在憂喜中不斷前進 中國膠粘劑行業的喜與悲
2012年12月22日 膠粘劑行業涵括很多領域,也包括了我們皓景環保科技的環保包裝專用熱熔膠等產品,今天我們以一種大角度來看待當今國內這個行業的好消息還有壞消息。
一、我國膠粘劑行業取得的進步
1、新產品不斷涌現
由于各類合成樹脂和合成橡膠的研制成功,特別是一些具有代表性的聚合物如酚醛樹脂、脲醛樹脂、不飽和樹脂、環氧樹脂、氯丁橡膠等的投產和商品化,促使膠粘劑和膠粘技術的迅速發展。上世紀80年代以來,膠粘劑與膠接技術進展顯著,新的性能優異的膠粘劑不斷出現,且由于獨特的膠粘技術,使其具有非凡的多功能,能夠實現多重目的。
一些改性型、接技型、共聚共混型及特種型膠粘劑相繼開發出來,有的已實現產業化。如聚氨酯改性聚乙酸乙烯酯乳液、抗凍性白乳膠、雙馬改性環氧樹脂導電膠、有機硅改性環氧樹脂結構膠、聚氨酯改性環氧樹脂膠、微泡型室溫固化單組分聚氨酯膠、阻燃型聚氨酯灌封膠、再粘性好的球型狀丙烯酸酯壓敏膠、有機硅壓敏膠及膠帶等,這些產品具有很多優異的性能,不僅滿足了各種需求,而且提高了我國膠粘劑產品檔次,取代了部分進口。
2、生產技術進步快
我國膠粘劑生產的工藝技術已取得長足進步。以輻射法、紫外光固化法和互穿網絡法等為代表的新的生產技術,在改進產品性能、提高產品質量方面,起到了十分重要的作用。伴隨著新技術的應用,新產品也層出不窮,聚氨酯改性聚乙酸乙烯酪乳液、抗凍性白乳膠、雙馬改性環氧樹脂導電膠、有機硅改環氧樹脂結構膠、聚氨酯改性環氧樹脂膠等改性型、接技型、共聚共混型及特種型膠粘劑相繼研制成功,其優異的性能,滿足了應用行業不斷發展中的各種需求,取代了部分進口,提高了我國膠粘劑行業的整體素質。
膠粘劑生產設備也有了很大改進和更新。我國自行設計制造的7m3乳液聚合螺旋半圓管夾套反應釜,運行質量良好,有些還實現了DCS控制;熱熔膠涂布機、裁切機熱熔膠噴膠機等已達到國際中等水平,其幅寬可達1.3—2.0米、涂布速度可達120~150米/分;導靜電離筒靜電消除技術、張力自控裝置、高靈敏度傳感器、調頻調速系統等各種自控設施成功投入生產,取代進口。隨著技術水平的不斷提高,一些高性能、高品質、高附加值的新產品相繼投產,特別是水性膠、熱熔膠和熱熔壓敏膠等環保型膠粘劑逐漸成為合成膠粘劑的主流。
3、應用領域不斷拓寬
目前,膠粘劑的應用已滲入到國民經濟中的各個部門,比如服裝、輕工、機械制造、航天航空、電子電器、交通運輸、醫療衛生、郵電、倉貯等眾多領域,成為工業生產中不可缺少的技術。在高技術領域中的應用尤其令人矚目,據報導,國外在生產一輛汽車中要使用5—10k8膠粘劑;一架波音飛機的粘接面積達到2400m2;一架宇航飛機需要粘接30000塊陶瓷片。
在汽車工業上包括汽車、卡車、摩托車和有關的交通工具應用膠粘劑是為了工藝簡便、性能可靠、經濟高效;用于金屬、塑料、織物、玻璃、橡膠等本身或相互之間和涂漆表面的結構連接、固定和密封。大約有25種類型的膠粘劑適用于汽車的組裝,每臺典型的機動車用膠量約9kg。汽車工業用量最大的膠粘劑之一是氯丁溶劑型膠粘劑,用于粘接PVC頂篷,現在趨向于壓敏膠。密封膠粘劑劑密封劑和墊片用于汽車和卡車上的主要功能是隔絕空氣、塵土和水,以便減小腐蝕或改善舒適性。
