胶黏剂的发展趋势
讲演人：聂明
胶黏剂的历史
粘土、
浆糊
胶水、
固体胶、
乳胶漆
等
工程胶、
耐高温胶
等
胶黏剂的应用领域
• 传统领域：建筑及装修、包装业、木工、
纸加工与书本装订、制鞋与皮革、纤维与
服装等····
• 新型领域：国防、生命科学等····
胶粘剂市场常被称为隐形的市场，大
家平时很少能看到，但实际上用的非
常多。
最有前途的胶黏剂
1、聚氨酯胶黏剂
2、水性胶黏剂
3、环氧树脂型胶黏剂
4、淀粉胶黏剂
5、有机硅胶黏剂
1、聚氨酯胶黏剂
• 概念：聚氨酯胶粘剂是指在分子链中含有
氨基甲酸酯基团（－NHCOO－）或异氰酸酯
基（－NCO）的胶粘剂。
• 应用领域：与含有活泼氢的基材，如泡沫、
塑料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等
多孔材料，以及金属、玻璃、橡胶、塑料
等表面光洁的材料都有优良的化学粘接力
• 发展史：
a、 1937年，德国化学家Bayer—聚氨酯
工业的奠基人，与其同事发现异氰酸酯能与
含活泼氢的化合物发生反应，如二异氰酸酯
与二元胺反应能制成有强度的聚合物，从而
奠定了聚氨酯化学基础，并首次利用异氰酸
酯与多元醇化合物制得聚氨酯树脂。
b、第二次世界大战期间，德国拜耳公司用
4，4‘，4’—三苯基甲烷三异氰酸酯胶接金属
和合成橡胶获得成功，应用于坦克的履带上，
使聚氨酯胶黏剂首次工业化。
c、日本于1954年引进德国和美国聚氨酯技
术，1960年生产聚氨酯原料，1966年开始
生产聚氨酯胶黏剂。1975年日本光洋公司开
发成功“乙烯类聚氨酯”水性胶黏剂，于1981
年投入工业化生产。目前日本聚氨酯胶黏剂
的研究与生产十分活跃，与美国、西欧一起
成为聚氨酯生产、出口大国。
优点及缺点
• 优点：
• ① 聚氨酯胶黏剂因含有极性很强、化学活泼性
很高的异氰酸酯基和氨酯基，它与含有活泼氢的
材料，如泡沫塑料、木材、皮革、织物、纸张、
陶瓷等多孔材料和金属、玻璃、橡胶、塑料等表
面光洁的材料都有着优良的化学胶接力。
• ② 调节聚氨酯树脂的配方可控制分子链中软缎
与硬段比例及结构，制成不同硬度和伸长率的胶
黏剂。
• ③ 可加热固化，也可以室温固化。
• ④ 固化属于加聚反应，没有副产物产生，因此
不易使胶合层产生缺陷。
• ⑤ 低温和超低温性能特别优良，超过所有其他
类型的胶黏剂,其胶合层可在-196℃ ，甚至-253
℃下使用。
• ⑥ 具有良好的耐磨、耐水、耐油、耐溶剂、耐
化学药品、耐臭氧及防霉菌等性能。
• 缺点：在高温、高湿下易水解而降低胶合强度。
用途
（1）生活用品中的应用
与塑料薄膜具有良好接着性的聚氨酯树脂被用
作食品包装用胶粘剂。还有在净水器的密封材、尿
布等方面的应用，作为各种鞋的胶黏剂发挥着举足
轻重的作用。
（2）电子用品
具有优良耐磨耗性及附着性的聚氨酯胶粘剂在录
音/录像带、电脑用磁盘及IC卡和电子乘车票等制
造过程中，被作为各种记录媒体磁性材料的粘接剂，
使记录密度得到提高。
此外，聚氨酯绝缘密封清漆被用于制造
漆包线。紫外线（UV）固化型聚氨酯被制成
光纤电缆。近年，聚氨酯胶粘剂还被应用于
移动电话的印刷线路等方 面，并不断地被进
一步开发应用以适应时代要求。
（3）铁路建设上的应用
无砟轨道铺设（高铁工程技术的发展方向）用
胶将以国产聚氨酯胶粘剂产品为主,单轨每5米嵌入
一个凸型挡台,每个挡台两边各需灌注聚氨酯胶粘
