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阻燃胶粘剂的研究及其发展

 随着建筑高层化、汽车轻量化、电器高新化、家具高档化、工业大型化的发展,胶粘剂已在现代工业领域和人们的Et常生活中获得Et趋广泛的应用,但大多数胶粘剂比较易燃,存在着火灾危险。同时,胶粘剂燃烧时还会产生烟雾和毒气,殃及环境,损害健康。因此,要求胶粘剂具有很低的可燃性、发烟性和毒害性,即火、烟、毒(FS,r)特性。只有FST特性优良的胶粘剂.才会提供可靠的安全性,并能避免造成社会公害。由于胶粘剂存在着火灾隐患.所以限制了它的广泛应用.因此必须采取改性措施,制成阻燃胶粘剂,保证使用时不对生命和财产构成威胁.有益于社会的稳定发展

    阻燃胶粘剂的使用对象

    随着胶粘剂应用领域的Et益扩大.特别是Et本、美国、加拿大、西欧等把高分子材料的应用与使用安全联系起来,制定了各种阻燃标准和相应的安全法规,一些应用领域如宇航、航空、国防军工、电子、电气工业、采矿工业、汽车工业、民用轻纺工业、民用建筑乃至家俱制造部门等.对胶粘剂的阻燃化均提出了较强烈的要求.从而促进了胶粘剂阻燃化的研究和阻燃胶粘剂的开发。

    1、航天、航空领域普遍采用

    阻燃胶粘剂在航天、航空工业领域开发最早.目前应用最为普遍,有关的研究报道、专利报道最多。

    2、电子电气产品的灌封粘接由于安全技术规范的要求.产品耐热等级的提高.对所用粘合剂提出了阻燃要求。如电视机中的行输出变压器、电源、电容、高压包、高压接头等部位均采用阻燃性好的胶粘剂.否则由于高压电火花将会引起着火事故。据有关资料介绍,电视机的着火,95%以上是由于行输出变压器燃烧引起的。

    3、印刷电路板的应用

    印刷电路板使用于电子电气产品中.在加工制造时采用锡焊工艺.所以要用耐高温的阻燃胶粘剂。

    4、层压板

    装饰及易燃物表面防火层的制造。在建筑领域中如剧院、宾馆、商店等公共场所;交通工具如汽车、火车、飞机、轮船等方面,特别是与电气等易产生火花处接触的装饰板和层压板.国内外都要求具有阻燃性,以免小火源的蔓延引起火灾事故。阻燃胶粘剂在该领域中用量比较大。

    5、在车船、矿井堵漏

    在车船、矿并堵漏等施工中,所使用的胶粘剂要求有阻燃性.因为施工区产生易燃气体不易扩散,不仅要求该胶固化后有阻燃性,而且在施工中不产生可燃气体。

    6、在许多应用领域日趋扩展

    随着胶粘剂应用领域的Et益扩大.阻燃胶粘剂在许多应用领域Et益扩展.Et本、美国和西欧等国家每年都有一些研究报道和专利公开。英国、加拿大报导了在钾碱、盐、铀矿中试行天然胶浆型阻燃密封胶的实用实例,据称通风隔墙的气密性和阻燃性均甚佳日本三菱公司开发出数种无机型阻燃胶粘剂.用于冶金工业耐火材料的粘接。

建筑行业用阻燃胶粘剂正在受到重视,用于堵漏、布线、装修的阻燃环氧胶泥、用于室内设施安装的阻燃氯丁胶、聚氯乙烯胶在美国建筑行业普遍使用。阻燃胶粘剂在民用轻纺、家俱制造行业也己广泛应用,如日本、美国民用风衣、套衣所用防水胶粘剂,普遍采用阻燃的丙烯酸酯系防水剂。家具制造所用的胶粘剂,基本是阻燃化品种,以保证民用防火安全。

    胶粘剂阻燃化的实施方法

    根据国内外有关大量的专利分析.胶粘剂阻燃化实施方法一般有三种.先扼要介绍

    如下:

    1、阻燃单体的聚合法

    用含有阻燃元素如:溴、磷、硅、氯等的单体进行聚合。如顺一三氮杂苯环四溴双酚A环氧树脂;双[3一缩水苯基]甲基氧化磷环氧化合物;羟基封头的聚二甲基硅氧烷制备的硅橡胶;氯丁橡胶等。

