標簽： 綠蔭
低碳環保為水性聚氨酯膠黏劑撐起一片綠蔭
水性聚氨酯膠粘劑(簡稱PU膠)是指以水性聚氨酯為基料而制得的膠黏劑，是水性膠粘劑中的重要一類，以其優良的粘接性、突出的耐油、耐沖擊、耐磨、耐低溫等特性，近年來得到了迅速發展。發展高性能水性聚氨酯膠粘劑的最終目標是取代目前正在大量使用的高污染的雙組分溶劑型聚氨酯膠粘劑。目前，世界合成膠粘劑發展的趨勢突出表現為環保和高性能化，隨著環保法規的日趨嚴格，各發達國家大力研制水性膠粘劑。由于水性聚氨酯膠粘劑的綜合性能優越，在各類水性膠粘劑中獨樹一幟，近年來受到國內外的廣泛關注，特別是高性能水性聚氨酯膠粘劑的開發研究已成為熱點課題。 1、水性聚氨酯膠黏劑的應用領域及其市場發展 水性聚氨酯膠黏劑和無溶劑型聚氨酯膠黏劑是一種環保節能型產品。聚氨酯膠黏劑具有良好的粘接性能，近年來在歐洲、美國、日本等發達國家和地區已廣泛應用。我國廣泛用于制鞋、建筑、汽車、食品包裝等行業。國外在20世紀50年代就開始了水性PU膠的研究，直到80年代才在技術上取得突破，90年代推向市場。進入21世紀以來，PU的應用領域不斷拓寬，特別是世界范圍內日益高漲的環保要求，更加快了水性聚氨酯工業的發展步伐。我國的研究始于20世紀70年代初，近年來研究工作十分活躍，但與國外水平相比，仍處于開發階段。聚氨酯發泡機對水性聚氨酯膠黏劑研究開發剛開始，同時積極引進生產技術和工藝，建設5000噸/年的生產裝置，用于生產鞋和木工用水性聚氨酯膠黏劑。經過幾十年的發展，PU產品在汽車涂料、膠粘劑等領域已接近或達到溶劑型產品水平，原料生產實現了規?；?；由于異氰酸酯、聚醚多元醇等PU基本原料的先進生產技術只掌握在少數幾家跨國公司手中，他們在世界各地建立了特大規模的生產裝置，這對規模較小、技術相對落后的中國原料企業的發展構成了一定威脅。國外水性聚氨酯膠粘劑的發展速度明顯快于其它膠粘劑產品，且品種多、產量大，這些膠粘劑一般都具有較好的初粘性、耐水性和耐溫性等。 隨著經濟高速發展，環保要求越來越高，國內許多單位都積極投入到水性聚氨酯的研發中，據不完全統計，目前我國水性PU膠粘劑的科研、生產單位已有上百家。水性PU膠粘劑具有耐低溫、柔韌性、粘接性能好、膠膜物性可調節范圍寬等優點，已在植絨、多種層壓制品的粘合、汽車內飾材料的粘接、木工、壓敏膠、制鞋等領域得到廣泛應用。 水性聚氨酯具有優良的柔韌性，性能超過了丙烯酸乳液膠粘劑，可用作植絨膠。環氧改性聚氨酯陽離子乳液體系，其粘附力、耐水性、耐溶劑性、手感等方面性能優異。聚氨酯膠粘劑中含有異氰酸酯基(-Nc0)和氨基甲酸酯基(-NHCOO-)，與含有活性氫的材料有著優良的粘接力，還可與被粘材料產生氫鍵作用，使粘合更加牢固。聚氨酯膠粘劑的配方可調，膠層從柔性到剛性可任意調整，適合多種材料復合包裝及層壓復合的要求。另外由于膠膜氣味小、無毒，特別適用于食品包裝復合薄膜及裝飾用復合膠粘劑。 木材加工是膠粘劑最大的應用領域。膠合板、纖維板、刨花板常用的膠粘劑有脲醛、三聚氰胺-甲醛、酚醛樹脂膠等。采用“三醛樹脂”制造復合板材，一般要求木材水分質量分數在2％以內，而未經干燥處理的木材水分質量分數在10％左右甚至更高，需要經過干燥處理才能進行復合加工，否則壓制時可能產生爆裂。另外，三醛樹脂在粘接及制品使用過程中會產生有刺激性氣味的甲醛，對環境造成污染。脲醛膠粘的制品耐水性較差，聚醋酸乙烯乳液則耐水性及耐熱性均不佳，熱壓時易透膠。