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反应性热熔胶生产工艺发展趋势分析及国内市场发展综述

来源:中经纵横 更新日期:2018-03-14 15:31:29

报告内容

第一节 产品技术发展现状

反应性热熔胶问世只有20多年的时间,真正的应用只有10多年,不仅仅在中国,即使在欧美日等发达国家,在粘接剂行业也属于高新技术产品,不仅仅其优越的性能得到广泛的青睐,而且迎合了各个国家环保的要求。

国内从事反应性聚氨酯热熔胶(PUR胶)开发的机构不多,较成功的有上海康达化工有限公司、无锡市万力粘合材料公司及黎明化工研究院,目前均有产品上市,但规模都比较小。

庄建元发明了一种反应性聚氨酯热熔胶的组成,包括异氰酸酯、两种或两种以上分子量不同的聚二元醇、扩链剂等组成,并加入第三类树脂作为增粘剂和表面湿润剂。该发明可延长聚氨酯热熔胶的适用期,初粘性能好,能够经受较高的温度,改进了聚氨酯热熔胶应用时的工业性能,尤其是聚烯烃塑料表面的粘接强度大。该发明的粘合剂可广泛用于汽车、建筑、服装、皮鞋等作业。

山东省科学院新材料研究所使用国产聚酯多元醇和MDI反应,配以EVA、松香酯、聚乙烯蜡等辅料,实验室合成了具有初粘力强、结晶快、伸长率高、弹性好的书刊装订用湿固化聚氨酯热熔胶。该胶120℃熔融私度4~6Pa·s,晾置时间90~180s,24h后拉伸强度可达2.94Mpa,30d拉伸强度可达19.96MPa,伸长率870%。另外,该胶120℃连续加热24h或在密封条件下保存6个月粘度无明显变化,基本满足书刊装订高速生产线的技术要求。

上海康达化工有限公司2001年成功开发出万达牌PURs系列产品,性能达到了世界著名的公司水平,具有不含游离TDI、对环境友好等特点,已经在汽车、家电、板材复膜等行业中应用。表2是列出了康达公司PURs的一些性能指标,另外还有用于家具复膜的WD8547和车灯的WD8548,贮存期半年。该公司还配备了手动和自动打胶设备,目前已用于车灯、家电等行业

无锡市万力粘合材料公司生产的PUR-3061胶,使用方法是把胶放入110℃烘箱中加热60min后用气动或手动胶枪,将胶挤在需粘部位,1min完成粘合。产品广泛应用于洗衣机顶盖板、消毒柜顶盖板、书籍装订、汽车车灯、制鞋等的粘接。

黎明化工研究院新近研发成功的J-3061聚氨酯反应热熔胶已同合作方联营建立100吨/年中试生产装置,产品已应用于家电产品的金属、塑胶、木材的粘接。其主要性能为:粘度(120℃)10~12Pa.s;开放时间(3mm胶层,20℃)1~1.5min;固化后胶层硬度(ShoreA)75~85;剪切粘接强度,7天后铝/铝2.4MPa,ABS/ABS3.4MPa(材料破坏),三合板/三合板2.5MPa(材料破坏)。

第二节 产品工艺特点或流程

湿固化聚氨酯热熔胶的制备:

1、一步法

是将原料一次混合反应制得胶黏剂的方法。由含羟基的热塑性树脂和低聚物多元醇混合均匀,加入多异氰酸酯与其反应,最后加入增黏剂和添加剂,即可制得湿固化聚氨酯热熔胶。如用聚酯多元醇、聚丙二醇、二月桂酸二丁基锡、MDI等原料加热反应可制得湿固化聚氨酯热熔胶,主要用于粘接具有低表面能的材料。

2、两步法

先将带有羟基的原料分别与多异氰酸酯反应,生成不同的端异氰酸酯预聚体,把这些预聚体混合均匀后,再掺入增黏树脂和添加剂就可制得湿固化聚氨酯热熔胶。因热塑性树脂的粘度往往较大,需先用惰性溶剂将其溶解,最后再将溶剂脱除。

3、半预聚体法

这是制备湿固化聚氨酯热熔胶的一种优选方法。制备湿固化聚氨酯热熔胶时,将含羟基的热塑性树脂与一小部分低聚物多元醇混合,加入多异氰酸酯与其反应,继而加入剩余的低聚物多元醇继续反应,最后加入增黏剂和添加剂。此法优点是自始至终物料具有较低的黏度,混合效果好,无需溶剂,对环境危害较小。

湿固化聚氨酯热熔胶的制备需要在干燥密闭设备中进行,以防湿气进入影响其性能。

第三节 国内外技术发展趋势分析

一、研究重点

由于湿固化聚氨酯热熔胶的性能特点非常突出,应用领域广阔,但目前仍然存在着一些问题制约着其发展和推广使用。除贮运、施胶等因素外,还有以下一些问题引起了人们的进一步关注,成为近年来研究的重点:

1、提高初粘强度:主要是提高初粘性和缩短冷固定位时间,改善热熔胶的耐初期蠕变性,加速固化;

2、熔融粘度、温度:调整和降低熔融粘度,进一步降低熔融温度;

3、柔韧性:克服体系后固化交联后柔韧性的下降;

4、耐热性、阻燃性:进一步提高耐热性能及阻燃性。

5、深层固化很难彻底,贮存不够稳定,固化易造成微孔缺陷等;

