国外发展概况
聚氨酯胶粘剂20世纪40年代最先在德国工业化。后来由于其化学基础研究和胶粘剂技术不断进步,逐渐开发出多种类型品种,主要包括多异氰酸酯溶剂胶,热塑性聚氨酯溶剂胶,反应型单、双组分溶剂胶,无溶剂型、水分散型、热熔型及反应热熔型聚氨酯胶等。聚氨酯胶粘剂因其主体树脂分子中含有大量极性基团和活性反应基团,可对多种基材有良好的粘接性。其合成原料和助剂种类繁多,树脂组成、结构和胶粘剂配方变化范围大,从分子设计出发可合成和配制出性能变化范围极大的一系列胶粘剂,能满足不同基材粘接和使用条件的要求,因此国外发展很快。
当前,国外聚氨酯胶粘剂的发展趋势在以下三方面:其一是适应环保和安全卫生要求,非有机溶剂化;其二是提高综合粘接性能;其三是发展结构粘接和功能粘接及密封的新品种等。
国内发展状况
我国聚氨酯胶粘剂工业起始于20世纪60年代末、70年代初的上海合成树脂研究所和上海新光化工厂的铁锚101胶粘剂。由于当时国民经济基础薄弱,应用开发迟缓,产业规模长期发展缓慢。至90年代后我国进入了新的发展时期,各领域引进许多先进的生产线需配套应用大量的聚氨酯胶粘剂。如大量引进的粘接法制鞋生产线,干法复合薄膜生产线,磁带涂布生产线,汽车风档玻璃直接粘接生产线等,需要不同的聚氨酯胶粘剂和密封剂。全国聚氨酯胶粘剂的产量,1991年达1.2万吨,1995年达2.3万吨,1997年达4.5万吨,1998年为10.3万吨,1991~1997年平均年增长率约为25%。
据行业调查统计,1998年消费的10.3万吨聚氨酯胶粘剂中,鞋用胶约 8万吨(含三资企业估计值),占78%,其多数为15%左右固含量的有机溶剂型胶粘剂,而其聚氨酯树脂95%以上为进口产品;复合薄膜用胶约0.8万吨,占7.8%,一般为60%左右固含量有机溶剂型胶粘剂,应用时稀释至适当的固含量,大部分为国产产品;通用胶约1 万吨,占近10%,一般为30%左右固含量有机溶剂型胶粘剂,绝大部分为国产产品;密封剂和其它特种胶约0.5万吨,占约4.5%,基本为无溶剂型,主要靠进口。1998年我国聚氨酯胶粘剂产量折合100%固含量实际为2.5万~2.7万吨。1999年我国聚氨酯胶粘剂总消耗量约为11.4万吨,比上年增长约10%。
国内最新进展
连续本体法聚氨酯鞋用固体树脂生产技术开发
国内鞋用聚氨酯胶粘剂生产企业100多家,广东、福建等经济发达地区集中了10多个规模较大的三资企业,其中南光、霸力等公司规模都在年产万吨以上,他们主要采用德国、西班牙、美国等进口树脂溶解、配方改性并生产配套的底涂剂。针对这一巨大的聚氨酯树脂市场,国内近几年来不少单位都在努力开发连续本体法聚氨酯鞋用固体树脂生产技术,其中以黎明化工研究院为技术依托的洛阳吉明公司及南京橡胶厂进展较快。吉明公司除原有的J 系列产品外,最近又开发出与国外产品性能相当的新品种和配套的底涂剂。此外国内还有几家企业也都在开发此技术,准备上生产装置。
单组分湿固化聚氨酯密封剂
单组分湿固化聚氨酯密封剂主要有两种。一种是弹性密封剂,用于建筑、汽车、机械仪表等领域;另一类为泡沫密封剂,主要用于门窗(铝合金、塑钢等)墙体之间密封和管道穿墙孔洞密封及管道保温、制冷设备安装维修等。前者山东化工厂已引进生产线生产AM系列产品,现他们通过改进工艺、配方及采用国产原料降低了成本,销路已逐渐打开。黎明化工研究院J 系列弹性密封剂在机械仪表行业占有重要份额,最近又开发出低硬度建筑用新品种北京西令胶粘密封材料公司开发出U 系列低硬度快固化建筑密封剂品种。深圳奥博胶粘剂化工有限公司研制成功汽车风档玻璃用聚氨酯粘接密封剂。后者是一种充填气雾剂和物理发泡剂的聚醚或聚酯型端NCO 预聚物,注入到已被润湿、需要填充的缝隙时,它可形成泡沫,同时以水分作交联剂交联固化。德、美、韩、荷等国已将此类产品打入我国,德国还在上海浦东合庆工业区投资建厂。黎明化工研究院经 1年多的研究开发,现已建成年产50万罐的生产线,产品性能达到国外同类产品水平。此外,江苏省化工研究所与吉林超隆化工有限公司也开发成功此类产品。
高固含量和无溶剂型聚氨酯胶粘剂
南京林业大学最近研制出A、B组分均为75%的高固含量复合薄膜用聚氨酯胶粘剂。北京市化工研究院在引进技术的基础上开发出几种干法复合无溶剂型聚氨酯胶粘剂,此类胶粘剂是干法复合薄膜用胶的发展方向。黎明化工研究院研制的无溶剂聚氨酯胶粘剂L-805已批量供应市场,而其最新研制成功的J-3061 聚氨酯反应热熔胶已同合作方建立了年产100吨中试生产装置,产品主要用于金属、塑料、木材等的粘接。
总的来看,虽然我国聚氨酯胶粘剂产业规模和技术水平有了很大发展,但与国外发达国家相比,仍有不少差距。如应用量最大的鞋用胶所用的聚氨酯树脂95%以上靠进口,国内自主开发的技术规模小,设备、工艺比国外落后,产品性能特别是批间稳定性能尚达不到国外水平。特种胶粘剂、结构胶粘剂、反应热熔胶粘剂及水性胶粘剂等正处于研制或小装置试生产阶段,市场上仍以进口产品为主。此外,其原料、助剂,特别是特种原料、特种助剂(如己二醇型、己内酯型聚酯多元醇,脂肪族异氰酸酯,特种催化剂,触变剂及脱水剂等)比较短缺,合成、配胶、施工设备机具等也与国外有较大差距。