熱熔膠膜膠粘劑工業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，為社會提供了許多新膠種，同時也給環(huán)境帶來了新的污染問題。膠粘劑的功能和應(yīng)用己受到廣泛重視，而膠粘劑的環(huán)保問題卻往往被人所忽視。但在健康意識和環(huán)境意識日益提高的今天，對膠粘劑的環(huán)保問題的要求將愈加嚴(yán)格，保護(hù)環(huán)境顯得更為重要，生產(chǎn)單位應(yīng)制造出環(huán)保型綠色膠粘劑，使用者則渴望能用上無毒無害的膠粘劑。因此，非常需要了解膠粘劑的環(huán)保問題。
目前膠粘劑的環(huán)保問題
膠粘劑的環(huán)保問題主要是對環(huán)境的污染和人體健康的危害，這是由于膠粘劑中的有害物質(zhì)，如揮發(fā)性有機(jī)化合物、有毒的固化劑、增塑劑、稀釋劑以及其他助劑、有害的填料等所造成的。
揮發(fā)性有機(jī)化合物
揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)在膠粘劑中存在的很多，如溶劑型膠粘劑中的有機(jī)溶劑；三醛膠 (酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛)中的游離甲醛；不飽和聚酯膠粘劑中的苯乙烯；丙烯酸酯乳液膠粘劑中的未反應(yīng)單體；改性丙烯酸酯快固結(jié)構(gòu)膠粘劑中的甲基丙烯酸甲酯；聚氨酯膠粘劑中的多異氰酸酯；α一氰基丙烯酸酯膠粘劑中的二氧化硫； 4115建筑膠中的甲醇；丙烯酸酯乳液中的增稠劑氨水等。這些易揮發(fā)性的物質(zhì)排放到大氣中，危害很大，而且有些發(fā)生光化作用，產(chǎn)生臭氧，低層空間的臭氧污染大氣，影響生物的生長和人類的健康。有些鹵代烴溶劑則是破壞大氣臭氧層的物質(zhì)。有些芳香烴溶劑毒性很大，甚至有致癌性。甲基丙烯酸甲酯、二氧化硫、乙胺等刺激性氣味大，可謂污染之毒，惡化了大氣環(huán)境。
有毒害的填料
膠粘劑使用的填料品種很多，有些也會造成毒害，如石棉粉纖維非常纖細(xì)，對環(huán)境污染嚴(yán)重，是一種厲害的致癌物質(zhì)。粉塵隨風(fēng)飛揚(yáng)，通過呼吸道和毛細(xì)孔進(jìn)人人體，可積累在肺中，導(dǎo)致肺癌、支氣管癌、間皮瘤等。石棉引起的疾病潛伏期相當(dāng)長，甚至可達(dá)40年之久，日本稱石棉為“靜靜的定時炸彈”。長期吸入石英粉會引起矽肺。含有毒重金屬(鉛、鉻、鎘)的填料或顏料對人體的危害也是很嚴(yán)重的。
有毒的固化劑機(jī)增塑劑
芳香胺類固化劑毒性甚大，有的還會引起膀胱癌，如間苯二胺等。增塑劑磷酸三甲酚酯毒性極大。近年來，關(guān)于鄰苯二甲酸酯類增塑劑的有害性爭議彼起此伏，過去認(rèn)為鄰苯二甲酸二丁酯 (DBP)和鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)是無毒無害的，如今則發(fā)現(xiàn)DBP和DOP對人體健康有害，吸人人體后會使內(nèi)分泌失調(diào)。動物試驗(yàn)表明，尤其對肝臟和腎臟有傷害作用，甚至可能致癌。除了接觸食品用的膠粘劑，一般膠粘劑中使用DBP和 DOP問題不會很大，但也應(yīng)當(dāng)引起注意。
有毒有害的助劑
當(dāng)膠粘劑用的基礎(chǔ)樹脂(或橡膠)被確定之后，膠粘劑的配制和應(yīng)用性能在很大程度上取決于所用助劑的調(diào)節(jié)改性作用，須注意一些助劑的毒性，防老劑D已被確認(rèn)有致癌性，BHT致癌嫌疑猶存。MOCA、偶氮二異丁腈(AIBN)、二月桂酸二丁基錫都有較大的毒性。
目前膠粘劑中的污染物與危害
很多膠粘劑都不同程度地存在著對環(huán)境污染的潛在因素，只有清楚地了解其中的污染物類型及危害，才能設(shè)法消除與防止。膠粘劑中的有害物質(zhì)主要是苯、甲苯、甲醛、甲醇、苯乙烯、三氯甲烷、四氯化碳、1，2一二氯乙烷、甲苯二異氰酸酯、間苯二胺、磷酸三甲酚酯、乙二胺、二甲基苯胺、防老劑D、煤焦油、石棉粉、石英粉等。對具體品種膠粘劑中的有害物質(zhì)簡要分析如下。
