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　　書釘膠粘劑也稱作硝基書釘清漆[1],傳統(tǒng)的硝基書釘清漆膠粘劑由于其配方上的原因,使得制成的訂書釘產(chǎn)品在質(zhì)量上如粘接強(qiáng)度、耐沖擊強(qiáng)度表面光亮度等方面不是很完善,特別是粘接牢度方面,由于長途運(yùn)輸?shù)念嶔な沟谜艜斢袛嗔熏F(xiàn)象,已不能完全適應(yīng)國內(nèi)外用戶越來越高的要求本研究基于上述各性能改進(jìn)的考慮,從所用原料硝化棉、醇酸樹脂、溶劑及助溶劑等出發(fā),研究書釘膠粘劑,尋求其最佳的配比。另外,也對(duì)該膠粘劑的經(jīng)濟(jì)效益及市場前景作了分析。

1 書釘膠粘劑的制備
　　膠粘劑由硝化棉、醇酸樹脂、溶劑及助劑等多種原料組成。硝化棉作為膠粘劑的主要粘接材料對(duì)粘接強(qiáng)度起著很重要的作用,考慮到膠粘劑的粘度及固含量,我們采用粘度為5秒的硝化棉。由于硝化棉性質(zhì)較脆、附著力差、不耐紫外線等缺點(diǎn)[2],我們采用多種醇酸樹脂的組合以增加附著力、表面光亮度及固含量[3],并利用油性醇酸樹脂特有的增塑性能來改善硝化棉的脆性,從而提高粘接強(qiáng)度。另配合適當(dāng)?shù)娜軇┖痛吒蓜┮詽M足施膠快速固化工藝的要求。
(1) 硝化棉類型及用量的選擇
　　硝化棉是該膠粘劑的粘料,是主要的原料,根據(jù)硝化程度的不同,含氮量的多少而具有不同的粘度,其主要規(guī)格有:1/8”、1/4”、1/2”、5”、15”、20”、25”、35”、120”等。用低粘度硝化棉制成的膠粘劑,為了滿足使用工藝的要求,必須增加硝化棉的含量,但固體含量的增加使膠膜變厚及變硬,會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的結(jié)皮現(xiàn)象,影響書釘產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。同樣,用高粘度硝化棉制成的膠粘劑,為滿足工藝要求又必須減少硝化棉的含量,這樣會(huì)使膠粘劑的固體含量達(dá)不到要求而影響書釘?shù)恼辰訌?qiáng)度。為了既能滿足使用工藝的要求又能達(dá)到粘接強(qiáng)度的要求,通過試驗(yàn),決定采用規(guī)格為5”的硝化棉作為粘料,最佳含量為20%。
(2) 醇酸樹脂類型及用量的選擇
　　由于硝化棉本身性能上的不足,本試驗(yàn)采用三種不同型號(hào)的醇酸樹脂的組合來進(jìn)行改性,即采用Ａ型的不干性油醇酸樹脂、Ｂ型的半干性油醇酸樹脂和Ｃ型的干性油醇酸樹脂,添加醇酸樹脂后制成的膠粘劑在附著力、表面光亮度、粘接強(qiáng)度等方面都有提高。干性油醇酸樹脂它在空氣中干燥,并具有良好的硬度、保光性及附著力。而不干性油醇酸樹脂[3]則不能在室溫條件下干燥,一般不能單獨(dú)使用,與硝化棉合用后能起到增塑及提高耐候性的作用,從而改善硝化棉性脆的缺點(diǎn)。不同醇酸樹脂的用量配比也是十分重要的。如果不干性油醇酸樹脂的比例較高,增塑效果過量使膠膜變軟,在制釘?shù)倪^程中整排釘要發(fā)生下掛變形;如果干性油醇酸樹脂比例較高,盡管能粘接成形,但其脆性無多大的改變,無法達(dá)到所要求的粘接強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果表明各種醇酸樹脂的最佳配比為:Ａ型醇酸樹脂2%,Ｂ型醇酸樹脂5%,Ｃ型醇酸樹脂10%。另外,添加適量的催干劑以加速其干燥速度。
(3) 溶劑、助溶劑類型及用量的選擇
　　由于制釘工藝中需要膠粘劑能快速干燥,因此對(duì)溶劑的要求就比較苛刻,既要考慮溶劑的溶解性能,又要考慮其揮發(fā)性能。選用低沸點(diǎn)的乙酸乙酯、丙酮及中沸點(diǎn)的乙酸丁酯配合作為溶劑,采用低沸點(diǎn)的乙醇作為助溶劑,采用中沸點(diǎn)的二甲苯作為稀釋劑,通過不斷的試驗(yàn)并檢測其性能,確定最佳配比如下:乙酸乙酯15 5%、丙酮5 5%、乙酸丁酯5 5%、乙醇7%、二甲苯29%。書釘膠粘劑的配方見表1。



