劉文倉，崔勝男

(1.黑龍江省科學院石油化學研究院，哈爾濱 150040;2.中共黑龍江省委黨?；A部，哈爾濱 150080)

壓敏膠，它是一類無須借助于溶劑、熱或其他手段，只需施加輕度指壓，即可與被粘物牢固黏合，產生實用黏結強度的一類膠黏劑，它通常被加工成膠粘帶、標簽或各種片狀制品來應用。壓敏膠黏劑的特點是粘之容易、揭之不難、剝而不損，在較長時間內膠層不會干涸，因而壓敏膠黏劑也稱為不干膠。正是由于壓敏膠的上述特點壓敏膠制品具有非常廣泛的用途。從辦公、包裝用的膠帶，到涂裝、刻蝕用的遮蔽膠帶;從電工、電器用的絕緣膠帶到各種鏡面的保護膠帶以及各種壓敏標簽，壓敏膠及其制品已經形成了一個非常龐大的產業(yè)［1］。

1 中國壓敏膠制品工業(yè)狀況

1.1 銷售量

據統(tǒng)計，2006年中國大陸壓敏膠制品(包括壓敏膠粘帶和膠粘標簽紙)的銷售量為59.2×108m2。壓敏膠制品的最近幾年的產銷量增產趨勢見表1。

表1 中國主要壓敏膠制品歷年產銷量和增長趨勢Tab.1 Produce－sale amount and prediction of increasing current of China’s adhesives

1.2 市場分布

包裝膠粘帶:32.68×108m2;

電器絕緣膠帶:1.00×108m2;

雙面膠帶:2.78×108m2;

文具膠帶:0.64×108m2;

膠粘標簽紙:14.00×108m2;

其他:0.52 ×108m2。

1.3 中國市場的特點

中國的膠粘帶市場正處于逐漸趨向成熟的階段。在1992—1996年期間，市場需求呈飛速上升趨勢，市場偏重于量的需求。1995年以后隨著工業(yè)的發(fā)展，市場需求逐漸走向高度需求，質量需求、信譽需求并要求嚴格規(guī)范化的市場。中國的膠粘帶市場的另一大特點是特殊新型膠粘帶正在崛起，由于高新科技行業(yè)發(fā)展的刺激，特新膠粘帶正走向各個應用部門。

1.4 國內壓敏膠黏劑的技術分布情況

國內在壓敏膠黏劑的生產技術方面，進入20世紀90年代以后逐漸向全面化方向發(fā)展。

80年代初大規(guī)模投產的壓敏膠是水乳型聚丙烯酸系壓敏膠，它大量用于BOPP包裝膠粘帶的生產，其技術特點是臺灣亞洲化學的技術基礎和美國羅姆哈斯的技術基礎，以丙烯酸丁酯為主單體的共聚自交聯體系。全國有幾十套0.5×104～1.5×104t/y規(guī)模的生產裝置。

進入90年代，國內自行開發(fā)的聚丙烯酸酯系溶劑型壓敏膠和由臺灣、日本引進技術而投產的同類壓敏膠大部分應用于雙面膠粘帶，膠粘標簽紙的生產。其技術特點是丙烯酸酯軟單體溶液共聚樹脂，并且加入各種交聯劑制得壓敏膠，無論是自行開發(fā)者還是引進者，都取得較好的成果。

廣東和北方各膠粘帶廠使用臺灣技術較多，上海和江浙一帶各膠粘帶廠使用上海技術較多，后者的生產規(guī)模較小，全國500～50 000t/y規(guī)模的裝置約有20余套。

關于橡膠系溶劑型壓敏膠大部分用于PVC電工絕緣膠粘帶的生產，也有一兩個企業(yè)用此系列壓敏膠生產BOPP包裝膠粘帶。這種壓敏膠技術在大陸有兩種體系:一種是以天然橡膠為主要成分的壓敏膠體系，一切配伍以天然橡膠特性為主;另一種是以丁苯橡膠為主成分的壓敏膠體系，一切配伍以丁苯橡膠為主。廣東各企業(yè)，北方各合資企業(yè)，大多數引進的是臺灣技術基礎，是后一種體系的配伍，而上海，江浙各企業(yè)，北方各地方企業(yè)多以前一種體系的配伍為主。此二種體系的制造規(guī)模每一種體系總計在2 000～5 000t/y。工種體系的生產規(guī)模在全國范圍內各占一半，值得注意的是，醫(yī)藥橡皮膏行業(yè)應用橡膠系溶劑型壓敏膠進行生產，生產規(guī)模較大，約計5 000t/y。