而采用乙烯基水性聚氨酯膠粘劑可克服以上缺點，能在室溫下膠接木材，具有初粘性高，對較濕的木材也能適應等優點。膠層的耐熱性和耐老化性能良好。日本首先開發了水性乙烯基PU系木材膠粘劑，簡稱API，后改名為水性高分子-異氰酸酯系木材膠粘劑(WPI)。該類膠粘劑初粘性高，可常溫膠接，最終粘接強度高，膠層耐水、耐久性良好，粘接木材時受壓時間短，操作簡便，膠粘劑呈中性，對木材無污染。 前幾年我國一些三資鞋廠已開始使用水性PU膠。目前每年單從我國出口到國外的4大名牌所用的水性PU膠就達到2萬t。由于國產水性PU膠在固化速度、初粘性、耐熱性等方面均不及溶劑型膠，因此國內市場上的鞋用水性PU基本上為進口產品。乳液壓敏膠的用途是制造膠帶、不干膠標簽等，也可直接使用，廣泛用于辦公、建筑、家具、車輛等領域。目前丙烯酸類乳液使用較多。而考慮到耐老化、耐寒、粘接強度、透明性、無毒等因素，聚氨酯可成為水性壓敏膠中一種新型優良品種。PU乳液的分子質量不宜過大。據報道，日本研制了一種陰離子型PU乳液,用環氧交聯得到的壓敏膠耐水性好、強度高、穩定性好。環氧改性水性PU壓敏膠乳液穩定，用于鋁板與薄膜及海綿與海綿粘接，具有非常好的初粘性和持粘性。 2、非有機溶劑化聚氨酯溶液膠性能獨特發展迅速 據介紹，皮鞋、運動鞋90%采用膠粘工藝制造，各種鞋用膠粘劑當中，粘外底膠最重要，膠粘性能要求最高。也是制鞋企業、膠粘劑生產企業最為關注的膠粘劑品種。目前粘外底的膠粘劑無論在國內還是國外，基本上以氯丁膠、聚氨酯膠為主。關鍵是國內無論氯丁膠還是聚氨酯膠，溶劑型膠粘劑目前還是市場銷售的主流。有機溶劑對橡膠、塑料材質有著良好的滲透力。國內有機溶劑使用經歷過苯、甲苯、二甲苯不同階段。這些溶劑如果措施不當，會嚴重毒害操作者和污染環境。2003年，《鞋和箱包用膠粘劑》國家標準正式頒布實施，限制苯的使用。替代使用酮類、脂類等混合溶劑，降低毒性。此后個別不法廠商就大量使用1.2—二氯乙烷作溶劑生產膠粘劑。國標對二氯乙烷做了5%的限量規定，但廣州毒膠水事件中，檢測結果，那些毒膠水二氯乙烷含量達到了60%。隨著技術進步，在修訂國標時，鑒于二氯乙烷的毒性，有關部門應該考慮禁用。也避免給不法廠商可乘之機。 膠水有毒主要是利益在作怪。由于膠粘劑中使用溶劑的種類和品質以及溶劑的含量，會對膠粘劑的成本造成影響。因此，不法廠商出于利益考慮。選用了劣質低價的溶劑材料。所以，治理“毒膠水”應該從膠水生產商這一源頭抓起。只要膠粘劑仍然使用有機溶劑，膠粘劑的“毒性”就始終難以完全去除。但把好生產和使用使兩道關口，就可以避免工人中毒。 在產品研發和配方設計中，要嚴格按照國家標準選用把控原材料，堅持不該使用的絕不使用，不明白毒副作用的絕不使用，現在市面上有些企業可能使用二氯丙烷、正己烷、甲縮醛等，存有潛在風險。據媒體報道，廣州毒膠水事件中，病例分布的企業，多為無牌無照小作坊，空間狹小，環境密閉，通風條件差。如果廠家嚴格按照相關的職業衛生標準，加強通風，降低有機溶劑濃度，工人的健康是可以得到保障的。 目前，聚氨酯膠黏劑主要應用的是熱塑性聚氨酯溶液膠和反應型單、雙組分聚氨酯溶液膠。聚氨酯膠黏劑的非有機溶劑化有3個途徑：水性化，熱熔化和100%液體化。在這3個途徑中，以水作溶劑代替有機溶劑的水性化由于應用工藝和條件與原溶劑型膠黏劑差別不大，有獨特的優點，現在已得到迅速發展。近年來環境保護的壓力迫使一些傳統產品逐漸淡出市場，而水性高固含量和粉末產品等逐漸成為主流產品。
