淺談膠粘劑環(huán)保問題解決方法

朱俊杰　陳炳耀　李軍

摘 要：本文主要闡述了膠粘劑的相關(guān)環(huán)保問題，重點(diǎn)介紹了膠粘劑環(huán)保問題的兩個(gè)解決方向：發(fā)展環(huán)保型膠粘劑和采用先進(jìn)的清潔生產(chǎn)新工藝。

關(guān)鍵詞：膠粘劑；環(huán)保問題；環(huán)保型膠粘劑；清潔生產(chǎn)新工藝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.038

0 引言

粘合劑在現(xiàn)代技術(shù)和日常生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用。作為一種新型連接材料，它在航空，航天，造船，電子，建筑，化工，醫(yī)療，軍事，機(jī)械，交通，輕工等領(lǐng)域具有廣泛的功能。在人類生活水平的提升上起到了非常大的作用，人類社會(huì)基本上已經(jīng)離不開膠粘劑了。

在21世紀(jì)的今天，膠粘劑相關(guān)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)已經(jīng)有了相當(dāng)大的發(fā)展，但是隨著人們對(duì)環(huán)保問題的重視， 為了人類健康和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，膠粘劑必須首當(dāng)其沖，既要符合人們對(duì)于其性能的需要，更重要的是在環(huán)保方面的加強(qiáng)。首先，我們必須改變傳統(tǒng)觀念，不要僅在乎眼前利益，而忽視對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。

因此，開發(fā)環(huán)保型粘合劑和使用先進(jìn)的清潔生產(chǎn)新工藝至關(guān)重要。

1 發(fā)展環(huán)保型膠粘劑

為了避免環(huán)境污染和生態(tài)破壞，以及面對(duì)日益嚴(yán)格的法律法規(guī)，必須開發(fā)綠色，環(huán)保，污染小或者根本沒有污染的粘合劑。環(huán)境保護(hù)型膠粘劑的生產(chǎn)和使用不會(huì)污染環(huán)境也對(duì)人體的健康沒有任何危害，所以這將是未來(lái)粘合劑的發(fā)展方向。環(huán)保型膠粘劑主要包括水基，固體化，無(wú)溶劑和低毒四個(gè)方面。

1.1 水性化

水基粘合劑是指通過使用水作為溶劑或分散劑而不是對(duì)環(huán)境有害的有機(jī)溶劑來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)對(duì)環(huán)境無(wú)害的粘合劑。但是，不是一切用水作溶劑生產(chǎn)的膠粘劑都是無(wú)污染的，比如脲醛水性粘合劑和107粘合劑卻對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。這里所說的是一種水基粘合劑，對(duì)環(huán)境無(wú)污染且對(duì)人體無(wú)害。例如：

溶劑型壓敏膠已經(jīng)被乳液型丙烯酸酯壓敏膠完全取代；

溶劑型復(fù)膜膠也被水基復(fù)膜膠所淘汰；

單組分和雙組分水性聚氨酯粘合劑已經(jīng)能夠取代汽車內(nèi)飾中的通用溶劑型粘合劑，這對(duì)環(huán)境改善非常有益；

為了解決甲醛的釋放問題，將異氰酸酯或預(yù)聚物加入到聚乙烯醇（PVA）水溶液中制備出的乙烯基聚氨酯乳液，很好的代替了脲醛膠，從而解決了甲醛的污染問題；

水基粘合劑因?yàn)楸旧頉]有毒害、沒有污染深受大家的喜愛，但是緩慢的干燥速度、較差的耐水性和抗凍性阻止了其更加廣泛的應(yīng)用。

因此，需要增加固體含量，加快干燥速度和改善耐水性，并使用交聯(lián)方法來(lái)改善其性能，擴(kuò)大其應(yīng)用。

1.2 無(wú)溶劑化

當(dāng)今人們?nèi)找骊P(guān)注環(huán)境和健康問題，對(duì)于有機(jī)化合物的揮發(fā)和排放的控制也越來(lái)越嚴(yán)格，從而引起了人們對(duì)無(wú)溶劑膠粘劑的興趣和研究。

無(wú)溶劑就是膠粘劑的生產(chǎn)根本沒有有機(jī)溶劑的加入，所以根本沒有有機(jī)溶劑的揮發(fā)，對(duì)環(huán)境零污染，不會(huì)對(duì)人體健康造成任何危害。大多數(shù)的環(huán)氧樹脂膠，厭氧膠，改性丙烯酸酯膠，無(wú)溶劑聚氨酯粘合劑等等一些都屬于無(wú)溶劑型粘合劑。健康，安全和環(huán)境問題日益受到關(guān)注，已成為未來(lái)的趨勢(shì)。所以，無(wú)溶劑型膠粘劑將會(huì)以其無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)異味、無(wú)刺激，對(duì)環(huán)境和對(duì)人體健康無(wú)危害等優(yōu)點(diǎn)，成為未來(lái)粘合劑開發(fā)的主流，具有更廣闊的應(yīng)用前景。