聚氨酯膠粘劑
聚氨酯膠粘劑中的有害物質(zhì)為異氰酸酯、 MOCA、二月桂酸二丁基錫。多異氰酸酯膠粘劑中的溶劑氯苯毒性很大。游離的甲苯二異氰酸酯 (TDI)對皮膚、眼睛、粘膜有強(qiáng)烈的刺激性，空氣中高空許濃度為0.14mg?m-3。關(guān)于MOCA的致癌性尚有爭議。
環(huán)氧樹脂膠粘劑
環(huán)氧樹脂膠粘劑中的有害物質(zhì)是芳香胺、乙二胺、二甲基丙胺、順酐、十二烯基丁二酸酐等固化劑；磷酸三甲酚酯、DBP、DOP等增塑劑； 501、690、丁二烯雙環(huán)氧、環(huán)氧化苯乙烯、乙烯基環(huán)己烯雙環(huán)氧(YJ一132)、煤焦油等稀釋劑；石英粉、石棉粉、三氧化二鉻、鉻酸鋅、氧化鈹?shù)忍盍稀?/span>
芳香胺類物質(zhì)如間苯二胺、二氨基二苯甲烷等能誘發(fā)泌尿系統(tǒng)的癌癥如膀胱癌等。乙二胺刺激眼睛、皮膚和粘膜，并被皮膚吸收，引起中毒，且影響女性生育，空氣中很高容許濃度25mg? m—3。順酐有強(qiáng)烈的刺激性，LD50400mg?kS-1。磷酸三甲酚酯為劇毒物質(zhì)，能引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)弛緩或痙攣性癱瘓，空氣中很高容許濃度0.1mg? m—3。501稀釋劑對皮膚有過敏現(xiàn)象。690稀釋劑對皮膚有強(qiáng)烈過敏中毒作用。丁二烯雙環(huán)氧毒性很大，LD5088mg?kg-1。乙烯基環(huán)己烯雙環(huán)氧對皮膚有刺激性，還能使白鼠產(chǎn)生肉瘤。煤焦油對環(huán)境和人體都有較大危害。1998年發(fā)現(xiàn)廣州一些石英粉廠，工作了兩年的工人就得了矽肺病，有的只干半年便覺體力大為下降。據(jù)資料報(bào)道，矽肺的潛伏期為15年。
厭氧膠粘劑
厭氧膠粘劑所用的固化促進(jìn)劑N，N—二甲基苯胺和二甲基對甲基苯胺都有一定的致癌性。
酚醛樹脂膠粘劑
酚醛樹脂膠粘劑中的游離苯酚和甲醛等，會污染環(huán)境，危及健康。苯酚蒸氣有刺激性，接觸皮膚能引起中毒，吸入后會損害腎臟、空氣中容許濃度為5ppm。酚醛樹脂膠粘劑用的固化劑六次甲基四胺也有較大的毒性。
改性丙烯酸酯快固結(jié)構(gòu)膠粘劑
改性丙烯酸酯快固結(jié)構(gòu)膠粘劑又稱SGA膠，普遍使用甲基丙烯酸甲酯(MMA)為活性單體，雖然毒性甚微，但臭味很大，難以忍受，污染環(huán)境，氧化還原體系中的還原劑如N，N—二甲基苯胺、N，N—二乙基苯胺，N，N-—二甲基對甲苯胺、N，N-—二異丙基對甲苯胺等芳香胺類物質(zhì)，能引發(fā)膀胱癌。
不飽和聚酯膠粘劑
不飽和聚酯膠粘劑常用的交聯(lián)單體苯乙烯具有刺激性臭味，過去一直認(rèn)為其毒性比苯小。 1996年，世界衛(wèi)生組織(WHO)的國際癌癥研究小組對苯乙烯進(jìn)行深入的研究后得出結(jié)論，苯乙烯的確有致癌作用[2]。呼吸苯乙烯氣體會使人產(chǎn)生淋巴瘤，造血系統(tǒng)瘤和非瘤疾病，尤其是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的疾病，后者具有潛伏性。隨著呼吸苯乙烯氣體時間的持續(xù)和劑量的積累，致使危險(xiǎn)性更大。苯乙烯揮發(fā)，造成了對環(huán)境的污染和健康的危害。
不飽聚酯膠粘劑的促進(jìn)劑，N，N—二甲基苯胺和N，N--二乙基苯胺除本身有致癌性，加熱時還會分解出苯胺氣體，接觸苯胺的人患膀胱癌是一般人的30倍。
解決膠粘劑環(huán)保問題的途徑
轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念，增強(qiáng)環(huán)保意識