“神六”飛船的座艙、地板、天線、太陽能電池、儀器艙等重要部位,必須在承受超強高、低溫變化和強沖擊力的巨大考驗后依然緊緊粘連在一起。實現這一要求需要使用性能極好的結構膠粘劑,環氧樹脂膠是公認的最佳也是主導使用的結構膠粘劑。環氧樹脂本身就是膠粘劑,在應用過程中按工藝及應用要求與環氧固化劑反應,即可完成固化、實現膠粘功能。藍星新材料無錫樹脂廠是我國歷次航天發射專用材料提供者,提供的特制環氧樹脂性能過硬,緊密地把飛船各部位的結構粘接在一起,發揮了不可替代的作用。有關航天環氧樹脂結構膠粘劑的配方、試驗環境、基料品種等都屬保密。
環氧結構膠粘劑在航空和宇航工業中大量用于制造蜂窩夾層結構、全膠接鈑金結構、復合金屬結構如鋼-鋁、鋁—鎂、鋼—青銅等和金屬—聚合物復合材料的復合結構。用作機翼蒙皮、機身壁板、人造衛星結構、火箭發動機殼體等。在造船工業中用于螺旋槳與艉軸的膠接,曲軸的膠接。在機械制造工業中用于重型機床絲桿的套鑲粘接,其精度和強度均大于整體絲桿。
二、我國膠粘劑工業存在的問題
為實現我國合成膠粘劑行業“十一五”發展目標,首先要堅持科學發展觀,走新型工業化的道路,把膠粘劑行業建成低投入、高產出、低能耗、能循環的可持續發展的、環保型、健康型的精細化工產業。重點發展環保型、節能型膠粘劑,大力研究開發和發展高技術含量、高附加值、高性能的膠粘劑新產品。
1、行業水平不高
主要表現為生產企業分散、技術落后、品種少、質量和檔次不高。據不完全統計,我國現有膠粘劑生產企業近2000家,品種超過3000種,分布在全國28個省、自治區、直轄市,但上規模、上水平的企業不過百家。以聚氨酯膠為例,目前我國生產企業有100多家,其中有10多家規模較大的三資企業分布在廣東及福建沿海地區。中國聚氨酯膠粘劑產業和規模近幾年有很大發展,技術水平也不斷提高,但與國外相比差距仍然較大。國內開發的品種規模較小,設備和工藝也比較落后,產品性能、特別是批次穩定性能尚達不到國外水平。特種膠粘劑、結構膠粘劑、水性膠及熱熔膠等均處于小規模生產階段,市場上仍以進口產品為主。
2、產品科技含量低
大多數企業只能在一些老的產品上以價格來爭奪市場,而對一些急需的高科技產品的研究開發嚴重滯后。一般通用型膠粘劑如涂于BOPP膜包裝膠帶的丙烯酸壓敏膠乳液,用于制作一般建筑涂料的苯丙、醋丙和純丙型乳液,通用型白乳膠,用于書本無線裝訂的EVA類熱熔膠,通用型502瞬干膠及硅酮膠等,生產能力大大超過需求量,競爭十分激烈。但一些高性能、高品質膠粘劑和助劑還不能生產,或產品性能與質量不能達到使用要求,如急需的環保型氯丁膠和聚氨酯膠的水基化研究,在我國已進行多年,但至今仍未實現商品化生產。
一些膠粘劑的主要原材料及相關助劑供應不足,不能生產或產品質量、性能達不到要求。如用于熱熔膠及熱熔壓敏膠生產的E—VA、SIS樹脂、PA樹脂,鞋用TPU樹脂,與膠粘劑配套的一些助劑必須從國外全部或部分進口。據統計,2001年我國進口各類膠粘劑和密封劑及其原輔材料共15.02萬噸,主要有聚氨酯膠、聚氨酯結構密封膠、環氧樹脂膠、聚酰胺樹脂膠、高性能有機硅密封膠、高性能丙烯酸酯膠及壓敏膠等,以及數量可觀的膠粘劑原輔材料及相關助劑。
3、非環保產品仍大量生產
聚乙烯醇甲醛膠粘劑107膠因其含有游離甲醛,損害人體健康,在發達國家早已禁用,而我國由于其價格低廉,目前用量還較大我國產量最大的合成膠粘劑脲醛膠的生產技術水平較低,產品中的甲醛釋放量高于國際標準的4—5倍,對消費者健康危害很大。氯丁膠是我國傳統的大宗膠粘劑品種,主要用于制鞋、裝飾工業和木器工業。氯丁膠中含有大量有毒有害的有機溶劑,且對軟PVC熱塑彈性體、聚氨酯等新型鞋用材料粘接性能差,已不適應制鞋業的發展需要,在發達國家鞋用膠粘劑已完全使用聚氨酯膠和環保型熱熔膠。