1.3 固體化

固體化是指使用的過程是固體形式，例如熱熔壓敏膠粘劑，水溶性粉末粘合劑，活性粘合橡膠，辦公用的固體膠棒等。和無(wú)溶劑型一樣，在整個(gè)使用過程中根本沒有有害物質(zhì)釋放，對(duì)環(huán)境沒有任何污染。粉末膠在國(guó)外是主流，因?yàn)樗h(huán)境友好的同時(shí)性能比較穩(wěn)定。美國(guó)一家公司生產(chǎn)的脲醛樹脂粉末，填料和固化劑于一體，沒有氣味，無(wú)毒，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，在粘接木材方面有著很大的市場(chǎng)。邦家超強(qiáng)力膠粉是國(guó)內(nèi)的一種新型的粉末膠。它能和水混合形成聚合物分散體，具有乳化效果，同時(shí)具備很好的附著力，耐水性和耐老化性。

1.4 低毒化

溶劑型粘合劑具有快速干燥速度和良好的耐水性。在一定時(shí)間內(nèi)還將在市場(chǎng)上占有重要地位，可采用污染小或者根本沒有污染的溶劑來(lái)生產(chǎn)溶劑型粘合劑。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，已有鞋用無(wú)“三苯”聚氨酯膠粘劑、鞋用無(wú)“三苯”接枝氯丁膠粘劑、無(wú)“三苯”SBS型膠粘劑。

碳酸二甲酯（DMC）作為一種新型優(yōu)質(zhì)低毒溶劑，LD50為6400～12800mg·kg-1.無(wú)色透明液體，略帶香味，凝固點(diǎn)4℃，沸點(diǎn)90.4℃。溶解度參數(shù)10.4。相對(duì)密度1.0694，微溶于水，易與醇、酮、酯有機(jī)溶劑混合?？纱姹⒋姿嵋阴?、甲苯等。日本已將DMC用作溶劑型粘合劑制備的主要原料。國(guó)內(nèi)目前已經(jīng)在大規(guī)模生產(chǎn)了。

2 采用先進(jìn)的清潔生產(chǎn)新工藝

清潔生產(chǎn)是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，它能將經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和環(huán)境的保護(hù)結(jié)合為一體，生產(chǎn)出環(huán)保型粘合劑。

（1）使用高沸點(diǎn)的單體，如三乙二醇二丙烯酸酯，可以大大降低膠粘劑的氣味。生產(chǎn)改性丙烯酸酯快速固化結(jié)構(gòu)粘合劑時(shí)應(yīng)選用二乙二醇二丙烯酸酯和三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。（2）不要在制備和生產(chǎn)粘合劑時(shí)使用有毒原料，如甲醛，氯化溶劑，芳香烴溶劑和有毒重金屬填料。（3）多用聚縮醛代替甲醛溶液，生成胺類固化劑，減少對(duì)人體的毒害。（4）通過增加酸鹽和降低pH值，可以使游離甲醛含量降低至小于0.2%，基本上不會(huì)聞到甲醛氣味。（5）添加淀粉，聚乙烯醇，三聚氰胺等，可大大降低脲醛樹脂膠中甲醛的含量。（6）完善環(huán)保相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)。要解決粘合劑的環(huán)保問題，必須走上合法化，制度化，標(biāo)準(zhǔn)化，科學(xué)化的軌道。制定粘合劑環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)監(jiān)督，嚴(yán)格管理。限制“三苯”膠的生產(chǎn)與使用；限制“三醛”膠的游離甲醛含量；限制有害氣體的排放量；限制氯化溶劑的使用。

3 結(jié)語(yǔ)

粘合劑是精細(xì)化學(xué)領(lǐng)域的新品種，為我們的日常生活提供了非常大的幫助。但是我們必須高度重視保護(hù)環(huán)境，不能為了經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)而去破壞生態(tài)環(huán)境。粘合劑的生產(chǎn)和使用必須提高環(huán)保意識(shí)，開發(fā)水性，無(wú)溶劑，固體，低毒粘合劑和先進(jìn)的清潔生產(chǎn)工藝將成為粘合劑行業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。

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作者簡(jiǎn)介：朱俊杰（1993-），湖北仙桃人，本科，主要從事膠粘劑方面研究工作。