 000t/y的產(chǎn)量，發(fā)展比較迅速，上升勢頭很猛，主要用于BOPP包裝膠粘帶，雙面膠粘帶，膠粘標簽紙的生產(chǎn)中。

其他各種特殊功能的膠粘帶在各地研究機構(gòu)不斷推出成果。例如有機硅類壓敏膠，四川、上海開發(fā)較早，并已達到規(guī)模生產(chǎn)狀態(tài)。

1.5 壓敏膠制品生產(chǎn)技術(shù)情況

1.5.1 生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)

(1)涂布裁切成套設(shè)備

涂布機和裁切機目前處于中等水平的生產(chǎn)階段，幅寬1.3m者居多。涂布速度依烘箱長短而定，例如涂布機的生產(chǎn)速度有30～50m/min，50～150m/min不等。并且按生產(chǎn)品種不同，涂布速度也不盡相同。

80年代初期設(shè)備進口較多，日本、臺灣、英國、美國、意大利、奧地利各國生產(chǎn)廠家的涂布設(shè)備均有進口，但是以臺灣設(shè)備較多，尤其臺灣駿業(yè)公司、嶸昌公司、亞泰公司最先進入大陸。目前臺灣設(shè)備約有近百條生產(chǎn)線在大陸運轉(zhuǎn)，其他各國按每個國家計算，平均僅有1.3套設(shè)備。80年代末以來，國產(chǎn)涂布設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)逐漸興起，江蘇、浙江各廠家上馬較快，都有很大的發(fā)展。熱熔膠涂布設(shè)備也有進步，在北京、浙江等地都有生產(chǎn)。

(2)自控設(shè)備

進入90年代，國產(chǎn)自控設(shè)備進展較快，例如PC裝置、張力自控裝置、高靈敏度張力傳感器、調(diào)頻調(diào)速系統(tǒng)、模擬計算(張力調(diào)控，速度調(diào)控及EPC)調(diào)控全系統(tǒng)等，各種自控設(shè)施都逐漸開發(fā)成功并投入生產(chǎn)運行。北京、河北、上海、常州、寧波、湖北、陜西、寧夏開發(fā)的產(chǎn)品也逐漸走向成熟。

(3)靜電技術(shù)

由于壓敏膠粘帶的生產(chǎn)是高速運轉(zhuǎn)的膜和紙產(chǎn)生的靜電直接影響著生產(chǎn)速率，因此消除靜電就是首當其沖的要點。目前靜電消除器已不能滿足高速涂布生產(chǎn)的需要，現(xiàn)在正逐漸開發(fā)硅氟處理的導靜電離型輥筒。此類技術(shù)是由美國、日本在最近時期傳入中國的，目前正應(yīng)用于壓敏膠粘帶的工業(yè)生產(chǎn)中。

1.5.2 基材的生產(chǎn)

BOPP薄膜生產(chǎn)廠家較多，廣東、河北、北京、上海等地約有65條生產(chǎn)線。生產(chǎn)能力約34×104t/y。

PVC薄膜生產(chǎn)廠家也分布于全國各地。

PE薄膜在上海、浙江、北京生產(chǎn)供應(yīng)廠家有10家左右。

PET薄膜在上海，天津，山東，浙江等生產(chǎn)廠最多。全國共有生產(chǎn)線約15條，生產(chǎn)能力約10×104t/y。

聚酰亞胺薄膜在上海和天津有廠家生產(chǎn)。布基材在浙江、山東有生產(chǎn)，但數(shù)量有限。

其他膠粘帶基材的生產(chǎn)較缺乏。

1.5.3 離型防粘紙的生產(chǎn)

90年代以后離型防粘紙生產(chǎn)量增長很快，主要是雙面離型紙和標簽紙較多，但是離型防粘劑的生產(chǎn)在國內(nèi)發(fā)展較遲緩，質(zhì)量穩(wěn)定性較差，只有廣東、上海、北京、四川等地生產(chǎn)，所以一般國內(nèi)廠家均采用進口離型防粘劑生產(chǎn)離型防粘紙，以道康寧化學公司(美)、羅納普郎克公司(法)、日本信越(株)生產(chǎn)的離型防粘劑進口為多。而離型紙基紙多采用黑龍江、山東、天津、上海、廈門等地產(chǎn)品，并復合PE膜。離型防粘劑以溶劑型有機硅樹脂為多，使用鉑類催化劑和促進劑，進行涂布生產(chǎn)。生產(chǎn)速度大約在100m/min以上，也有低速生產(chǎn)者，但質(zhì)量較差。另外，在中國的天津、河北、江蘇、浙江等地使用縮合型有機硅樹脂進行生產(chǎn)的工廠也有數(shù)個，多數(shù)應(yīng)用于牛皮紙膠粘帶和膠粘標簽紙的生產(chǎn)中，生產(chǎn)規(guī)模較小。至于格拉辛紙(galass inpaper)和C.C.K紙等離型防粘紙基紙國內(nèi)還沒有生產(chǎn)。使用情況還未能開發(fā)，但是隨著工業(yè)發(fā)展的需要，進口此類基紙日益增多［2］。