在橡膠系溶劑型壓敏膠的技術基礎上，其底涂劑也大致分為兩種系別:一種是橡膠接枝型系列，在各合資企業(yè)應用最廣;另一種是氯丁膠外交聯系列，在上海、江浙和北方各地方企業(yè)應用最廣;至于橡膠系乳液型壓敏膠也有一兩個企業(yè)生產，目前還處于發(fā)展中。熱熔型壓敏膠在廣東、江蘇、北京發(fā)展較快，總計約9 000t/y的產量，發(fā)展比較迅速，上升勢頭很猛，主要用于BOPP包裝膠粘帶，雙面膠粘帶，膠粘標簽紙的生產中。

其他各種特殊功能的膠粘帶在各地研究機構不斷推出成果。例如有機硅類壓敏膠，四川、上海開發(fā)較早，并已達到規(guī)模生產狀態(tài)。

1.5 壓敏膠制品生產技術情況

1.5.1 生產設備的技術

(1)涂布裁切成套設備

涂布機和裁切機目前處于中等水平的生產階段，幅寬1.3m者居多。涂布速度依烘箱長短而定，例如涂布機的生產速度有30～50m/min，50～150m/min不等。并且按生產品種不同，涂布速度也不盡相同。

80年代初期設備進口較多，日本、臺灣、英國、美國、意大利、奧地利各國生產廠家的涂布設備均有進口，但是以臺灣設備較多，尤其臺灣駿業(yè)公司、嶸昌公司、亞泰公司最先進入大陸。目前臺灣設備約有近百條生產線在大陸運轉，其他各國按每個國家計算，平均僅有1.3套設備。80年代末以來，國產涂布設備制造產業(yè)逐漸興起，江蘇、浙江各廠家上馬較快，都有很大的發(fā)展。熱熔膠涂布設備也有進步，在北京、浙江等地都有生產。

(2)自控設備

進入90年代，國產自控設備進展較快，例如PC裝置、張力自控裝置、高靈敏度張力傳感器、調頻調速系統(tǒng)、模擬計算(張力調控，速度調控及EPC)調控全系統(tǒng)等，各種自控設施都逐漸開發(fā)成功并投入生產運行。北京、河北、上海、常州、寧波、湖北、陜西、寧夏開發(fā)的產品也逐漸走向成熟。

(3)靜電技術

由于壓敏膠粘帶的生產是高速運轉的膜和紙產生的靜電直接影響著生產速率，因此消除靜電就是首當其沖的要點。目前靜電消除器已不能滿足高速涂布生產的需要，現在正逐漸開發(fā)硅氟處理的導靜電離型輥筒。此類技術是由美國、日本在最近時期傳入中國的，目前正應用于壓敏膠粘帶的工業(yè)生產中。

1.5.2 基材的生產

BOPP薄膜生產廠家較多，廣東、河北、北京、上海等地約有65條生產線。生產能力約34×104t/y。

PVC薄膜生產廠家也分布于全國各地。

PE薄膜在上海、浙江、北京生產供應廠家有10家左右。

PET薄膜在上海，天津，山東，浙江等生產廠最多。全國共有生產線約15條，生產能力約10×104t/y。

聚酰亞胺薄膜在上海和天津有廠家生產。布基材在浙江、山東有生產，但數量有限。

其他膠粘帶基材的生產較缺乏。

1.5.3 離型防粘紙的生產

90年代以后離型防粘紙生產量增長很快，主要是雙面離型紙和標簽紙較多，但是離型防粘劑的生產在國內發(fā)展較遲緩，質量穩(wěn)定性較差，只有廣東、上海、北京、四川等地生產，所以一般國內廠家均采用進口離型防粘劑生產離型防粘紙，以道康寧化學公司(美)、羅納普郎克公司(法)、日本信越(株)生產的離型防粘劑進口為多。而離型紙基紙多采用黑龍江、山東、天津、上海、廈門等地產品，并復合PE膜。離型防粘劑以溶劑型有機硅樹脂為多，使用鉑類催化劑和促進劑，進行涂布生產。生產速度大約在100m/min以上，也有低速生產者，但質量較差。另外，在中國的天津、河北、江蘇、浙江等地使用縮合型有機硅樹脂進行生產的工廠也有數個，多數應用于牛皮紙膠粘帶和膠粘標簽紙的生產中，生產規(guī)模較小。至于格拉辛紙(galass inpaper)和C.C.K紙等離型防粘紙基紙國內還沒有生產。使用情況還未能開發(fā)，但是隨著工業(yè)發(fā)展的需要，進口此類基紙日益增多［2］。

