淺談膠粘劑環保問題解決方法

朱俊杰　陳炳耀　李軍

摘 要：本文主要闡述了膠粘劑的相關環保問題，重點介紹了膠粘劑環保問題的兩個解決方向：發展環保型膠粘劑和采用先進的清潔生產新工藝。

關鍵詞：膠粘劑；環保問題；環保型膠粘劑；清潔生產新工藝

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

0 引言

粘合劑在現代技術和日常生產中起著至關重要的作用。作為一種新型連接材料，它在航空，航天，造船，電子，建筑，化工，醫療，軍事，機械，交通，輕工等領域具有廣泛的功能。在人類生活水平的提升上起到了非常大的作用，人類社會基本上已經離不開膠粘劑了。

在21世紀的今天，膠粘劑相關產業和技術已經有了相當大的發展，但是隨著人們對環保問題的重視， 為了人類健康和經濟的可持續發展，膠粘劑必須首當其沖，既要符合人們對于其性能的需要，更重要的是在環保方面的加強。首先，我們必須改變傳統觀念，不要僅在乎眼前利益，而忽視對生態環境的破壞。

因此，開發環保型粘合劑和使用先進的清潔生產新工藝至關重要。

1 發展環保型膠粘劑

為了避免環境污染和生態破壞，以及面對日益嚴格的法律法規，必須開發綠色，環保，污染小或者根本沒有污染的粘合劑。環境保護型膠粘劑的生產和使用不會污染環境也對人體的健康沒有任何危害，所以這將是未來粘合劑的發展方向。環保型膠粘劑主要包括水基，固體化，無溶劑和低毒四個方面。

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環境有害的有機溶劑來進行生產對環境無害的粘合劑。但是，不是一切用水作溶劑生產的膠粘劑都是無污染的，比如脲醛水性粘合劑和107粘合劑卻對環境污染嚴重。這里所說的是一種水基粘合劑，對環境無污染且對人體無害。例如：

溶劑型壓敏膠已經被乳液型丙烯酸酯壓敏膠完全取代；

溶劑型復膜膠也被水基復膜膠所淘汰；

單組分和雙組分水性聚氨酯粘合劑已經能夠取代汽車內飾中的通用溶劑型粘合劑，這對環境改善非常有益；

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；

水基粘合劑因為本身沒有毒害、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，并使用交聯方法來改善其性能，擴大其應用。

1.2 無溶劑化

當今人們日益關注環境和健康問題，對于有機化合物的揮發和排放的控制也越來越嚴格，從而引起了人們對無溶劑膠粘劑的興趣和研究。

無溶劑就是膠粘劑的生產根本沒有有機溶劑的加入，所以根本沒有有機溶劑的揮發，對環境零污染，不會對人體健康造成任何危害。大多數的環氧樹脂膠，厭氧膠，改性丙烯酸酯膠，無溶劑聚氨酯粘合劑等等一些都屬于無溶劑型粘合劑。健康，安全和環境問題日益受到關注，已成為未來的趨勢。所以，無溶劑型膠粘劑將會以其無毒、無害、無異味、無刺激，對環境和對人體健康無危害等優點，成為未來粘合劑開發的主流，具有更廣闊的應用前景。

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。和無溶劑型一樣，在整個使用過程中根本沒有有害物質釋放，對環境沒有任何污染。粉末膠在國外是主流，因為它環境友好的同時性能比較穩定。美國一家公司生產的脲醛樹脂粉末，填料和固化劑于一體，沒有氣味，無毒，對環境無污染，在粘接木材方面有著很大的市場。邦家超強力膠粉是國內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。在一定時間內還將在市場上占有重要地位，可采用污染小或者根本沒有污染的溶劑來生產溶劑型粘合劑。在國內市場上，已有鞋用無“三苯”聚氨酯膠粘劑、鞋用無“三苯”接枝氯丁膠粘劑、無“三苯”SBS型膠粘劑。

碳酸二甲酯（DMC）作為一種新型優質低毒溶劑，LD50為6400～12800mg·kg-1.無色透明液體，略帶香味，凝固點4℃，沸點90.4℃。溶解度參數10.4。相對密度1.0694，微溶于水，易與醇、酮、酯有機溶劑混合。可代替丙酮、醋酸乙酯、甲苯等。日本已將DMC用作溶劑型粘合劑制備的主要原料。國內目前已經在大規模生產了。

2 采用先進的清潔生產新工藝

清潔生產是未來的發展趨勢，它能將經濟的增長和環境的保護結合為一體，生產出環保型粘合劑。

（1）使用高沸點的單體，如三乙二醇二丙烯酸酯，可以大大降低膠粘劑的氣味。生產改性丙烯酸酯快速固化結構粘合劑時應選用二乙二醇二丙烯酸酯和三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。（2）不要在制備和生產粘合劑時使用有毒原料，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）完善環保相關標準和法律法規。要解決粘合劑的環保問題，必須走上合法化，制度化，標準化，科學化的軌道。制定粘合劑環境質量標準，加強監督，嚴格管理。限制“三苯”膠的生產與使用；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 結語

粘合劑是精細化學領域的新品種，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環境，不能為了經濟的增長而去破壞生態環境。粘合劑的生產和使用必須提高環保意識，開發水性，無溶劑，固體，低毒粘合劑和先進的清潔生產工藝將成為粘合劑行業未來的發展方向。

參考文獻：

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[4]李子東，李廣宇，于敏.現代膠粘技術手冊[M].北京：新時代出版社，2002.

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