氯丁膠

　　簡史

　　氯丁膠是由杜邦科學家 Elmer K發明的。伯勒屯 杜邦實驗室由Fr.參加了一次演講。朱利葉斯·亞瑟Nieuwland教授 化學 在Notre Dame大學。 Nieuwland的研究注重了乙炔化學，在工作期間，他生產了聯乙烯乙炔，變牢固入一有彈性復合相似于橡膠，當通過時的果凍二氯化硫。在杜邦以后從大學購買了專利 權利，華萊士Carothers 杜邦接收了Nieuwland的發現的商業發展與Nieuwland合作。 杜邦集中于monovinyl乙炔領域，并且研究反應物質與氯化氫氣體，制造氯丁二烯.

　　1937年，首例合成橡膠Neoprene(氯丁膠)被杜邦公司發明。1957年拜耳公司推出快速結晶型氯丁膠。

　　種類

　　氯丁膠分為陰離子型和非離子型兩類。陰離子型氯丁膠有多種型號,供各種膠黏用途選用。非離子型是氯丁二烯和甲基丙烯酸的共聚物,穩定性好,有羧基官能團。膠黏劑配方中加入抗氧劑(防老劑264或2246,以及Wingstay L等)、金屬氧化物(ZnO)、樹脂(萜烯酚醛、苯并呋喃-茚樹脂、萜烯樹脂、松香脂等)、填料等成分,根據需要還可加入抗泡劑、增稠劑等。

　　性質

　　單體：無色、易揮發、有麻醉性和毒性的液體;微溶于水，可溶于很多有機溶劑;熔點為-130±2℃，沸點為59.4℃，20℃時相對密度為0.958 3。它具有共軛雙鍵的一般特性，雙鍵很活潑，容易發生加成和聚合反應。其聚合速率比丁二烯高1000倍。

　　氯丁膠的結構比較規整，又有極性較大的氯原子，故結晶性高，使其在室溫下就有較好的粘接性能和較大的內聚強度，非常適 宜作膠粘劑，氯丁膠粘劑特性如下：

　　1.初始粘力大，大部分氯丁橡膠膠粘劑為室溫固化接觸型的， 涂膠于表面，經適當晾置，合攏接觸后，便能瞬時結晶，有很大的初 始粘接力。

　　2.粘接強度高，強度建立的速度很快。

　　3.對多種材料都有較好的粘接性，所以氯丁橡膠膠粘劑也有“萬能膠”之稱。

　　4.耐久性好，具有優良的防燃性、耐光性、抗臭氧性和耐大氣 老化性。

　　5.膠層柔韌，彈性良好，耐沖擊與振動。

　　6.耐介質性好，有較好的耐油、耐水、耐堿、耐酸、耐溶劑性能。

　　7.可以配成單組分，使用方便，價格低廉。

　　8.耐熱性較差，耐寒性不佳。

　　9.溶液型氯丁橡膠膠粘劑稍有毒性。

　　10.貯存穩定性差，容易分層、凝膠、沉淀。

　　11.氯丁膠實現聚合溫度可控

　　生產

　　氯丁膠均以乳液聚合法生產，生產工藝流程多為單釜間歇聚合。聚合溫 度多控制在40～60℃，轉化

　　率則在90%左右。聚合溫度、最終轉化率過高或聚合過程中進入空氣(氧氣)均會導致產品質量下降。生產中用硫磺-秋蘭姆(四烷基甲氨基硫羰二硫化物)體系調節分子量。硫磺-秋蘭姆體系的主要缺點在于硫鍵不夠穩定，這是影響貯存性的重要原因之一。若用硫醇調節分子量，則可改善此種性能。氯丁膠與一般合成橡膠不同，它不用硫磺硫化，而是用氧化鋅、氧化鎂等硫化。

　　應用

　　氯丁膠黏劑內聚強度高、耐熱、耐油、耐老化,對金屬、非金屬均有較好的黏合效果。用于木工、家具、制鞋、建筑、電子、輕紡、交通運輸、機械等部門。可制成接觸型膠黏劑。應用拼混技術改性氯丁膠乳,用丙烯酸酯膠乳與非離子氯丁膠乳拼混制成的膠黏劑,性能與溶劑型氯丁膠黏劑相當。

　　它的化工惰性使它非常合適為工業應用，例如墊圈,水喉和 腐蝕-抗性 涂層. 它可以使用作為基地為 膠粘劑噪聲隔離在力量 變壓器 設施，和作為在外在金屬盒保護內容的填塞，當允許滑配合時。

　　氯丁膠，當以板料形式時，它的松軟一貫性地它難以折疊。

　　氯丁膠是常用的材料，它提供優秀絕緣材料。 氯丁膠潛水衣通常是大約5毫米厚實的，和在中等價格范圍與更加便宜的材料比較例如 尼龍 并且橡膠。 然而，氯丁膠比適于吸入的織品較不昂貴的。

　　氯丁膠擁有良好的粘結力，目前是廣泛用于汽車行業，在PVC，真皮與ABS+PC骨架覆合有著較好的運用。氯丁膠經歷了含苯溶劑和無苯溶劑兩個階段。由于人們越來越關注三苯對人類健康的影響，VOC指標漸漸走進人們的視野，水性氯丁膠將是未來發展的重點。

