化工设备生产中胶粘剂的应用技术与前景

化工设备生产中胶粘剂的应用技术与前景

赵勇

（  山东省烟台市开发区  264006  ）

摘要：随着我国经济的发展，胶粘剂逐渐成为了人们日常生活中重要的精细化工产品，被广泛应用到各行各业。本文简述了胶粘剂和胶接技术的重要作用，分析了当前我国胶粘剂生产及使用中存在的问题，并对化工设备生产中胶粘剂的应用技术与前景进行了研究，以供参考。

关键词：化工设备；胶粘剂；应用技术；前景

    近年来，我国胶粘剂工业的发展日新月异，在胶粘剂产量迅速增加、工艺不断进步的同时，其应用领域也日益拓宽，在工业、农业、交通、化工、国防等领域被广泛应用。虽然胶接技术具有操作简单、成本低廉等优点而得到广泛的应用，但同时也存在易老化、污染环境等缺点，特别是在一些特殊环境如水下作业时尤为明显。为了适应飞速发展的科技趋势与环保要求，优化与改进胶粘剂以达到环保化、水性化以及使用性能以适应不同领域使用要求已经成为当前的研究重点之一。

一、胶粘剂和胶接技术的重要作用

胶粘剂和胶接技术具有连接、密封、绝缘、减震、隔热、消音、阻尼、降噪、防潮、粘涂、导电、导磁、减磨、耐油等多种功能。在结构连接、装配加固、减震抗震、减重增速、装饰装修、防水防腐、应急修复等方面，胶粘剂和胶接技术起到了越来越大的作用，特别是在节能、环保、安全、新技术、新工艺、新产品研发方面已经成为重要的工程材料和工艺方法。

胶接技术作为一种新型的特种工艺，对现代经济、现代国防和现代科技都起到了巨大的推动作用。以现代航天和航空领域为例，各类飞行器都有很多粘接部位和粘接面积，如飞机的机身、机翼、操作面、整流罩和整体油箱等，胶接面积可达整个机面面积的3/4左右。一架普通飞机应用胶粘剂和胶接技术代替铆接，可使其质量降低15%左右，总费用可节约1/3左右；一架重型轰炸机，质量可降低20%左右。

胶粘剂和胶接技术也可以应用到汽车制造及船舶制造行业中。在汽车轻量化，高速化及舒适化发展的今天，薄壁结构及塑料零件不可避免地大量使用，而使用胶接代替点焊是最佳连接方法。在胶接技术用于管道接头时，其寿命比用螺栓或铆钉固定要高出一倍以上。在汽车及轮船制造领域应用胶粘剂和胶接技术可以有效减轻汽车及轮船的质量，降低油耗，减少排放污染，同时也可以提高汽车和轮船的行驶速度和安全性[1]。

另外，胶粘剂和胶接技术在建筑装修行业及医疗行业的应用也有优秀表现。近代建筑需要美观大方、新颖别致，室内设施注重舒适华贵，装饰材料种类繁多，而胶粘剂则在建筑中起到轻质，节能，密封，防漏，保暖，防污和耐久的特殊作用。同时，胶粘剂的使用在医疗中方兴未艾和普及，它被用来修补脏器、接骨植皮、缝合止血和修补鼓膜等。

二、我国胶粘剂生产及使用存在的问题

从20世纪90年代起，随着国民经济建设和科学技术进步以及相关产业需求的增长，我国胶粘剂行业进入了快速发展期。据专家预测，未来5年是我国胶粘剂市场高速成长期。但目前在我国胶粘剂生产及使用中，仍存在着一些问题，主要表现在以下几方面：

第一，胶粘剂生产及使用的发展不均衡。目前我国胶粘剂产量大、规模大的企业多集中在经济发达地区，胶粘剂行业市场集中度不高，这使得胶粘剂的生产及使用发展参差不齐。

第二，缺乏高端和高附加值的胶粘剂产品，综合市场竞争力不足。目前我国主要的胶粘剂产品主要集中在中低端和低附加值的产品为主，对于高端和高附加值的产品创新力度不够，生产成本控制水平和生产技术水平还有待提高。

第三，胶粘剂的环保性能有待提高。随着国家对环境保护重视程度的日益加大，以及相关政策的出台与实施，胶粘剂行业的发展也将迎来新的机遇和挑战。目前在国产胶粘剂产品中所占比例较大的是溶剂型胶粘剂，日趋完善的行业标准与环保体系推动了低溶剂型，水性产品是胶黏剂今后的发展方向。在市场与环保问题面前，胶粘剂行业企业需要建设并完善产业标准化水平，强化技术创新，增强拥有自主知识产权产品在市场中的竞争力，同时考虑市场经济与环境保护之间的关系，提高产品环保性能，重视高性能环保型胶粘剂的研究与开发，以推动胶粘剂产业的健康与持续发展[2]。

三、化工设备生产中胶粘剂的应用技术与前景研究

在实际化工设备生产过程中，设备无法避免与腐蚀性介质相接触，虽然金属材料的强度、模量、耐热性都比较高，但其抗腐蚀性差；而非金属材料虽然在物理机械性能上不如金属材料强，但其抗腐蚀方面有巨大的优越性。因此，在化工设备生产中如踱铝、搪瓷、钢衬塑料、钢衬玻璃、钢衬橡胶等复合材料被广泛应用。传统的工业制造复合材料主要是采用如焊接、钉接、铆接、胶接等方法，而粘接金属与非金属材料时胶接法的效果较好，在化工设备生产中应用较多的是合成树脂胶粘剂。