    2、使用阻燃固化剂法

    如卤素的四溴苯二甲酸酐、含溴酸酐和六氯苯二甲酸酐.含磷的双(3一苯胺基1甲基氧化磷等。在胶粘剂中加入上述阻燃固化剂后能使固化胶层具有离火自熄的阻燃效果。

    3、添加阻燃剂及填充剂法

    该法适用于多种类型的胶粘剂.可选用多种类型的阻燃剂,适应性广。例如脲醛类、丙烯酸类、橡胶类、环氧改性类等胶粘剂都可用该法制造。

    (11加入添加型阻燃剂

    这是国外胶粘剂阻燃化的主要方法.所公开报道的绝大多数阻燃胶粘剂配方工艺中都采用此法。常用有机阻燃剂分为两种类型:一种为磷系阻燃剂,一种是溴系阻燃剂,后者常加Sb20作助燃剂,配合协同使用,也有单独使用的实例。

    无机阻燃剂开始受到重视,以红磷作阻燃剂报道居多.大多用在电子级阻燃胶粘剂的配方工艺中。据称对胶的电性能影响甚小。但配方实例中,往往不是单独使用,而是与其他阻燃剂并用。阻燃填料在阻燃胶粘剂配方中,一般是与阻燃剂并用,但也有不少配方实例是单独使用。常用的无机阻燃填料是水合氢氧化铝。

    f21采用反应型阻燃剂

    多用于热固性树脂为基料的胶种.由于成本较高,单独使用的配方实例很少,而往往与添加剂配合使用。

    f31以阻燃剂树脂为基体

    一些元素有机聚合物和无机高分子化合物具有耐燃性,因而可用作阻燃剂的基料。但从国外有关专利配方工艺实例来看,单独做阻燃剂基料的配方实例很少,多是添加型阻燃剂使用.也可采取多种阻燃树脂混用的配方实例。

    综上所述.国内外胶粘剂阻燃化实施方法的特点是:以添加型阻燃剂阻燃化的方法居多.而采用反应型阻燃剂和以阻燃树脂为基料阻燃化的方法较少。一般是通过大量的筛选,综合考虑用途、工艺条件、性能指标、成本价格等因素.选择合适的协效或配合阻燃体系.择优配胶。

    阻燃胶粘剂的发展方向

    阻燃胶粘剂作为一种新型胶粘剂,正在收到越来越多的重视和开发。

有关阻燃胶粘剂的发展方向,主要表现在以下几个方面:

    1、重视结合胶粘剂阻燃化特点,开展应用基础研究日本、俄罗斯和西欧等国十分重视结合胶粘剂阻燃化特点,开展相应的基础研究。这些基础研究包括:阻燃机制和阻燃效应的研究、阻燃胶粘剂体系相容性和分散性的研究、胶粘剂阻燃化对其性能影响的研究、阻燃胶粘剂工艺应用性能的研究,以及新型阻燃胶粘剂原料合成等方面。积极开展这些研究,不仅对阻燃胶粘剂的开发与应用具有指导性的意义,同时,对降低生产成本,扩大应用领域具有不可低估的经济价值。

    2、开发的重点是寻找性能优良和具有多功能的阻燃胶粘剂开发性能优良和具有多功能的阻燃胶粘剂是开发研究的重点,国外有关专家认为这是开拓阻燃胶粘剂应用领域的关键。国外在这方面,已出现不少研究成果报道和专利。如美国的3M公司开发的系列阻燃胶粘带品种,其用于电子、电气工业的品种除具有阻燃性外,还具有良好的绝缘性、对器件无损坏性等优点,而用于宇航、石油、机电工业的品种,则具有既耐燃又耐热的特点。

    日本索尼公司研究了溴化双酚A型环氧胶,将其与丙烯氰类共聚物及溴化乙烯酚渗混后,再加胺或咪唑化合物类固化剂及不燃的无机物作填料配制成的胶粘剂。寻找具有多功能的阻燃胶粘剂在国外一直较活跃,尤其是在日本,研究报道和专利较多。

    3、降低生产成本、开发新的阻燃胶种扩大阻燃胶粘剂的应用领域,很大程度依赖于生产成本的降低,它作为开发的中心环节.受到极大的重视,并且是一个长期的开发任务和课题。

    另一方面.从现在的阻燃胶种来看,以环氧型居多,而其他胶种阻燃化品种较少,开发新的阻燃胶种,对阻燃胶粘剂应用领域的扩大和普及具有直接的促进作用。

    综上所述,阻燃胶粘剂将向着应用基础性研究.开发性能优良和具有多功能化的阻燃胶粘剂,以及降低生产成本,扩大胶种类型的方向发展。

 


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