2 國際壓敏膠制品工業(yè)發(fā)展狀況

2.1 國際壓敏膠制品工業(yè)發(fā)展史

世界各國的壓敏膠制品工業(yè)均開始于醫(yī)藥行業(yè)的膏藥制劑。很早以前，古中國、古埃及、古印度就有從松脂、動物膠、蜜蠟等材料熬制成醫(yī)藥膏貼和捕捉蟲鳥粘網(wǎng)等的應(yīng)用，形成了壓敏膠制品的雛形。但壓敏膠制品形成產(chǎn)業(yè)卻是19世紀以來的事。世界壓敏膠工業(yè)的歷史發(fā)展大事記見表2［3，4］。

表2 各國壓敏膠制品工業(yè)發(fā)展大事記Tab.2 Memorabilia of international PSA industry

2.2 國際壓敏膠制品生產(chǎn)分布

除中國外，美國、歐洲、日本是壓敏膠制品的主要生產(chǎn)地。全世界壓敏膠制品的統(tǒng)計雖然不詳盡，但是也可以看出它們的趨勢。

壓敏膠制品中，膠粘帶和膠粘標簽占主導地位，膠粘片材較少，并都歸入膠粘標簽的統(tǒng)計中。目前，世界壓敏膠制品共計1 000種。據(jù)統(tǒng)計，2000年世界壓敏膠黏劑年總產(chǎn)量108.9×108t，壓敏膠制品的總產(chǎn)量326×108m2。其中壓敏膠帶產(chǎn)量為215×108m2，膠粘標簽紙總產(chǎn)量為111×108m2。世界各地區(qū)的產(chǎn)量分布及未來10年產(chǎn)量平均增長率的預測詳見表3［5］。

表3 世界各地區(qū)壓敏膠黏劑和壓敏膠制品的產(chǎn)量分布及未來十年產(chǎn)量的平均增長率預測Tab.3 Output distribution of international prediction of PSA and increasing rate in next clecade

2.3 美國

美洲的壓敏膠粘帶和膠粘標簽進入21世紀以來已經(jīng)形成67×108m2和60×108m2的產(chǎn)量。預計正常發(fā)展下去，未來10年內(nèi)可達到90×108m2;膠粘標簽可達到87×108m2;壓敏膠的總消耗量達到53 104t(干)。其中美國約占70%，加拿大20%，其他南美國家占10%。

美國的壓敏膠制品工業(yè)非常發(fā)達，位居世界第一位。著名的3M公司是首位走向世界的制造商。

1951年壓敏膠膠粘帶工業(yè)協(xié)會(PSTC)成立，主要從事壓敏膠制品試驗方法的制訂和試驗裝置的展示、販賣活動，主辦技術(shù)交流活動、制品介紹和展覽等。

美國2000年壓敏膠帶產(chǎn)值:55×108USD;膠粘標簽產(chǎn)值有:80×108UDn。

熱熔型壓敏膠在美國增長很快，且在壓敏膠總量中占有較大的比例，溶劑壓敏膠正逐年縮小。

美國主要的壓敏膠制品有上述全部典型品種，其中更為突出的有布基膠粘帶、紙基膠粘帶、無紡布膠粘帶、塑科薄膜膠粘帶、金屬箔膠粘帶、雙面膠粘帶、增強基材膠粘帶、無基材膠粘帶、塑料泡沫膠粘帶、醫(yī)用膠粘帶、膠粘標簽、壓敏膠片貼等。

2.4 歐洲

歐洲各國以德國和意大利的壓敏膠制品工業(yè)較先進，生產(chǎn)廠商約500家，較大的廠商有10家左右，代表性的廠商是拜多福公司(Beiersdorf Co.)，其總部在漢堡，品牌為tesa。另外著名的3M(歐洲英、德、法、意)公司和麥紐來公司(Manuli Autaedes iviSPA，它具有3M 幅、300m/min運行速度的生產(chǎn)設(shè)備)實力也很強大。這三家企業(yè)的產(chǎn)量約占歐洲壓敏膠制品總產(chǎn)量的1/3。