環(huán)境保護(hù)是保證21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和人類健康生存的關(guān)鍵。膠粘劑工業(yè)對環(huán)境的影響負(fù)有重大責(zé)任，及早采取有力措施是一種明智之舉。首先需要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念，不能只圖眼前的局部利益，而忽視了對生態(tài)環(huán)境的破壞；不能只顧暫時的經(jīng)濟(jì)效益，而以犧牲環(huán)境為代價(jià)，膠粘劑工業(yè)在追求經(jīng)濟(jì)效益的同時，更應(yīng)注意社會效益和環(huán)境效益，在環(huán)境保護(hù)方面做出新的貢獻(xiàn)。
發(fā)展環(huán)保型膠粘劑
為了避免對環(huán)境污染和生態(tài)破壞，發(fā)展低污染環(huán)保型膠粘劑已勢在必行。所謂環(huán)保型綠色膠粘劑，是指對環(huán)境無害，對人體無毒害，符合“環(huán)保、健康、安全”三大要求的膠粘劑。
為適應(yīng)社會及環(huán)保的需要，膠粘劑的品種應(yīng)加速更新?lián)Q代，其發(fā)展方向是水性化、固體化、無溶劑化、低毒化。
固體化
膠粘劑的固體化是以固態(tài)形式使用，如熱熔膠、熱熔壓敏膠、水溶粉狀膠、反應(yīng)型棒狀膠、辦公用固體膠棒等，在涂布和粘接過程中都無揮發(fā)物放出，完全沒有環(huán)境污染。國外推崇使用粉狀膠，具有性能穩(wěn)定、無環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。美國 CP膠粘劑公司生產(chǎn)了一種脲醛樹脂粉，本身含有固化劑和填料，無氣味、無毒害，用作優(yōu)良的通用型木材膠粘劑。國內(nèi)已出現(xiàn)一種高強(qiáng)的新型粉狀膠粘劑——邦家強(qiáng)力膠粉，加水混合后成為聚合物分散體，具有突出的粘接性、耐水性和耐老化等。美國生產(chǎn)了一種環(huán)氧膠棒，用于應(yīng)急修補(bǔ)、堵漏非常方便。
無溶劑化
無溶劑化系指膠粘劑中不含溶劑，因無溶劑向大氣揮發(fā)，不會造成污染和危害。絕大多數(shù)環(huán)氧膠、厭氧膠、α—氰基丙烯酸酯膠、需氧改性丙烯酸酯結(jié)構(gòu)膠粘劑、無溶劑聚氨酯膠、光固化膠粘劑都屬無溶劑型品種。
低毒化
溶劑型膠粘劑干燥速度快、耐水性好，雖污染和毒性較大，但目前尚不能完全被水基膠粘劑取代，可采用低毒或無毒溶劑，如環(huán)己烷、醋酸乙酯、丁酮、1，1一二氯乙烷、碳酸二甲酯等，制成無毒或低毒的溶劑型膠粘劑，國內(nèi)市場己出現(xiàn)了鞋用無“三苯”聚氨酯膠粘劑、鞋用無“三苯”接枝氯丁膠粘劑、無“三苯”SBS型膠。值得提及的碳酸二甲酯(DMC)是一種新興優(yōu)良的低毒性溶劑[5]。日本已用DMC作為制備溶劑型膠粘劑的主要溶劑，目前國內(nèi)已形成規(guī)模化生產(chǎn)。
水性化
膠粘劑的水性化就是以水為溶劑或分散介質(zhì)制得水基膠粘劑，由于不用有機(jī)溶劑，從而杜絕了溶劑污染。應(yīng)當(dāng)指出，不是所有水基膠粘劑都環(huán)保，如脲醛膠和107膠也是水性膠，污染卻很嚴(yán)重。
乳液型丙烯酸酯壓敏膠可以代替溶劑型壓敏膠。
水性復(fù)膜膠已開始代替溶劑型復(fù)膜膠，無毒性、不燃燒、無公害、使用安全。
日本研制成功新型水性聚氨酯膠粘劑，適用于汽車內(nèi)部裝修：完全有可能取代現(xiàn)行通用的溶劑型膠粘劑，非常有益于改善環(huán)境。
在聚乙烯醇(PVA)水溶液中配入異氰酸酯或預(yù)聚體，制成乙烯基聚氨酯乳液，能夠代替脲醛膠，徹底解決甲醛釋放問題。
水性熱熔膠膜膠粘劑以無毒害、不污染而倍受青睞，但其不足之處是干燥速度慢、耐水性差、防凍性不好。應(yīng)當(dāng)增高固體部分、加快干燥速度，采用交聯(lián)方法，提高干燥速度和耐水性，以擴(kuò)大它的應(yīng)用。
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