剂约,每公里双轨无砟轨道建设需聚氨酯灌
封胶粘剂7吨以上。除了在铁路铺设方面外，高速
列车的生产对于聚氨酯胶粘剂的使用需求也大大增
加，聚氨酯在车辆上承担着玻璃粘接、地板粘接、
嵌缝填充、密封防水等各种必不可少的作用，在车
辆上，按照动车组CRH3为基础，单节车厢用聚氨
酯胶约折算约合为，主要应用于车
窗玻璃的粘接密封及部分填充部位的密封。
发展趋势
• 1、水性聚氨酯胶黏剂
• 2、硅烷改性聚氨酯胶黏剂
主要发展方向：聚氨酯胶黏剂新产品应向无
溶剂、少溶剂、水基型、热熔型、UV固化型、
反应性热熔型等环保方向发展。
水性聚氨酯胶黏剂
• 主要特点：
① 以水为分散介质，使用安全方便，不污
染环境，不含甲醛、苯酚等毒物。
②初粘性好、常温固化、耐水耐热性能优
良。
③根据不同材料选择不同的主剂成分和交
联剂，适应被胶接材范围广。
④ 近乎中性，不污染被胶接材。
硅烷改性聚氨酯胶黏剂
• 主要特点：
兼有硅氧烷的固化工艺特性和聚氯酯骨架的力学
性能，可借助硅烷基湿固化，不含游离异氰酸酯，
属环保型制品；固化时无二氧化碳释放，胶层中不
易产生气泡，收缩率低(<2％ )。固化物非常柔韧；
聚合物黏度较低，可容纳大量填料，以降低成本；
耐候性和耐用性优良，抗UV射线，可在室外长期
使用；模量低、伸长率高，可抵御摩天楼伸缩缝高
位移(50％ ～100％ )。其粘接对象广泛、环境友好、
本身不易沾污、上漆性良好、贮存稳定。
2、水性胶黏剂
• 水性胶黏剂就是以水为高聚物的分散介质,
当高聚物溶于水,称为水溶性胶黏剂,而当高
聚物借助乳化剂的作用,分散于水中,则称为
水乳型胶黏剂。
• 水性胶黏剂的优点有:对环境友好、无毒、
不可燃、固含量高、可用现有的应用设备
和设备较易清洗。
水乳型胶黏剂
1、氯丁乳胶水性胶:
氯丁乳胶水性胶是一种常用的水基产品，
主要用于建材、家具以及汽车内部装修。
• 杜邦公司在水基产品的研究方面一直处于
领先地位，发展了多种离子型胶乳。离子
型胶乳有较高的pH 值,约为12～13，固含
量为40 %～60 % ，黏度在45～600mPa·s
之间。
水乳型胶黏剂
• 2、丁苯(SB) 胶乳胶黏剂
• SB 胶黏剂是以苯乙烯—丁二烯共聚胶乳为基
料的胶黏剂。胶黏剂皮膜性能决定于胶乳中苯乙
烯结合量。苯乙烯含量在50%以下时,形成柔软
的橡胶状皮膜。随着苯乙烯含量增加,弹性变差。
故苯乙烯含量一般为20%～30%。聚合温度不同
性能也异。高温(25～50℃) 聚合的胶乳粘接性能
好,低温下(10℃以下) 聚合的胶乳胶黏剂,皮膜的
强度高,低温柔软性良好,它主要用作纸涂层、地
毯背衬及无纺布胶黏剂 。
水乳型胶黏剂
• 3、丁腈(NB) 胶乳胶黏剂
它是以丙烯腈—丁二烯共聚胶乳为基料的胶黏
剂。NB 胶乳,根据丙烯腈含量分为高腈(含丙烯腈
35%～40 %) 、中腈( 25%～35 %) 、 低腈(20%～
25%) 胶乳,其含量对胶黏剂的皮膜性能影响很大。
高腈胶乳胶黏剂皮膜坚硬,粘接性和耐溶剂好,柔性
差。NB 胶乳和酚树脂、密胺树脂、间苯二酚树脂、
丙烯酸树脂、松香等乳化液相溶,因而常用这些树
脂进行改性。它常用于地毯、无纺布的背涂料或粘
接剂,以及纤维加工用胶黏剂。
水性丙烯酸酯胶黏剂
• 这是一类用量较大的胶黏剂,最近几年的发
展方向是：
通过有机硅改性水性丙烯酸酯,能赋予丙
烯酸酯乳液一些新的性能；同时可将有机硅