6、另外,缺少实用的制造、储运和施胶的设备和工具,使其推广应用受到一定限制,这也是一个亟待解决的问题。

湿固化聚氨酯热熔胶今后的发展着重于解决存在的有关问题,提高其综合性能,进一步开拓市场。

二、技术趋势

我国合成胶粘剂行业正在紧紧把握全球三大趋势。

1、高性能

高性能合成胶粘剂正在异军突起:一是产品要求同时具有良好的力学性能和功能性,二是生产线上所要求的工艺具有可操作性。由于建筑业和汽车业对胶粘剂质量的要求严格,施工条件要求苛刻,发达国家致力于开发高性能、高质量的新型胶种,获得很好的效果。近年来,发达国家合成胶粘剂产量的年增长率虽然很低,有些品种甚至产量在下降,但销售额增长却较快,其原因主要就是开发的高性能、高附加值产品合成胶粘剂带来了巨大的经济效益。

2、环保型

随着环保法规的日趋完善,各发达国家大力研制水基和热熔型等无溶剂胶粘剂。1998年发达国家合成胶粘剂中,水基胶占50%、热熔胶约占20%,而溶剂类胶粘剂仅占20%。未来全球合成胶粘剂市场将进一步提升低污染的水基胶和热熔胶的主导地位,环保型胶粘剂也应成为我国市场的的主流。

3、新技术

在胶粘剂应用中,专家认为新的施工工艺和设备将不断涌现。根据提高产品质量、简化操作工艺、提高施工效率的要求,发达国家已经研制开发出一系列专用设备,并将给合成胶粘剂用户提供更好的施工手段,也为胶粘剂工业的持续发展创造了重要条件,我们必须紧紧抓住这一机遇,推动我国胶粘剂行业技术水平跨上一个全新台阶。

第四节 反应性热熔胶市场现状分析

由于国产化原材料的供货已批量形成而价格略低,这将有利于进一步开发反应性热熔胶市场,并具有较大的竞争力。与国外(德国汉高、德固赛、法国、韩国)产品相比,我国生产反应性热熔胶品种、牌号较少,有相当部分的反应性热熔胶还依赖于进口,因此反应性热熔胶在这方面为满足不同材料粘接、不同应用领域有许多文章可做。

另外,由于反应性热熔胶固化速度快,便于机械化连续生产,使用反应性热熔胶可促进相关产业大型化、连续化、自动化,同时可降低生产综合成本。原来工业化使用连续聚酯热熔胶涂布设备、喷枪等全部依赖于进口,而目前大多数设备和部件已国产化,相关配套机械的国产化也为反应性热熔胶的市场发展提供了必要的手段。

总之,反应性热熔胶的应用领域在不断扩大,产品还有待进一步地完善,使反应性热熔胶具有更优异的综合性能,来满足各行各业不同材料的粘接及使用要求。这样必将能使反应性热熔胶的应用领域、产量及市场进一步拓展,给社会及环境带来巨大的效益。

第五节 反应性热熔胶生产规模分析

1、主要生产企业及研究机构

反应性热熔胶在我国起步较晚,无论在理论研究,还是在产品性能以及工艺设备上都达不到发达国家水平。而国内市场对高性能反应性热熔胶的需求强烈,因此开展反应性热熔胶的应用研究十分迫切。

国内从事反应性热熔胶开发的机构不多,较成功的有上海康达化工有限公司、无锡市万力粘合材料公司及黎明化工研究院,目前均有产品上市,但规模都比较小。

2、产品产量统计

2005-2009年我国反应性热熔胶产量统计

                                                                                                                  单位:吨

第六节 反应性热熔胶市场规模分析

反应性热熔胶国内的市场也已经打开,但用户观望的较多,使用的较少,且集中在广东地区。

2005-2009年我国反应性热熔胶市场规模走势图

                                                                                                                      单位:吨

安全环保、适合高速自动化生产的优点已经使反应型热熔胶成为发达地区重视的胶粘剂品种之一,而在发展中国家和地区其增长势头更加迅猛。同时技术的不断进步也会进一步扩展反应型热熔胶的使用领域。因此,在未来五年里,反应型热熔胶仍将是全球增长最快的品种,在发达地区将保持5%左右的年均增长,而在发展中国家其年均增长会超过10%。

第七节 反应性热熔胶消费状况分析

聚氨酯是反应型热熔胶的主要成分,目前已被使用在木工家具、书刊装订、包装、鞋业和汽车等领域。虽然反应性热熔胶用于粘接大底和鞋面已经尝试多年,但仍不能规模化使用。

反应性热熔胶在结构性粘接中的应用已经突破了传统热熔胶的概念。随着各种热熔胶新技术的涌现和各领域知识的融合,各种新的热熔胶应用将不断涌现。目前处于研发实验之中以及其他可以预见的一些新应用包括:反应型热熔胶的应用范围进一步拓展,延伸到建筑、电子、服装、玩具等行业

第八节 反应性热熔胶价格走势分析

反应性热熔胶的价格问题是个很难跨越的障碍,在国内的推广需要一个过程,这是从用户方面传来的声音。因为一方面反应性热熔胶生产技术尚未普及,还只掌控在高端企业手中,短期内价格不会下降;另一方面,反应性热熔胶在熔化时一旦和空气接触,性能会发生变化,操作时需要有专用的设备将它与空气隔离,而这提升了PUR的使用成本。

然而,国际上有着重要影响力的各大印刷器材生产厂商,都建议全力推广反应性热熔胶。他们普遍认为反应性热熔胶与其他胶黏剂相比,性能优越,与设备的配合性更好,虽然价格相对高些,但用胶量是传统用胶的三分之一左右,并且减少了故障的发生。这无形中都降低了成本,增强了它的市场竞争力。

第九节 反应性热熔胶进出口量值分析

我国反应性热熔胶没有出口,由于与国外(德国汉高、德固赛、法国、韩国)产品相比,我国生产反应性热熔胶品种、牌号较少,有相当部分的反应性热熔胶还依赖于进口。


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