歐洲壓敏膠制品的制造技術(shù)特點是溶劑型天然膠、樹脂類壓敏膠占有一定的比例，工廠都有溶劑回收系統(tǒng)。乳液型壓敏膠(聚丙烯酸酯類為主)的應(yīng)用是溶劑型壓敏膠的一半，它也在迅速地增長，不久將逐漸超過溶劑型壓敏膠。60%的膠粘標簽都應(yīng)用軋液型壓敏膠，歐洲的應(yīng)用方法是在生產(chǎn)工廠中進行復配后，當壓敏膠達到所需求的性能時才投入生產(chǎn)。而其他國家多數(shù)由乳液型壓敏膠生產(chǎn)廠家直接設(shè)計后生產(chǎn)使用產(chǎn)品。熱熔型壓敏膠的發(fā)展不如前者，主要應(yīng)用于BOPP膠粘帶、增強膠粘帶、雙面膠粘帶、膠粘標簽等方面。熱熔型壓敏膠主要應(yīng)用SIS為基礎(chǔ)，壓延型壓敏膠則很少應(yīng)用。聚乙烯基醚類壓敏膠在歐洲多數(shù)使用于特種膠粘帶的制造，也有利用它和聚丙烯酸酯類壓敏膠復配后使用的情況。紫外線固化型壓敏膠處于發(fā)展階段，主要應(yīng)用于要求較高的汽車工業(yè)等領(lǐng)域。

2.5 日本

日本的壓敏膠制品工業(yè)是從二次世界大戰(zhàn)之后，從醫(yī)藥衛(wèi)生方面逐漸發(fā)展起來的。目前已有1 600多家企業(yè)。壓敏膠制品在日本消費于工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，如包裝、汽車、電氣、標簽等。最著名的壓敏膠制品廠家有:日東電工(株)、積水化學塑料(株)等。

日本壓敏膠制品工業(yè)的產(chǎn)量，2001年達到膠粘帶15.5×108m2、膠粘標簽11×108m2。市場的消費預計有3 500×108日元，今后10年日本的壓敏膠制品年均增長率約1.8%［6］。

日本的壓敏膠生產(chǎn)，以溶劑型占大多數(shù)，乳液型為第二位，熱熔型居第三位。新發(fā)展的紫外線(UV)固化壓敏膠、電子射線(EB)固化壓敏膠也有少量生產(chǎn)。所以，日本的壓敏膠制品制造裝置比較先進，各種方式的設(shè)備市場上均有銷售。例如:壓敏膠涂布機、壓延機、擠出機、熱熔壓敏膠涂布機、紫外線固化壓敏膠涂布機、電子射線固化壓敏膠涂布機等。在自動化裝置方面都有較先進的設(shè)備。

目前日本的汽車工業(yè)用壓敏膠制品、醫(yī)療壓敏膠制品都是世界一流的產(chǎn)品。

3 結(jié)論

近年來，我國壓敏膠行業(yè)發(fā)展迅速，在壓敏膠品種和產(chǎn)量上有了較大的提高。目前整個國內(nèi)壓敏膠行業(yè)中有自主研發(fā)能力和一定生產(chǎn)規(guī)模，擁有自主品牌，并以壓敏膠產(chǎn)品為主業(yè)的企業(yè)約有30多家。因此目前國內(nèi)壓敏膠形成了跨國公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)全面、技術(shù)領(lǐng)先，內(nèi)資企業(yè)專注細分領(lǐng)域、增長較快，緊跟國外競爭對手的競爭格局，整體行業(yè)分散度較高。但與歐美、日本等發(fā)達國家相比，我國壓敏膠行業(yè)還存在著技術(shù)不夠先進、高端生產(chǎn)設(shè)備需要進口等問題。因此，我們必須提高自身科研實力，研發(fā)出更多高端壓敏膠產(chǎn)品，才能拓寬我國壓敏膠市場，達到國際領(lǐng)先水平。

［1］呂鳳亭.壓敏膠和壓敏膠工業(yè)制品工業(yè)概況［J］.中國包裝工業(yè)，2008，(7):55 －58.

［2］呂鳳亭.壓敏膠和壓敏膠工業(yè)制品工業(yè)概況［J］.中國包裝工業(yè)，2008，(8):68 －69.

［3］［日］柴野富四.粘著ハンドブツヶ［M］.日本:日本粘著テ一ひとプ工業(yè)會，1995.

［4］日東電工株式會社.粘著テ一プの文化誌［M］.日本:日東電工株式會社，1993:16－17.

［5］楊玉昆，呂鳳亭.壓敏膠制品技術(shù)手冊［K］.北京:化學工業(yè)出版社，2004:21－23.

［6］日本ェマルヅョソ工業(yè)會.合成樹脂ェマルヅョソ關(guān)連統(tǒng)計集［M］.日本:日本ェマルヅョソ工業(yè)會，1997.