2006年9月,廈門市質監局對廈門市廚房家具生產企業進行抽檢,結果顯示,產品合格率僅為25%。被抽檢的20個批次產品中,15個批次產品存在甲醛釋放量超標的問題。目前市面上櫥柜產品廣泛使用的主體材料是人造板,而人造板在制造過程中,必須使用膠粘劑主要是脲醛樹脂,這就成了日后甲醛釋放的來源。國內板材生產工藝較為落后,若為了片面追求人造板的強度,大量施加膠粘劑,將產生更大的甲醛危害。
目前市場上還存在著不少假冒偽劣的膠粘劑,通常采用粗制溶劑,有的甚至使用工業廢棄溶劑。劣質膠粘劑價格低廉,經常被一些不正規的裝飾裝修工程隊選用。其中除了超標的三苯類苯、甲苯、二甲苯,還有各種有毒有害的物質,如甲醛、鹵代烴等。常見的膠粘劑質量問題主要是溶劑揮發產生的苯類、鹵代烴和甲醛等有害物質。
4、過于依賴進口
膠粘劑制品越來越多地應用在電子、機械和國防等重要領域,當前國內各種技術性能優異的工程膠粘劑和密封劑大多是使用進口或合獨資企業的產品,我國自行研制的產品使用的原料仍然依靠進口,這種長期依賴進口原料限制我國自主開發高新性能膠粘劑產品的局面必須盡快解決。我國制鞋業目前所用溶劑膠基本是:氯丁膠30%、接技氯丁膠40%和聚氨酯膠30%。雖然我國聚氨酯膠粘劑產業規模和技術水平有了很大發展,但與國外相比仍有不小差距。主要表現為:鞋用聚氨酯樹脂有95%以上要靠進口,國內幾家自主開發的裝置規模較小,設備、工藝比較落后,產品性能特別是各批次產品的穩定性尚達不到國外水平。目前,國內耐蒸煮型膠粘劑仍主要依賴進口,但已經有部分企業產品占領了一定的市場份額。估計在未來的幾年內,國產耐蒸煮型膠粘劑的市場份額會逐步提高。
一、我國膠粘劑行業取得的進步
1、新產品不斷涌現
由于各類合成樹脂和合成橡膠的研制成功,特別是一些具有代表性的聚合物如酚醛樹脂、脲醛樹脂、不飽和樹脂、環氧樹脂、氯丁橡膠等的投產和商品化,促使膠粘劑和膠粘技術的迅速發展。上世紀80年代以來,膠粘劑與膠接技術進展顯著,新的性能優異的膠粘劑不斷出現,且由于獨特的膠粘技術,使其具有非凡的多功能,能夠實現多重目的。
一些改性型、接技型、共聚共混型及特種型膠粘劑相繼開發出來,有的已實現產業化。如聚氨酯改性聚乙酸乙烯酯乳液、抗凍性白乳膠、雙馬改性環氧樹脂導電膠、有機硅改性環氧樹脂結構膠、聚氨酯改性環氧樹脂膠、微泡型室溫固化單組分聚氨酯膠、阻燃型聚氨酯灌封膠、再粘性好的球型狀丙烯酸酯壓敏膠、有機硅壓敏膠及膠帶等,這些產品具有很多優異的性能,不僅滿足了各種需求,而且提高了我國膠粘劑產品檔次,取代了部分進口。
2、生產技術進步快
我國膠粘劑生產的工藝技術已取得長足進步。以輻射法、紫外光固化法和互穿網絡法等為代表的新的生產技術,在改進產品性能、提高產品質量方面,起到了十分重要的作用。伴隨著新技術的應用,新產品也層出不窮,聚氨酯改性聚乙酸乙烯酪乳液、抗凍性白乳膠、雙馬改性環氧樹脂導電膠、有機硅改環氧樹脂結構膠、聚氨酯改性環氧樹脂膠等改性型、接技型、共聚共混型及特種型膠粘劑相繼研制成功,其優異的性能,滿足了應用行業不斷發展中的各種需求,取代了部分進口,提高了我國膠粘劑行業的整體素質。