　　為潛水和 保溫保護應用，空域在氯丁膠充滿氮氣為它的絕緣材料價值。 這也使材料相當輕飄飄，并且潛水者必須通過佩帶重量補嘗此。 厚實的潛水衣被做在他們的冷水保護的極端通常由7毫米做成厚實的氯丁膠。 值得注意的是，，因為氯丁膠包含空域，材料壓縮在水壓下，得到稀釋劑在更加了不起的深度。 如此一件7毫米氯丁膠潛水衣提供較少曝光保護在水的一百英尺以下比在表面。 最近前進在氯丁膠為潛水衣是“超級屈曲”結合的品種斯潘德克斯彈性纖維入氯丁膠為一種更加偉大的靈活性。

　　最近，以氯丁膠為粘接材料的包括筆記本計算機， iPod ， 遙控器等。

　　危害

　　中國大陸生產的氯丁膠基本上為三苯(苯、甲苯、二甲苯)溶劑型，含有大量有害的有機物質。由于氯丁膠中的溶劑往往會在使用過程中散發到空氣中，過量釋放的有害氣體嚴重污染環境，同時在裝飾裝修后會緩慢釋放有機氣體，亦將為人們的健康帶來危害。

　　最初氯丁膠所使用的溶劑是苯，溶解性極佳，膠粘劑的性能也較容易控制，但是苯的毒性相當大，在多次出現操作使用者中毒死亡事故后改用甲苯作溶劑。甲苯的毒性雖然比苯小多了，但如果措施不當仍可嚴重毒害操作者和污染環境。20世紀80年代，一度出現用汽油、乙酯等混合溶劑代替大部份甲苯或全部代替甲苯的研究，但因成本增加，膠粘性能不穩定，刺激性氣味加重工人不樂意使用，加上當時的環保、勞動法規又沒有特別強調不許使用甲苯，因此，無苯系溶劑氯丁膠一直沒推廣開。20世紀90年代中期，在一些鞋類生產基地多次出現工人受“三苯”中毒，導致白血病甚至死亡的事故后，限制使用“三苯”膠的呼聲日趨強烈。

　　隨著環保要求日趨嚴苛，溶劑型接著劑的應用亦受到日趨嚴格的法規規范，先進國家多已停止或限制使用含三苯溶劑型的氯丁膠，而轉為發展環保型接著劑。美國及西歐等先進國家的建材已超過90%達到“綠色”標準，但中國大陸尚低于5%，仍處于萌芽階段。部分歐洲國家規范室內有毒氣體含量不應超過0.15mg/m3。

　　中國大陸國家質量技術監督檢驗檢疫總局即將頒布“室內建筑裝飾裝修材料有害物質限量”的強制標準中，對溶劑型接著劑三苯含量已作出限量規定，將限期強制執行，因此開發、推廣和使用無公害、健康環保型合成接著劑已勢在必行。

　　2001年6月27日中國大陸國家質量技術監督檢驗檢疫總局標準化司召開“制定《室內建筑裝飾裝修材料(膠黏劑)有害物質限量》國家強制性標準”會議。2001年11月28日在昆明召開的全國接著劑標準化技術委員會上，初審通過“室內裝飾裝修材料(膠黏劑)有害物質限量“的國家標準，對溶劑中有害物質作出明確限量規定，其中苯被禁止在溶劑型氯丁膠中單獨應用，其含量不得大于0.5g/Kg。此標準將于2002年7月1日起實施。

　　市場

　　中國大陸生產的氯丁膠基本上為三苯(苯、甲苯、二甲苯)溶劑型，含有大量有害的有機物質。據中國接著劑工業協會向中國大陸國家石化局提出的《“十五規劃”建議書》中提供的統計數據，1998年中國大陸氯丁膠及接枝膠產量21.86萬公噸，1999年產量20.5萬公噸，而2000年已降至17.8萬公噸。

　　由于氯丁膠技術簡單，技術水準低，生產廠家極為分散，管理水平不高，因此中國大陸鄉鎮企業與民營企業所生產的產品，多數質量不符合環保要求，未來將難以持續發展。隨著市場競爭日趨激烈、環境保護要求日漸嚴格、人民環保意識不斷提升和即將實施的“室內建筑裝飾裝修材料(膠黏劑)有害物質限量”標準等因素下，部分無競爭力的小企業預期將被淘汰。

　　據統計，1998年中國大陸有近100家、1999年有120余家接著劑制造廠停產。另一方面，三資企業相繼興起，國際著名企業紛紛搶灘中國大陸接著劑市場，據相關數據顯示，現有全球前10大接著劑生產廠商，就有6家在中國大陸投資，建立合資或獨資企業，預期未來可能對中國大陸接著劑相關產業造成直接影響和沖擊。

　　展望

　　在三苯溶劑型氯丁膠的使用歷史將要結束，無三苯溶劑型裝飾膠將被推出時。應開發研制綠色產品，加大投資開發力度，實現接著劑產品的更新換代，大力發展環保型合成接著劑。重點發展無三苯溶劑型氯丁膠的研究、開發、推廣、使用，加快淘汰含三苯溶劑型氯丁膠。