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UV—固化膠粘劑的現狀及發展

１、UV—固化膠粘劑的國內外現狀

紫外光固化膠粘劑在光學器件，如光導纖維，光學透鏡等的粘接上的應用較多，近年在通訊信息用電子器件的組裝上也有大量應用。歐美的Chemence，Hoelne，Holdtite，Sartomer公司，日本的東亞合成公司，Three bond公司，協立化學工業公司都開發出很多品種的UV固化膠粘劑。剪切強度一般可達到8Mpa以上。收縮率一般在2％—5％。作為例子，日本生產和開發的幾種光學粘接用膠粘劑列在表1中。在我國兵器工業部53所，化工部晨光化工研究院，煙臺德邦公司等也開發出少量品種，但和國外相比在性能和固化工藝上都有一定差距。近年來，國內UV固化技術發展很快，該產業的年增長率高達25％。目前紫外光固化膠粘劑的專利技術主要集中在光固化低聚物，光引發劑及各成分配合上。

２、發 展

自由基聚合類紫外光固化膠粘劑的缺點一是收縮率比較大，多為2％—5％，遠遠大于環氧樹脂類膠粘劑的收縮率，二是耐熱性較低，在較高溫度時尺寸安定性不夠好。另外，丙烯酸酯系材料遇水易分解，耐濕性也有待提高。設計開發出高性能的光敏樹脂或采用復合固化技術，如紫外+室溫熱固化，紫外+厭氧固化等，降低膠粘劑收縮率，提高耐熱性，耐濕性是未來的發展方向。

    單組分環氧樹脂膠粘劑的研究現狀

環氧樹脂對各種金屬材料、非金屬材料、熱固性高分子材料等具有優良的粘接性,適應性強,不含揮發性溶劑,不需加壓即可固化,且固化收縮率低,耐環境性好,在許多領域得到廣泛應用。通常環氧樹脂膠粘劑是以主劑(環氧樹脂組分)和固化劑分開的雙組分包裝形式提供應用。在環氧樹脂中配合固化劑,會立刻開始反應,隨時間推移粘度上升,經過適用期達到不能使用為止。但是雙組分混合給使用帶來不方便,有以下缺點:(1)增加了包裝和貯運的麻煩;(2)雙組分膠粘劑使用時,混合比例的準確性和均一性將影響粘接強度;(3)在樹脂和固化劑混合后使用時間短。膠粘劑中固化劑種類不同其使用期不同,如脂肪胺類為數十分鐘,叔胺或芳香胺類為幾小時,酸酐類為一天至數天,不能長期存放;(4)配置的膠液若不能及時用完會造成浪費。(5)由于粘度隨時間上升,改變了操作工藝性,不能用于自動粘接。而單組分膠粘劑避免了上述缺點,它可以使膠接工藝簡化,并適于自動化操作。將固化劑和環氧樹脂混合起來配制單組分膠粘劑,主要是依靠固化劑的化學結構或者是采用某種技術手段把固化劑對環氧樹脂的開環活化暫時凍結起來,然后在熱、光、機械力或化學作用(如遇水分解)下使固化劑活性被激發,進而使環氧樹脂迅速固化。目前國內外市場出售的單組分環氧樹脂膠粘劑幾乎都是采用潛伏性固化劑或自固化性環氧樹脂,產品的形態有液態、糊狀、粉末狀和膜狀。具有實用價值的單組分環氧膠粘劑主要有以下幾種:(1)濕氣固化型;(2)微膠囊包覆型:將固化劑封人微膠囊內,與環氧樹脂混合后不會發生固化反應。成膜物質有明膠、乙烯基纖維素、聚乙烯醇縮醛等。膠囊靠加熱或加壓而破裂,固化劑和環氧樹脂便發生反應;(3)潛伏性固化劑型:使用在規定溫度以上才能被活化發生反應的熱反應性固化劑,包括中溫固化型及高溫快固化型;(4)陽離子光固化型。

        人造板用異氰酸酯膠粘劑研究現狀及發展趨勢

膠粘劑用量的多少,已成為衡量一個國家、一個地區木材工業技術發展水平的重要標志。根據聯合國糧農組織報道,2000年世界人造板的產量達到1.54億立方米,耗用370萬噸膠粘劑(以固體含量100%計)。據《中國林業統計資料》和已發表的有關數據推算,我國1997年木材膠粘劑用量為92萬噸,預測2005年和2010年人造板用膠量將分別增至141萬噸(干)和169萬噸。人造板使用膠粘劑主要有脲醛樹脂(ＵＦ)、酚醛樹脂(ＰＦ)、三聚氰胺-甲醛樹脂(ＭＦ),其中尤以ＵＦ用量大。
　　人造板工業的這三大膠種都使用甲醛作為原料之一。隨著人們對安全意識和環保意識的增強,甲醛的釋放越來越受到關注,同時也影響了人造板的銷售。因此,開發環保型的膠粘劑,重點開發無甲醛或低游離甲醛型膠粘劑成為大勢所趨。
　　由諸多的研究及應用可看出,以ＰＭＤＩ及水乳化的ＰＭＤＩ(ＥＭＤＩ)應用最多。Ｇａｌｂｒａｉｔｈ報道ＥＭＤＩ比ＰＭＤＩ更有效,而Ｊｏｎｅｓ[21]報道ＥＭＤＩ不比ＰＭＤＩ好。

有關測試表明,用膠量相同時,ＥＭＤＩ膠合刨花板各項性能均優于用ＰＭＤＩ。用2%ＥＭＤＩ膠合的三項力學性能接近于用4%ＰＭＤＩ。這可能是因為ＥＭ ＤＩ與原料混合比表面積大,反應生成的互穿網絡結構更充分。我國在水乳型異氰酸酯膠粘劑研究上多以異氰酸酯與聚醚多元醇加聚反應生成預聚體,在預聚體分子鏈中引入親水基團,再用二元醇或二元胺與鏈端的異氰酸酯基反應封端,生成少支鏈的線形聚合物,然后加水乳化。該法制得的膠粘劑顆粒較細且分布均勻,具有較好的儲存穩定性,但在分子鏈中親水基團的引入,使得膠層耐水性、耐熱性、粘接強度不理想。因此對水性異氰酸酯膠粘劑改性的研究十分活躍,但成功用于生產報道較少,成功用于人造板復合的報道則更少。究起原因,主要是因為異氰酸酯膠大分子中不再含有與木質或非木質大分子中羥基(—ＯＨ)反應的活性異氰酸酯基,因此膠合后, 是與原料基材存在著分子間的作用力,難以滿足粘接強度等性能上的要求。所以,應采取措施,有效地保留活性異氰酸酯基(—Ｎ=Ｃ=Ｏ),如將異氰酸酯膠、水、乳化劑混合乳化后立即將碎料涂膠,即在線乳化;或通過加入加速交聯的微膠囊化固化劑,熱壓時與異氰酸酯基交聯固化。這可能給研究者和生產者一個驚喜