　　將稱量好的硝化棉放入溶解槽內(nèi),先加入稀釋劑二甲苯潤濕硝化棉,接著加入溶劑和助溶劑乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、乙醇等,攪拌使硝化棉充分溶解,然后加入醇酸樹脂進(jìn)行改性,攪拌均勻后最后加入適量的催干劑。
2 書釘膠粘劑產(chǎn)品的性能
　　膠粘劑最重要的指標(biāo)是粘接強(qiáng)度,而粘接強(qiáng)度的試驗(yàn)[4]可分為標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)、模擬試驗(yàn)、使用試驗(yàn)三種。標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)指標(biāo)(如拉伸剪切強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度等)對(duì)于本膠粘劑性能的檢測結(jié)果沒有很直接的說服性,現(xiàn)采用模擬試驗(yàn)的方法:手持整排書釘使其平背面朝下垂直自由跌落至花崗石平面上,檢測整排書釘不斷裂的最大高度。制成的書釘膠粘劑性能及與傳統(tǒng)膠粘劑性能對(duì)比表如表2所示。

　　

　　書釘膠粘劑質(zhì)量的好壞主要表現(xiàn)在粘接強(qiáng)度和干燥時(shí)間這兩種性能。如果該膠粘劑具有較強(qiáng)的粘接強(qiáng)度和較短的干燥時(shí)間,那么它的質(zhì)量就比較好。從表2可以看出,該書釘膠粘劑在干燥時(shí)間方面有極大的提高。傳統(tǒng)的硝基書釘清漆膠粘劑一般采用增塑劑來改變硝化棉的脆性,因此干燥時(shí)間就比較長;本膠粘劑利用醇酸樹脂的增塑性能來改變硝化棉的脆性,同時(shí)配以適量的催干劑,因此干燥時(shí)間大大縮短,生產(chǎn)效率得到提高。另外對(duì)傳統(tǒng)書釘清漆膠粘劑進(jìn)行粘接強(qiáng)度的檢測,在同樣條件下發(fā)現(xiàn)制成的書釘整排跌落不斷裂的高度不超過15ｃｍ,低于本膠粘劑的跌落高度,這是因?yàn)楸灸z粘劑采用了三種不同干燥性能的醇酸樹脂對(duì)硝化棉進(jìn)行改性而使粘接牢度有所提高。這樣就可以減少或避免書釘產(chǎn)品在運(yùn)輸途中由于振動(dòng)而引起的斷裂,提升產(chǎn)品的質(zhì)量,有助于書釘產(chǎn)品的出口。
3 產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益分析及市場需求分析
　　我們以一個(gè)小規(guī)模的膠粘劑生產(chǎn)廠為例來分析書釘膠粘劑的經(jīng)濟(jì)效益。以年產(chǎn)書釘膠粘劑500ｔ進(jìn)行計(jì)算,目前該膠粘劑的市場價(jià)格為12000元/ｔ,膠粘劑的直接材料成本為6500元/ｔ,我們以上述數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益分析,結(jié)果見表3。
　　從表3可以看出,制造費(fèi)用相對(duì)較低,這是因?yàn)閷?shí)行批量規(guī)模化生產(chǎn)可以大大節(jié)省人力。盡管膠粘劑的年生產(chǎn)量規(guī)模不是很大,但其經(jīng)濟(jì)效益卻是非常可觀的。隨著我國加入ＷＴＯ的步伐,訂書釘出口量將進(jìn)一步增加,該膠粘劑的消耗量也將進(jìn)一步增大,此外該膠粘劑還可用于包裝紙箱封釘?shù)恼辰?SPAN lang=EN-US>,而且后者的用量超過前者,因此該膠粘劑的市場前景相當(dāng)不錯(cuò)。

　　
　　
　　據(jù)國際互聯(lián)網(wǎng)(ＩＮＴＥＲＮＥＴ)上及有關(guān)生產(chǎn)廠家的資料數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),目前該膠粘劑的全球年消耗量估計(jì)超過500萬ｔ(包括訂書釘?shù)挠媚z量和各種封箱釘?shù)挠媚z量)。由于我國是書釘?shù)纳a(chǎn)出口大國,產(chǎn)量超過總量的一半,而且書釘屬于一次性消耗品,再加上本產(chǎn)品性能上的優(yōu)越性,因此投資該膠粘劑的前景也是很樂觀的。
4 結(jié)　論
　　本書釘膠粘劑采用5秒硝化棉為粘料,配以不同干燥性能的醇酸樹脂進(jìn)行改性,同時(shí)采用不同沸點(diǎn)的各種溶劑以適應(yīng)制釘工藝的要求,使制成的書釘在產(chǎn)品質(zhì)量上(如:粘接強(qiáng)度、耐沖擊強(qiáng)度、表面光亮度等)有很大的提高,完全適應(yīng)國內(nèi)外用戶越來越高的要求。而且該膠粘劑也完全適用于工業(yè)包裝封箱釘?shù)纳a(chǎn)。