橡胶水泥

背景

橡胶水泥是未硫化（胶）橡胶在溶剂中的溶液，用作粘合剂。理想情况下，它旨在将两块橡胶连接在一起，这涉及化学粘合过程。连接两块橡胶时，由于它们是相同的材料，因此只需在一个表面涂上橡胶水泥。但是，将纸连接在一起时，两块都需要用橡胶水泥覆盖。当橡胶水泥干燥时，只剩下与纸接触的部分，将两块粘合在一起。尽管有此限制，但家用橡胶水泥广泛用于安装照片等应用。与白胶不同，连接的纸片可以被拉开而不会损坏任何一张纸。

粘合剂由天然动物或植物产品或合成聚合物制成。天然粘合剂易于涂抹，通常是水溶性的。合成粘合剂分为四种化学类别：热塑性、热固性、弹性体及其组合。热塑性粘合剂，例如聚乙烯醇和丙烯酸树脂，可以重新软化，因为材料在固化时不会交联。它们需要加热或溶剂来形成粘合。包括环氧树脂在内的热固性粘合剂在固化后不能加热和重新软化，因为它们在固化时会发生交联。弹性粘合剂基于异戊二烯橡胶或兼具弹性和韧性的合成聚合物。硅胶就是一个典型的例子。

胶粘剂的性质、被接合材料的种类、表面的状况等，都决定了接头的性能和被接合结构的使用寿命。粘合剂必须能够在任一表面上适当润湿和铺展，以实现材料之间的分子接触。粘合剂用于广泛的行业，包括包装、建筑、电子、运输、家具/木工和医疗。

1996 年，美国使用了超过 120 亿磅（54 亿公斤）的粘合剂。建筑应用的份额最高，为 40%。这也是橡胶水泥最大的应用之一。其他应用包括供暖、空调和汽车设备。橡胶水泥制造商也将大量产品出售给以自己名义销售产品的重新包装商。

一些分析师估计 1997 年全球粘合剂市场为 191 亿美元。包装、建筑和家具/木工是这个全球市场的三个最大部分，占市场收入的 65% 以上。

历史

天然粘合剂已经存在至少几千年了。埃及雕刻展示了将薄薄的单板粘合到木板上的过程。古代织物中的纤维用面粉糊粘在一起，金箔用蛋清粘在纸上。动物胶在 18 世纪和一个世纪后得到改进，引入了橡胶和硝基纤维素基水泥。在 1900 年代，出现了重大进展，导致了许多合成粘合剂的开发，这些粘合剂取代了一些天然粘合剂。粘合剂现在必须更坚固、更耐腐蚀。

天然橡胶来源于巴西橡胶树的树液或乳胶 树。

天然橡胶在 2500 多年前由玛雅人和阿兹特克人首次发现，用于制作防水的鞋子和衣服。几个世纪后的 1823 年，苏格兰化学家查尔斯·麦金托什 (Charles Macintosh) 也研究了防水纺织品的制造。他尝试将橡胶溶解在各种化学品中，并在石脑油方面取得了最大的成功。他用这种材料制作了一种橡胶糊，并用它把两层布拼接在一起，制成了一件雨衣。

原材料

橡胶胶泥是一种不透明液体，含有天然或合成橡胶粉和基于己烷或庚烷的溶剂。不同等级的橡胶水泥可能含有 70-90% 的庚烷或己烷和 1-15% 的异丙醇（isopropanol）或乙醇（乙醇）。橡胶以大块或大块的形式接收，尺寸通常为 100 磅（45 千克）。数千加仑（升）的液体溶剂通常由油罐车运送到制造商。

天然橡胶来自巴西橡胶树 最初发现于巴西的树。为了制造固体橡胶，需要敲击树并将乳胶收集在一个小杯子中，然后在那里凝结成块。该块与剩余的流和其他碎片一起收集并在高温下处理。这会破坏大部分蛋白质并产生固体物质。

合成橡胶包括氯丁橡胶和乳胶。合成橡胶是使用各种化学工艺制成的。应用决定了使用什么类型的橡胶和溶剂。

设计

胶泥的性质和性能由配料的种类和用量决定。通常，配方由实验室确定，然后用于生产。

制造过程

橡胶水泥的制造过程相对简单。橡胶破碎成小块后，与己烷或庚烷类溶剂混合，然后用液体填充各种尺寸的容器。大多数设备都是自动化的。

混合

• 1 首先，将橡胶块或块破碎成小块。使用配备两个大辊的橡胶磨机。橡胶可以在配备锋利刀片的大型高速混合机中粉碎，将橡胶粉碎成类似于锯末的大小。溶剂成分在装有桨的罐中混合，容量从 40 到 6,000 加仑（150 到 22,700 1）不等。缓慢加入橡胶直至被溶剂润湿并悬浮或溶解在溶液中。

包装

• 2 溶液彻底混合后，将其送入自动灌装线，该生产线灌装每个容器、盖上盖子并拧紧盖子。橡胶水泥包装在 4、8 和 16 盎司（118、237 和 473 毫升）瓶或夸脱（946 毫升）和加仑（3.8 1）容器中。由于橡胶水泥易燃，因此使用防爆设备。然后将容器包装在纸板箱中并正确贴上标签。对于较大的容器（油罐车或桶），溶液通过重力从底部输送或泵入这些容器中。

质量控制

原材料根据制造商的规格供应。每一批都检查固体含量，因为质量更好的等级含有更高的含量。通过称量样品，蒸发液体，然后称量剩余的固体来获得固体含量百分比。混合后，每批产品在包装前还要测试粘度、粘性、热负荷和其他特性。最多可以执行 20 种不同的测试。包装后，检查容器以确保它们正确贴上标签。

副产品/废物

由于严格的控制和自动化设备，不会产生废物。灌装机针对每种尺寸的容器的精确体积进行编程。任何剩余的材料都会被回收到流程中。橡胶水泥随附材料安全数据表 (MSDS)，其中概述了正确的处理程序，因为其成分是危险和易燃的。该溶剂是一种挥发性有机化合物，根据 1990 年清洁空气法案修正案，它也被列为有害空气污染物。美国环境保护署还将粘合剂列为必须符合某些最大可实现技术 (MACT) 的目标类别之一。 MACT 设定了旨在保护公共健康的控制级别。

未来

到 2003 年，美国对所有粘合剂的需求预计将超过 150 亿磅（68 亿公斤），年增长率为 2.6%。 2003 年全球市场预计将达到 262 亿美元，复合年增长率为 5.3%。溶剂型粘合剂将继续被水性粘合剂取代，因为它们更环保。