烷用于丙烯酸酯水性胶黏剂和密封剂的粘接
促进剂和交联剂，提高水性丙烯酸乳液胶黏
剂的撕裂强度和耐持久性,提高拉伸强度并同
时保留伸长率性能。
水性聚氨酯胶黏剂
• 水性聚氨酯胶黏剂以水作为分散介质，可
制成水溶型、胶乳型或乳液型，不但具有
接近溶剂型聚氨酯胶黏剂的优异性能，而
且不燃、无毒、无公害，是在世界环境意
识日益增强的大背景下兴起的一类新型胶
黏剂。
• 按照较成熟的应用形态区分，水性聚氨酯胶黏剂
目前可分为3 类：
• (1)可水分散性多异氰酸酯胶黏剂，其主要成分为
含亲水基团、可自动分散于水的多异氰酸酯；其
主要用于人造板制造和其他类型水性聚氨酯胶黏
剂的固化剂；
• (2)乙烯基聚氨酯水性胶黏剂，其是乙烯基水性高
分子乳液- 多异氰酸酯双组分胶黏剂，主要用于
木材粘接；
(3)水分散性聚氨酯(PUD)胶黏剂，PUD 胶
黏剂是高相对分子质量聚氨酯树脂溶于或
分散于水中形成的稳定的水分散液为主体
成分的胶黏剂，这一类是真正意义上以水
分散性聚氨酯树脂为基础的水性聚氨酯胶
黏剂，是一般溶剂型聚氨酯胶黏剂的替代
品。
最有前景的产品
• 1、水分散性多异氰酸酯胶黏剂
目前人造板制造工业中我国等发展中国家
还主要应用三醛胶黏剂，主要原因是异氰酸
酯胶黏剂，特别是可水分散性异氰酸酯胶黏
剂应用成本要高出1 倍以上，但随着安全环
保法规的加强和国家经济水平的提高，此类
胶黏剂必然在木材工业和相关领域获得更大
量的应用。
• 2、乙烯基聚氨酯水性胶黏剂
主要用作木材胶黏剂,制造集成材和人造板，
特别是短木拼接和胶合板生产替代三醛胶黏
剂,美国、德国及我国等许多国家都有相当规
模的生产装置。
• 3 、 PUD 胶黏剂
• 是可能替代溶剂型聚氨酯胶黏剂最重要的
一类水性聚氨酯胶黏剂。
鞋用PUD 胶黏剂
• 现代制鞋业以合成胶黏剂粘接工艺为主,20
世纪30年代产生了以氯丁橡胶溶液型胶黏
剂为主的第一代鞋用胶黏剂;
• 6 0 年代以后制鞋业大量应用以甲基丙烯
酸甲酯(MMA)接枝氯丁橡胶溶液型胶黏剂
和聚氨酯溶剂性胶黏剂，称之为第二代鞋
用胶黏剂;
• 90 年代国内外对上述溶剂型胶黏剂所用苯
系溶剂毒性开始重视,纷纷立法限制,现在发
展不含三苯的接枝氯丁橡胶溶液型胶黏剂
和聚氨酯溶剂性胶黏剂,称之为第三代鞋用
胶黏剂;
• 如前所述，减少和消除有机溶剂,采用水作
溶剂或无溶剂化胶黏剂是面临世界环保法
规压力的较好选择,在鞋用胶黏剂中20世纪
90年代以后世界各国大力研发水 性胶黏剂，
其中最主要的就是PUD 胶黏剂;现在已有
当用量其称为第四代鞋用胶黏剂。
• PUD 水性聚氨酯胶黏剂除用作鞋用胶黏剂
外，已在复合塑料薄膜制造、汽车内装饰件
粘接、织物静电植绒、水性油墨连接料、织
物复合中获得较广泛的应用。
水基环氧分散体系
• 水基环氧分散体系是不含有机溶剂且与传
统的环氧树脂一样,可黏合多种类型的基材,
适当固化后可提高它的黏合强度和提供多
种优良性质。
• 水基环氧分散体系不但性能优异,而且对环
境友好。因此它们常用作层压胶黏剂、涂
料、底漆、织物和玻璃胶黏剂、混凝土增
黏剂等.
环氧树脂型胶黏剂
• 环氧树脂胶粘剂是一类由环氧树脂基料、
固化剂、稀释剂、促进剂和填料配制而成
的工程胶粘剂。
• 由于其粘接性能好、功能性好、价格比较
低廉、粘接工艺简便,所以近几十年来在家
电、汽车、水利交通、电子电器和宇航工
业领域得到了广泛的应用.
