胶粘剂发展与应用

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1950年代，美国试制氰基丙烯酸酯瞬干胶和厌氧胶。 1960年代，热溶胶，胶粘剂品种到达高峰。 1970年代后，系列化发展，完善性能，功能化发展。

三个发展阶段 诞生期：1930年代。 成长期：1930～1960年代。 成熟期：1970年代至今。
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2.世界发展趋势

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2007年，中国胶粘剂和密封剂的产量为 312.5万吨(不含三醛胶)，高品质、高性能、 高附加值产品的快速增长成为重要的原因。 预计未来几年，中国胶粘剂市场仍将以年 均超过10%的速度增长。
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表1 2010年我国主要精细与专用化学品需求预测/万吨
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（3）发展趋势


世界胶粘剂和密封剂工业的发展方向是节能减 排、环境友善型、资源节约型。 开发新型高性能无溶剂和水基胶粘剂。 不可回避的是目前溶剂型胶粘剂尚有许多可 取之处。
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应用复合技术，使性能互补。
例如：环氧树脂的粘接性和强度优异，但Βιβλιοθήκη Baidu性脆，需用丁 腈、聚硫或聚氨酯等橡胶型聚合物改性。
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我国长期稳定的政治氛围和快速的经济发展，吸引 着众多跨国公司纷纷来华投资，设立代办处和研发 中心，建设工厂。 通过战略转移使公司产品供应更便捷，服务更贴近； 在华生产基地采取逐步本土化策略，一则尽量使用 或委托加工所需原材料，降低成本；二则招聘本地 劳动力和技术人员以更适应本土需求和具有中国特 色。
认真对产品设计和解析产品合成化学机理，设计较佳合成 工艺、流程和装置，配以精密计量、物料输送和中间控制机 械和仪器，使新产品的开发顺利实施。 采用连续化、微小乳液和细乳液聚合等新技术，可大幅度 提高产品性能和生产率。
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3. 中国发展趋势

现在我国胶粘剂行业规模扩大，技术提升，出口 增长，胶粘剂将成为精细化工行业生力军。
预计“十一五”末期，外资企业的产品销售金额将由 现在占中国大陆胶粘剂销售总金额的40%提高到45%50%。无疑是对我国本土企业的严峻挑战。

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由于市场需求量的快速增长和环保节能法 规的强制执行，今后一些水基型、热熔型、 生物降解型、光固化型、室温和低温固化 型及无溶剂和高固含量型等环保节能产品。 随着专业化程度的不断增升，中国胶粘剂 产品的质量和水平将会显著提高，生产将 更趋集中。
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粘结技术的特点

有效地用于不同金属或非金属之间的连接。
焊接难以做到，且焊缝易产生电化学腐蚀。

连接中胶粘剂均匀分布在粘结面上。
不易产生应力集中问题，疲劳裂纹扩展慢。


粘结结构能有效减轻重量。 连接缝对水、空气和其它环境介质的密封性好， 粘结表面光滑。 节省材料，提高工作效率，可具有功能性。

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现状
1.在中国胶粘剂市场，多数通用型产品供大于求的局 面没有改变，而部分高性能、高品质胶粘剂及胶粘 制品需求量增加，如用于电子电气、精密仪器仪表、 汽车、航天航空等行业的产品。 2.国内产销规模小、技术和设备落后、产品档次低的 中小型企业将被市场淘汰，市场将逐步走向理性竞 争。
2.1 主要国家消费量 随着现代工农业发展和人民生活水平不断 提高，精细化学品之一的胶粘剂和密封剂 （有时总称胶粘剂或简称胶）系列正在迅 速发展。其特殊功能使其已广泛应用于国 民经济各个领域和人民大众日常生活。
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衣：织物整理，可洗穿、防水透气等； 食：食品软包装、口香糖等； 住：建筑、装修等； 行：汽车等运输工具； 高精尖端技术：飞机、导弹（推进剂和绝热衬 层间粘接）、电子电器、自动控制等。
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随着国内建筑、木材加工、包装、制鞋等 行业的发展,合成胶粘剂在今后仍将继续保 持较高的增长速度。发展重点是:
1.低甲醛释放量的脲醛胶; 2.扩大聚氨酯类胶粘剂的使用范围; 3.高性能的建筑密封胶; 4.电子工业用胶; 5.汽车工业用胶; 6.环保型热熔胶和其他无溶剂胶; 7.逐步淘汰鞋用氯丁胶和建筑用107胶。
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（1）目前中国已成为BAYER重要的生产基地和市 场。 在上海一体化基地建造新的水性聚氨酯分散体生 产设施，并提高其现有生产能力，以此确保亚太 地区长期良好的供应状态，并能不断满足未来市 场需求。 应用包括：高质量运动鞋的鞋面粘接，家具饰面 的塑膜复合（干法），家具、地板、车辆、塑料 部件及汽车内饰物的粘合。