膠粘劑生產設備也有了很大改進和更新。我國自行設計制造的7m3乳液聚合螺旋半圓管夾套反應釜,運行質量良好,有些還實現了DCS控制;熱熔膠涂布機、裁切機熱熔膠噴膠機等已達到國際中等水平,其幅寬可達1.3—2.0米、涂布速度可達120~150米/分;導靜電離筒靜電消除技術、張力自控裝置、高靈敏度傳感器、調頻調速系統等各種自控設施成功投入生產,取代進口。隨著技術水平的不斷提高,一些高性能、高品質、高附加值的新產品相繼投產,特別是水性膠、熱熔膠和熱熔壓敏膠等環保型膠粘劑逐漸成為合成膠粘劑的主流。
3、應用領域不斷拓寬
目前,膠粘劑的應用已滲入到國民經濟中的各個部門,比如服裝、輕工、機械制造、航天航空、電子電器、交通運輸、醫療衛生、郵電、倉貯等眾多領域,成為工業生產中不可缺少的技術。在高技術領域中的應用尤其令人矚目,據報導,國外在生產一輛汽車中要使用5—10k8膠粘劑;一架波音飛機的粘接面積達到2400m2;一架宇航飛機需要粘接30000塊陶瓷片。
在汽車工業上包括汽車、卡車、摩托車和有關的交通工具應用膠粘劑是為了工藝簡便、性能可靠、經濟高效;用于金屬、塑料、織物、玻璃、橡膠等本身或相互之間和涂漆表面的結構連接、固定和密封。大約有25種類型的膠粘劑適用于汽車的組裝,每臺典型的機動車用膠量約9kg。汽車工業用量最大的膠粘劑之一是氯丁溶劑型膠粘劑,用于粘接PVC頂篷,現在趨向于壓敏膠。密封膠粘劑劑密封劑和墊片用于汽車和卡車上的主要功能是隔絕空氣、塵土和水,以便減小腐蝕或改善舒適性。
“神六”飛船的座艙、地板、天線、太陽能電池、儀器艙等重要部位,必須在承受超強高、低溫變化和強沖擊力的巨大考驗后依然緊緊粘連在一起。實現這一要求需要使用性能極好的結構膠粘劑,環氧樹脂膠是公認的最佳也是主導使用的結構膠粘劑。環氧樹脂本身就是膠粘劑,在應用過程中按工藝及應用要求與環氧固化劑反應,即可完成固化、實現膠粘功能。藍星新材料無錫樹脂廠是我國歷次航天發射專用材料提供者,提供的特制環氧樹脂性能過硬,緊密地把飛船各部位的結構粘接在一起,發揮了不可替代的作用。有關航天環氧樹脂結構膠粘劑的配方、試驗環境、基料品種等都屬保密。
環氧結構膠粘劑在航空和宇航工業中大量用于制造蜂窩夾層結構、全膠接鈑金結構、復合金屬結構如鋼-鋁、鋁—鎂、鋼—青銅等和金屬—聚合物復合材料的復合結構。用作機翼蒙皮、機身壁板、人造衛星結構、火箭發動機殼體等。在造船工業中用于螺旋槳與艉軸的膠接,曲軸的膠接。在機械制造工業中用于重型機床絲桿的套鑲粘接,其精度和強度均大于整體絲桿。
二、我國膠粘劑工業存在的問題
為實現我國合成膠粘劑行業“十一五”發展目標,首先要堅持科學發展觀,走新型工業化的道路,把膠粘劑行業建成低投入、高產出、低能耗、能循環的可持續發展的、環保型、健康型的精細化工產業。重點發展環保型、節能型膠粘劑,大力研究開發和發展高技術含量、高附加值、高性能的膠粘劑新產品。
1、行業水平不高
主要表現為生產企業分散、技術落后、品種少、質量和檔次不高。據不完全統計,我國現有膠粘劑生產企業近2000家,品種超過3000種,分布在全國28個省、自治區、直轄市,但上規模、上水平的企業不過百家。以聚氨酯膠為例,目前我國生產企業有100多家,其中有10多家規模較大的三資企業分布在廣東及福建沿海地區。中國聚氨酯膠粘劑產業和規模近幾年有很大發展,技術水平也不斷提高,但與國外相比差距仍然較大。國內開發的品種規模較小,設備和工藝也比較落后,產品性能、特別是批次穩定性能尚達不到國外水平。特種膠粘劑、結構膠粘劑、水性膠及熱熔膠等均處于小規模生產階段,市場上仍以進口產品為主。