2 國際壓敏膠制品工業(yè)發(fā)展狀況

2.1 國際壓敏膠制品工業(yè)發(fā)展史

世界各國的壓敏膠制品工業(yè)均開始于醫(yī)藥行業(yè)的膏藥制劑。很早以前，古中國、古埃及、古印度就有從松脂、動物膠、蜜蠟等材料熬制成醫(yī)藥膏貼和捕捉蟲鳥粘網等的應用，形成了壓敏膠制品的雛形。但壓敏膠制品形成產業(yè)卻是19世紀以來的事。世界壓敏膠工業(yè)的歷史發(fā)展大事記見表2［3，4］。

表2 各國壓敏膠制品工業(yè)發(fā)展大事記Tab.2 Memorabilia of international PSA industry

2.2 國際壓敏膠制品生產分布

除中國外，美國、歐洲、日本是壓敏膠制品的主要生產地。全世界壓敏膠制品的統(tǒng)計雖然不詳盡，但是也可以看出它們的趨勢。

壓敏膠制品中，膠粘帶和膠粘標簽占主導地位，膠粘片材較少，并都歸入膠粘標簽的統(tǒng)計中。目前，世界壓敏膠制品共計1 000種。據統(tǒng)計，2000年世界壓敏膠黏劑年總產量108.9×108t，壓敏膠制品的總產量326×108m2。其中壓敏膠帶產量為215×108m2，膠粘標簽紙總產量為111×108m2。世界各地區(qū)的產量分布及未來10年產量平均增長率的預測詳見表3［5］。

表3 世界各地區(qū)壓敏膠黏劑和壓敏膠制品的產量分布及未來十年產量的平均增長率預測Tab.3 Output distribution of international prediction of PSA and increasing rate in next clecade

2.3 美國

美洲的壓敏膠粘帶和膠粘標簽進入21世紀以來已經形成67×108m2和60×108m2的產量。預計正常發(fā)展下去，未來10年內可達到90×108m2;膠粘標簽可達到87×108m2;壓敏膠的總消耗量達到53 104t(干)。其中美國約占70%，加拿大20%，其他南美國家占10%。

美國的壓敏膠制品工業(yè)非常發(fā)達，位居世界第一位。著名的3M公司是首位走向世界的制造商。

1951年壓敏膠膠粘帶工業(yè)協(xié)會(PSTC)成立，主要從事壓敏膠制品試驗方法的制訂和試驗裝置的展示、販賣活動，主辦技術交流活動、制品介紹和展覽等。

美國2000年壓敏膠帶產值:55×108USD;膠粘標簽產值有:80×108UDn。

熱熔型壓敏膠在美國增長很快，且在壓敏膠總量中占有較大的比例，溶劑壓敏膠正逐年縮小。

美國主要的壓敏膠制品有上述全部典型品種，其中更為突出的有布基膠粘帶、紙基膠粘帶、無紡布膠粘帶、塑科薄膜膠粘帶、金屬箔膠粘帶、雙面膠粘帶、增強基材膠粘帶、無基材膠粘帶、塑料泡沫膠粘帶、醫(yī)用膠粘帶、膠粘標簽、壓敏膠片貼等。

2.4 歐洲

歐洲各國以德國和意大利的壓敏膠制品工業(yè)較先進，生產廠商約500家，較大的廠商有10家左右，代表性的廠商是拜多福公司(Beiersdorf Co.)，其總部在漢堡，品牌為tesa。另外著名的3M(歐洲英、德、法、意)公司和麥紐來公司(Manuli Autaedes iviSPA，它具有3M 幅、300m/min運行速度的生產設備)實力也很強大。這三家企業(yè)的產量約占歐洲壓敏膠制品總產量的1/3。