发展方向
• 1、室温固化环氧胶粘剂
• 室温固化环氧胶粘剂是一种以酚醛改性酮
亚胺作为固化剂固化的环氧胶,其特点是可
在潮湿和低温条件下进行固化,并能改进环
氧树脂固化物的耐温性和耐腐蚀性能。目
前国内正在努力研究低温、低湿下的快速
固化环氧胶的速固化技术。
• 2、低温快固化环氧胶
• 这种胶是由双酚F 环氧树脂配制而成的,在-
5 ℃温度可迅速固化,目前已开发并应用于
土木建筑领域。主要用于混凝土“整体工
程”粘接,建筑物补、水泥制品修补和建筑
材料粘接等。在建筑工程中,它可代替铆钉、
焊接等结构联接工艺,用于粘接各种石材、
大理石和人造板材等。
• 3、耐热环氧树脂胶粘剂
• 耐热环氧树脂胶粘剂是采用改性环氧树脂
配制而成的一种胶粘剂,可在250 ℃下间歇
使用,甚至可在400 ℃下长期使用,460 ℃下
短期使用。
• 近年来,随着电子电器和宇航工业的发展,对耐高温、耐烧
蚀性能要求越来越高。当飞行器在大气层中高速飞行时,
有时因气动加热温度可达到数千度,即使是最耐热的金属
材料也要被熔化。因此,为了减轻重量,一般采用耐高温复
合材料来替代金属材料。即使是电子电器行业,目前也相
继提出了耐350 ℃高温的密封胶,甚至提出耐500～1000
℃的耐火焰绝缘粘合剂。
• 4、高强度环氧树脂胶粘剂
• 5、水性环氧胶粘剂
• 6、环氧树脂压敏胶
• 7、环氧丙烯酸光敏胶
• 8、环氧密封胶
• 9、环氧树脂导电胶粘剂
4、淀粉胶黏剂
• 环境友好型天然胶黏剂：
首先, 淀粉本身具有作为胶黏剂的潜力。淀粉及其
衍生物具有良好的粘接性和成膜性, 是优良的天然
资源胶黏剂;
其次, 淀粉是一类来源广泛、价格优廉、对环境友
好的的天然高分子材料, 具有无毒、无异味、无污
染的特点;
再次, 在强调可持续发展战略的今天, 随着石油资源
的日益减少, 以石油为原料的化工产品必将被可再
生的天然高分子物质所代替。
• 局限性：耐水性差、贮存稳定性差、霉变
现象等。
展望：
淀粉胶黏剂由于无毒环保, 室内环境使用对其耐
水性、耐候性要求不高, 可用于生产人造板。进
一步提高淀粉胶黏剂的耐水性, 贮存稳定性, 防
潮防霉性能将极大促进它在木材粘接中的应用。
淀粉胶黏剂作为绿色环保的木材胶黏剂, 必将具
有广阔的发展前景。
5、有机硅胶黏剂
• 有机硅胶粘剂是指以有机硅树脂或硅橡胶
弹性体为基本成膜物质的一类胶粘剂。
有机硅胶粘剂的特点：
1.耐高低温性能优良
2.耐大气老化，耐辐射性能优良
3.优良的电绝缘性
4.低的粘附强度
5.良好的疏水性，透气性，低表面张力，生
理惰性
• 以C—C键为主键的聚合物具备耐溶剂性能
和附着性能较好、成本低的有优势；但因
耐热、耐水性差而导致材料的整体功能不
佳。
• 硅树脂是以Si—O键为主键，有机基团为
侧链的网状聚合物。硅树脂由于Si—O键
的键长较长、键能较大，Si—O—Si键的键
角较大，因此具有优异的耐高低温度、耐
候性、电绝缘性、低表面张力、疏水性及
生理惰性；但硅树脂也有附着能力差，不
耐有机溶剂及价格较高的缺点。
• 连着在物理和化学性能上有互补性，用有
机硅对有机树脂进行改性可以取长补短，
用有机硅改性树脂制备胶黏剂是解决胶黏
剂因聚合物结构单一而造成的性能缺陷的
有效途径。有机硅改性的胶黏剂被广泛应
用于航空、汽车、船舶、电子、机械、建
筑、塑料加工等领域。
有机硅改性胶黏剂的最新产品
• 1、有机硅改性环氧树脂胶黏剂
环氧树脂具有良好的机械性能、电学性
能级粘结性能，但其抗剥离、抗开裂、抗冲
击性能差，对极性小的材料粘结力小。用有
机硅对环氧树脂进行改性，既能降低其内应
力，又能改善其韧性、耐高温性等，使树脂
具有良好的韧性、粘结性及抗冲击性能。
• 2、有机硅改性环氧丙烯酸树脂胶黏剂
• 3、有机硅改性丙烯酸树脂胶黏剂
• 4、有机硅改性酚醛树脂胶黏剂
• 5、有机硅改性脲醛树脂胶黏剂
• 6、有机硅改性聚氨酯胶黏剂等
• 今后有机硅改性胶黏剂的发展：开发新型单体，
制备出耐高温、耐候及力学性能好的胶黏剂；研
究和开发环境友好型高性能有机硅改性剂及工艺
技术；对已有的有机硅改性胶黏剂进一步改性，
提高其机械性能，耐磨性、耐酸碱性、耐油耐溶
剂性能，扩大应用范围等。