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日本2005和2006年胶粘剂生产量中水基型胶粘剂所 占比例最大，反应型和压敏型发展活跃，性能优异 的聚氨酯胶粘剂增长更快。 水性高分子-异氰酸酯系胶粘剂主要用于胶合板、 中密度胶合板和集成材等制作，部分替代醛类胶粘 剂。
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2.2 近期发展特征
（1）继续较高速度发展 高新现代工业技术的飞速发展推动全球胶粘剂和 密封剂产量还将以4%-5%的速度增长。
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（6）其他： Ashland 美国国家淀粉公司 Fuller Avery Dennison公司 Sika 3M公司 美国洛德公司 等
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中国胶粘剂市场竞争日益激烈，跨国公司既在中国推 广其功能性和非有机溶剂型产品，抢占高端市场，又 直销或合作生产普通型胶粘剂，争夺通用市场。
《胶粘剂发展与应用》
袁荞龙
材料科学与工程学院
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一、概论

胶粘剂(adhesives) 将同种或不同种固体材料表面连接在一起的 媒介物质－－－胶粘剂，或粘结剂。
与生成生活应用密切相关。

连接工艺：粘结、焊接、铆接、螺栓连接。 粘结技术和胶粘剂
交叉学科，涉及高分子科学、有机化学、表界面及胶体 化学、材料力学等。
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胶粘剂的粘结强度有限。 有机高分子胶粘剂的耐高温、低温性有限， 一般只能在－50～100℃工作。 胶粘剂在光、热、空气等作用下老化。 粘结件无法进行无损伤检测。
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胶粘剂的应用

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木材加工业 航空工业 宇航工业 汽车集车辆制造业 机床工业 电子、电器工业 医学 建筑工业 印刷装订业 化工及轻工业
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二、胶粘剂的发展
1.胶粘剂的发展史 2.世界发展趋势 2.1 主要国家消费量 2.2 近期发展特征 3. 中国发展趋势 3.1 主要胶种产量 3.2 发展特征
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1.胶粘剂的发展史


天然胶粘剂 木汁、血胶、松脂、天然沥青、淀粉、骨胶、石灰、 硅酸盐。 合成胶粘剂 1907年，美国的酚醛树脂出现； 1925年，美国出现天然橡胶加工的压敏胶； 1930年代，橡胶型胶粘剂：美国开始生产氯丁橡 胶； 德国生产丁苯橡胶、丁腈橡胶、聚异丁烯、聚氨酯；苏 联的聚丁二烯橡胶。 1940年代，瑞士发明双酚A型环氧树脂，美国的有机硅 树脂。
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（4）1994年NPU在上海设立代办处。 对国内聚氨酯产品需求量不断增长的市场， 特别是为冰箱、建筑隔热材料应用和住宅业发 展所需的涂料、胶粘剂。 NPU拥有MDI、TDI、HDI等各种异氰酸酯 及聚酯、聚碳酸酯二元醇等多元醇，还拥有涂 料、胶粘剂和弹性体等所需各种聚氨酯衍生物。
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（5）HENKEL亚太研发中心