歐洲壓敏膠制品的制造技術特點是溶劑型天然膠、樹脂類壓敏膠占有一定的比例，工廠都有溶劑回收系統(tǒng)。乳液型壓敏膠(聚丙烯酸酯類為主)的應用是溶劑型壓敏膠的一半，它也在迅速地增長，不久將逐漸超過溶劑型壓敏膠。60%的膠粘標簽都應用軋液型壓敏膠，歐洲的應用方法是在生產工廠中進行復配后，當壓敏膠達到所需求的性能時才投入生產。而其他國家多數由乳液型壓敏膠生產廠家直接設計后生產使用產品。熱熔型壓敏膠的發(fā)展不如前者，主要應用于BOPP膠粘帶、增強膠粘帶、雙面膠粘帶、膠粘標簽等方面。熱熔型壓敏膠主要應用SIS為基礎，壓延型壓敏膠則很少應用。聚乙烯基醚類壓敏膠在歐洲多數使用于特種膠粘帶的制造，也有利用它和聚丙烯酸酯類壓敏膠復配后使用的情況。紫外線固化型壓敏膠處于發(fā)展階段，主要應用于要求較高的汽車工業(yè)等領域。

2.5 日本

日本的壓敏膠制品工業(yè)是從二次世界大戰(zhàn)之后，從醫(yī)藥衛(wèi)生方面逐漸發(fā)展起來的。目前已有1 600多家企業(yè)。壓敏膠制品在日本消費于工業(yè)、農業(yè)等領域，如包裝、汽車、電氣、標簽等。最著名的壓敏膠制品廠家有:日東電工(株)、積水化學塑料(株)等。

日本壓敏膠制品工業(yè)的產量，2001年達到膠粘帶15.5×108m2、膠粘標簽11×108m2。市場的消費預計有3 500×108日元，今后10年日本的壓敏膠制品年均增長率約1.8%［6］。

日本的壓敏膠生產，以溶劑型占大多數，乳液型為第二位，熱熔型居第三位。新發(fā)展的紫外線(UV)固化壓敏膠、電子射線(EB)固化壓敏膠也有少量生產。所以，日本的壓敏膠制品制造裝置比較先進，各種方式的設備市場上均有銷售。例如:壓敏膠涂布機、壓延機、擠出機、熱熔壓敏膠涂布機、紫外線固化壓敏膠涂布機、電子射線固化壓敏膠涂布機等。在自動化裝置方面都有較先進的設備。

目前日本的汽車工業(yè)用壓敏膠制品、醫(yī)療壓敏膠制品都是世界一流的產品。

3 結論

近年來，我國壓敏膠行業(yè)發(fā)展迅速，在壓敏膠品種和產量上有了較大的提高。目前整個國內壓敏膠行業(yè)中有自主研發(fā)能力和一定生產規(guī)模，擁有自主品牌，并以壓敏膠產品為主業(yè)的企業(yè)約有30多家。因此目前國內壓敏膠形成了跨國公司產品結構全面、技術領先，內資企業(yè)專注細分領域、增長較快，緊跟國外競爭對手的競爭格局，整體行業(yè)分散度較高。但與歐美、日本等發(fā)達國家相比，我國壓敏膠行業(yè)還存在著技術不夠先進、高端生產設備需要進口等問題。因此，我們必須提高自身科研實力，研發(fā)出更多高端壓敏膠產品，才能拓寬我國壓敏膠市場，達到國際領先水平。

［1］呂鳳亭.壓敏膠和壓敏膠工業(yè)制品工業(yè)概況［J］.中國包裝工業(yè)，2008，(7):55 －58.

［2］呂鳳亭.壓敏膠和壓敏膠工業(yè)制品工業(yè)概況［J］.中國包裝工業(yè)，2008，(8):68 －69.

［3］［日］柴野富四.粘著ハンドブツヶ［M］.日本:日本粘著テ一ひとプ工業(yè)會，1995.

［4］日東電工株式會社.粘著テ一プの文化誌［M］.日本:日東電工株式會社，1993:16－17.

［5］楊玉昆，呂鳳亭.壓敏膠制品技術手冊［K］.北京:化學工業(yè)出版社，2004:21－23.

［6］日本ェマルヅョソ工業(yè)會.合成樹脂ェマルヅョソ關連統(tǒng)計集［M］.日本:日本ェマルヅョソ工業(yè)會，1997.