2、產品科技含量低
大多數企業只能在一些老的產品上以價格來爭奪市場,而對一些急需的高科技產品的研究開發嚴重滯后。一般通用型膠粘劑如涂于BOPP膜包裝膠帶的丙烯酸壓敏膠乳液,用于制作一般建筑涂料的苯丙、醋丙和純丙型乳液,通用型白乳膠,用于書本無線裝訂的EVA類熱熔膠,通用型502瞬干膠及硅酮膠等,生產能力大大超過需求量,競爭十分激烈。但一些高性能、高品質膠粘劑和助劑還不能生產,或產品性能與質量不能達到使用要求,如急需的環保型氯丁膠和聚氨酯膠的水基化研究,在我國已進行多年,但至今仍未實現商品化生產。
一些膠粘劑的主要原材料及相關助劑供應不足,不能生產或產品質量、性能達不到要求。如用于熱熔膠及熱熔壓敏膠生產的E—VA、SIS樹脂、PA樹脂,鞋用TPU樹脂,與膠粘劑配套的一些助劑必須從國外全部或部分進口。據統計,2001年我國進口各類膠粘劑和密封劑及其原輔材料共15.02萬噸,主要有聚氨酯膠、聚氨酯結構密封膠、環氧樹脂膠、聚酰胺樹脂膠、高性能有機硅密封膠、高性能丙烯酸酯膠及壓敏膠等,以及數量可觀的膠粘劑原輔材料及相關助劑。
3、非環保產品仍大量生產
聚乙烯醇甲醛膠粘劑107膠因其含有游離甲醛,損害人體健康,在發達國家早已禁用,而我國由于其價格低廉,目前用量還較大我國產量最大的合成膠粘劑脲醛膠的生產技術水平較低,產品中的甲醛釋放量高于國際標準的4—5倍,對消費者健康危害很大。氯丁膠是我國傳統的大宗膠粘劑品種,主要用于制鞋、裝飾工業和木器工業。氯丁膠中含有大量有毒有害的有機溶劑,且對軟PVC熱塑彈性體、聚氨酯等新型鞋用材料粘接性能差,已不適應制鞋業的發展需要,在發達國家鞋用膠粘劑已完全使用聚氨酯膠和環保型熱熔膠。
2006年9月,廈門市質監局對廈門市廚房家具生產企業進行抽檢,結果顯示,產品合格率僅為25%。被抽檢的20個批次產品中,15個批次產品存在甲醛釋放量超標的問題。目前市面上櫥柜產品廣泛使用的主體材料是人造板,而人造板在制造過程中,必須使用膠粘劑主要是脲醛樹脂,這就成了日后甲醛釋放的來源。國內板材生產工藝較為落后,若為了片面追求人造板的強度,大量施加膠粘劑,將產生更大的甲醛危害。
目前市場上還存在著不少假冒偽劣的膠粘劑,通常采用粗制溶劑,有的甚至使用工業廢棄溶劑。劣質膠粘劑價格低廉,經常被一些不正規的裝飾裝修工程隊選用。其中除了超標的三苯類苯、甲苯、二甲苯,還有各種有毒有害的物質,如甲醛、鹵代烴等。常見的膠粘劑質量問題主要是溶劑揮發產生的苯類、鹵代烴和甲醛等有害物質。
4、過于依賴進口
膠粘劑制品越來越多地應用在電子、機械和國防等重要領域,當前國內各種技術性能優異的工程膠粘劑和密封劑大多是使用進口或合獨資企業的產品,我國自行研制的產品使用的原料仍然依靠進口,這種長期依賴進口原料限制我國自主開發高新性能膠粘劑產品的局面必須盡快解決。我國制鞋業目前所用溶劑膠基本是:氯丁膠30%、接技氯丁膠40%和聚氨酯膠30%。雖然我國聚氨酯膠粘劑產業規模和技術水平有了很大發展,但與國外相比仍有不小差距。主要表現為:鞋用聚氨酯樹脂有95%以上要靠進口,國內幾家自主開發的裝置規模較小,設備、工藝比較落后,產品性能特別是各批次產品的穩定性尚達不到國外水平。目前,國內耐蒸煮型膠粘劑仍主要依賴進口,但已經有部分企業產品占領了一定的市場份額。估計在未來的幾年內,國產耐蒸煮型膠粘劑的市場份額會逐步提高。