早期在烟台建立厌氧胶合资企业（原属Loctite, 后被 HENKEL收购）。 投资1000万欧元在上海浦东建设研发中心。重点研发供应中 国和亚太市场胶粘剂、密封剂以及表面处理产品。 与中国5所大学的6个研究团队进行胶粘剂合作研究，将重点 开发基于有机硅改性材料的新一代胶粘剂和密封剂。
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助剂的应用
微量的助剂可起到味精作用。它们包括除水剂、消泡剂、 流变剂、流平剂、润湿剂、增粘剂、增稠剂、柔软剂、 抗氧剂、抗UV剂、防腐防霉剂和活性稀释剂等。 德国BYK化学公司、德国Degussa公司等生产助剂，可 有针对性地选用。
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普遍采用新技术、新工艺和新设备。
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胶粘剂产品体系还正在继续扩展： 各行各业日益期望探索新型高性能异种材料的粘 接； 不断涌现取代传统材料的新型合成材料的粘接； 各种各样基材需要环境友好型粘接产品如降低 VOC、采用可循环再生资源和增强美学观念等的 产品。
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北美、欧洲和日本，尤其美国凭借其先进工 业生产工艺和技术，新技术、新产品不断涌 现，促进胶粘剂和密封剂生产量始终位居全 球之首，其制备工艺和产品也日益符合健康 环保。

世界有实力胶粘剂和密封剂制造商 (Henkel, 3M, National starch and Chemical Company, General Electric Company、Rohm and Haas, etc.)积极采用 替代品，以降低原材料成本。更将压力变动力， 致力于产品和工艺上的革新，将目标瞄向高增长 终端用途领域，意图降低成本，提高生产力。
行业 涂料 塑料助剂 造纸化学品 电子化学品 胶粘剂 水处理剂 表面活性剂 需求量 400 180～200 100～120 260～280 480～500 20～25 150～170
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预计2010年胶粘剂及密封剂在各应用领域的需求分布为： 1.木材加工胶合板及木工333万吨， 2.建筑建材及涂料200万吨， 3.包装及商标89万吨， 4.制鞋与皮革43万吨， 5.交通运输24万吨， 6.纸加工与书刊装订15万吨， 7.装配(机械、电器、仪表等)12.7万吨， 8.民用消费5.3万吨， 9.其它8万吨。 计730万吨
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2005年全球反应性特种胶粘剂中，聚氨酯消费量最 大，占总量的73.3%，其次是环氧树脂，占22%， 辐射固化型占2.6%，其他为2.1%。 2005年全球特种密封剂中，有机硅消费量居首，占 总密封剂的69.2%，聚氨酯次之，占18.9%，硅烷改 性聚醚占6.4%，聚硫占5.4%。
目前中国已成为世界胶粘剂生产和消费大国。

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2006年全国胶粘剂与密封剂总产量约为280万t（不 含脲醛、酚醛和三聚氰胺甲醛胶），销售额约为 340亿元，分别比2005年增长11.3%和24.1%。 2006 年热熔型和反应型胶增长较快，水基型在各类胶粘 剂中产量最大。 2006年我国胶粘剂和密封剂消费量最大的是建筑建 材及装修业，其次是包装业。增长最快的是交通运 输和装备业（电子电器、机械、仪器仪表、航天航 空）。
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（2）巴斯夫(BASF)公司在上海浦东建设两套特种

化学品装置。 一套装置将生产超过3万t/a的聚丙烯酸酯聚合物； 另一套装置将生产超过1.2万t/a的鞣革化学品。
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（3）R&H中国研发中心正式开业。 2006年在上海浦东新区张江高科技园区, R&H目前在中国大陆地区已建有三个工厂，分别位 于北京、上海和广东三水。 中国是R&H对丙烯酸方面特别关注的地区之一。 R&H在中国极力推销其水性丙烯酸酯和聚氨酯软包 装复合薄膜用胶粘剂。
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（2）开拓发展中国家和地区市场 工业发达地区如美国、大多西欧国家的胶粘剂市场业 已成熟，近年实施了地区性战略转移，可使公司获益 匪浅。 因发展中地区胶粘剂消费增长率是美国、西欧的3倍。 这一机遇赋予多到60个终端应用市场受益，其中以包 装、建筑、胶带、运输和消费零售应用市场最大。 这些地区包括亚洲（尤其是中国、印度）、拉丁美洲 （如巴西、墨西哥）和东欧（俄罗斯）等。


丙烯酸酯乳液是常用的胶粘剂，将其与聚氨酯、聚 氨酯-环氧树脂等复配改性。 应用纳米技术。
胶粘剂颗粒的纳米化不仅可提高其对被粘基体的浸润性和 渗透性，充分发挥其固有性能，有时起到质的变化。例如将 水性胶粘剂的颗粒降到100nm以下，可大幅提高其粘接性能； 填料的纳米化也可起到同样效果。
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