（一）胶粘剂和胶接技术的特点

第一，胶接不受材料限制。使用胶粘剂和胶接技术比铆接、焊接、螺接、键接、榫接等相比更具灵活性，其工艺简单可靠，操作方便，对被粘物表面无特殊要求，能在较短时间内获得满意结果，适用于多种场合的使用要求，适用范围广泛，是一种理想的粘接方法。它对材质、形状、厚度、尺寸和模量相同或者不同的材料都能进行有效地粘接，特别适用于异形、异质、薄壁、复杂、细小、硬脆或者热敏的制件粘接连接

[3]。

第二，胶接应力分布均匀。使用胶粘剂和胶接技术不会弱化设备结构，避免铆钉孔、螺钉孔及点焊等部位周边应力集中而产生疲劳龟裂现象，进而提高设备的使用寿命。

第三，胶接可以降低材料成本，减轻结构质量。由于胶接技术在粘接不同金属时，没有焊接、铆接等对材料引起的变形翘曲、涂层破坏、降低硬度、受热冲击、电化腐蚀、残余应力等不良作用，可以对强度较高、面积相同的接头粘接强度、疲劳强度大幅度提升，对材料的防腐性能、气动特性等也有很好的改善作用。同时，可以节省设备零件和材料的应用量，减轻设备结构质量，实现设备的轻量化生产。

第四，胶接应用范围更广。因其操作简单、粘接快速、简化工艺、能够进行特殊条件下的粘接等特点，对如水下、野外、高温高压、石油管线、医疗脏器修补等特殊环境作业可以发挥更好的效果，达到快速粘接、节约成本、提高效率的目的。

    另外，胶接技术无法完全取代传统的粘接方式，在作业时，应与传统的粘接方式相互结合使用，充分发挥各自在粘接方面的优势。

（二）胶粘剂和胶粘技术的发展方向和前景

从目前各行业对胶粘剂的需求、粘接效率、胶接工艺、环保理念等综合因素看来，氯丁橡胶型水性胶粘剂、环保节能型聚氨酯胶粘剂、高性能可生物降解热熔胶、高性能/高品质/高附加值的胶粘剂、特种压敏胶粘剂等均为我国现阶段胶粘剂行业的主要发展方向[4]。

氯丁橡胶型水性胶粘剂：以水取代甲苯、醋酸乙酯、溶剂汽油、丁酮等有机溶剂，其性能和品质要求基本达到或超过溶剂型产品水平，以实现这类产品的安全性和环保节能性。

环保节能型聚氨酯胶粘剂：我国重点发展和推广水性聚氨酯胶粘剂，在制鞋、复合包装、织物复合、木工、轻工、建筑和车辆等领域中的应用。

高性能可生物降解热熔胶：我国将重点发展和推广性能优异的热塑性聚氨酯弹性体热熔胶（TPU）和反应型聚氨酯热熔胶（PUR）。研究和推广可生物降解的聚乳酸（PLA）热熔胶和聚酯酰胺（PA）和共聚酯（PES）热熔胶。

高性能、高品质、高附加值的胶粘剂：我国对发展导电胶、绝缘胶、光刻胶、高剥离强度环氧树脂胶、太阳能电池组件背膜及其专用型耐高温热熔压敏胶等高端产品给予大力支持。同时，各类改性胶粘剂，紫外光固化的丙烯酸酯胶、聚氨酯胶等环境友好型胶粘剂，聚氨酯反应型热熔胶、无溶剂型潜伏固化胶粘剂、多功能型和纳米型胶粘剂也是未来胶粘剂的发展方向，以满足我国对汽车、轨道交通、电子电器、大型电机、新能源、航天航空等新兴产业的发展需求，降低对进口产品的依赖性。

特种压敏胶粘剂：如光固化型丙烯酸压敏胶及胶粘带、光子胶带、汽车胶带、医用胶带、低能表面压敏胶及胶带、智能标签、防伪标签、耐温耐湿性好的丙烯酸酯压敏胶及标签、安全膜及太阳膜等[5]。

结束语：

综上所述，在化工设备生产中应积极提升胶粘剂产品的技术含量，通过积极研发设计新配方、引进新技术、采用自动化控制生产设备、加强标准化管理等方法，提高胶粘剂的性能、质量和生产效率，以适应我国各行业对胶粘剂和胶接技术的发展需求。

参考文献：

[1] 毛智强, 王冠. 化工设备生产中胶粘剂的应用技术与前景[J]. 消费导刊，2021，000(4):82.

[2] 李鹏飞. 高聚物在胶粘剂和涂料中的应用[J]. 信息记录材料, 2020, 21(7):2.

[3] 张丽萍, 熊芬, 石腾龙. 塑料尾门粘接用双组分聚氨酯胶粘剂的制备及应用研究[J]. 汽车工艺与材料, 2020,000(4):5.

[4] 田素敏. 双组分丁腈酚醛型胶粘剂在金属与帆布粘接中的应用研究[J]. 中国胶粘剂, 2021, 30(6):4.

[5] 杨晨雪. 安装化工机械设备的工艺技术研究[J]. 建筑工程技术与设计,2020，000(19):846.