胶粘剂在空气过滤器中的应用

　　引言
[1]所谓胶粘剂就是由于界面的粘附和物质的内聚等作用，而使两种或两种以上的制件（或材料）连接在一起的天然的或合成的、有机的或无机的一类物质统称为胶粘剂，也叫粘合剂、粘接剂，习惯上简称为胶。当然不是任何一种物质都能用做胶粘剂，胶粘剂必须满足如下要求：
（1）不论是何种状态，在涂布时应呈现液态。
（2）对被粘物表面能够充分浸润。
（3）必须能使其从液体向固体进行状态转变，形成坚韧的胶层。
（4）固化后有一定的强度，可以传递应力，抵抗破坏。
（5）能够经受一定的时间考验。
1 胶粘剂的组成[2]
胶粘剂的组成因其来源不同而有很大差异，有一些单纯的树脂或橡胶溶于溶剂中，就能将两种或两种以上同质或异质的制件连接在一起，这类物质即可以称为粘合剂。但是作为一类商品或制品，为满足综合性能的要求，尚需加入一系列辅助成分。因此有牌号名称、质量比较稳定、综合性能或某一专用性能优良的粘合与密封材料才是实用的粘合剂或密封胶。总的来说，胶粘剂的组成包括粘料、固化剂、促进剂、增塑剂、增韧剂、稀释剂、溶剂、填料、偶联剂、防老剂、阻燃剂、增粘剂、阻聚剂等。除了粘料是不可缺少的外，其余的组分则要视性能要求决定加入与否。
2 胶粘剂的分类[1]
迄今为止，已经问世的胶粘剂，牌号纷杂，品种繁多，为了便于掌握，需要加以分门别类。由于观点不同，分类方法尚未统一。常见的分类方法有如下几种：
（a）按基料或主成分分类，包括无机粘合剂和有机粘合剂，有机粘合剂又分为天然与合成两大类。
（b）按物理形态分类,有胶液、胶糊、胶粉、胶棒、胶膜、胶带。
（c）按固化方式分类，有水基蒸发型、溶剂挥发型、热熔型、化学反应型、压敏型。
（d）按受力情况分类，有结构粘合剂、非结构粘合剂。
（e）按用途分类，有通用粘合剂、高强度粘合剂、软质材料用粘合剂、热熔型粘合剂、压敏胶及胶粘带、特种粘合剂。
3 胶粘剂在空气过滤器中的应用
现代科学技术和人们日常生活当中的每一个环节，都离不开连接问题。铆接、焊接、螺纹连接以及钉、缝等是沿用较长时间的传统连接方式，而近代出现的胶粘技术则别具一格。尤其是在高分子时代，空气过滤器行业的快速发展，胶粘剂在过滤器行业的独特作用，是一些传统连接密封方法所无可取代的，是一种更科学、更实用、更有效的新工艺，能为生产解决关键性问题，可以说过滤器行业离不开胶粘剂。
3.1 胶粘剂在框架组装中的应用——纸板/滤材/金属间的粘接
这种过滤器比较典型就是如图1所示的平板过滤器，另外还有箱式过滤器等。纸板、滤材、金属丝，由于这些材料大多属于一些挠性材料，因而是一些传统连接方式比较难以做到的，而胶粘剂使这一切变得轻而易举。在这些过程中多数采用乳液型胶粘剂，当然如果工艺允许的话也可以采用热熔型胶粘剂。乳液型胶粘剂的固化方式一般是水基蒸发型，由于水分的蒸发受温度和湿度的影响比较大，因此从工艺上来说对周围环境要求比较高。也有的厂商采用溶剂型胶粘剂，从工艺上来说比较容易实现。不过环境法规的加强促使胶粘剂向无溶剂转变，正如台湾工业技术研究所联合化学实验室的Huey Huey Lo所说，胶粘剂行业的趋势可以用以下几个字来概括：释放量要低，性能要高。

图1 平板过滤器

3.2 胶粘剂在袋式过滤器中的应用
在袋式过滤器中，针缝空隙的密封，螺丝组装前的暂时粘接，无一不体现出胶粘剂的独特功能，针缝空隙的密封多数采用热熔型粘合剂，而螺丝组装前的暂时粘接多采用水基蒸发型粘合剂或者环保溶剂型粘合剂（见图2）。

图2 袋式过滤器

3.3 胶粘剂在空气过滤器上的应用——打褶
采用纸张类过滤材料时，为了保证足够的容尘量（使用寿命）和低阻力，过滤器中的滤纸面积要有过滤器迎风面的数十倍，为此，折叠的滤纸需要以某种方式将其一层层分开[3]。在这方面胶粘剂又再次大显身手。20世纪70年代以前基本上都是用白卡纸和铝箔作为分割物。1975年，Sofilta公司开始用挂了乳胶的丝线作为分割物。随着技术的进步，到了20世纪90年代，开始逐步采用热熔胶进行固定褶距，并保证每一层滤纸之间有一定的固定距离，而且热熔胶可以根据需要调节成耐高低温和阻燃等各种型号，从而使过滤器显示出各种优异的性能，主要用于制造密褶过滤器（见图3）、无隔板过滤器和一些家用的小型过滤器。它具有无味、很好的耐高温性、快速粘合、不粘手、滴液均匀、不会被滤纸吸收的特点。

图3 密褶过滤器

3.4 胶粘剂在空气过滤器上的应用——密封边，封端及定褶距
在这方面应用的胶粘剂主要是化学反应型的胶粘剂，以前大多采用环氧树脂胶粘剂，后来随着聚氨酯胶粘技术的引进和发展，由于环氧树脂比较脆，耐冲击性比较差，因此逐步被聚氨酯所取代。主要用于制造密褶过滤器、有隔板过滤器、无隔板过滤器和滤筒过滤器以及家用小型过滤器。当然有的公司也有采用热熔型的胶粘剂进行部分产品的封边和定褶距，如家用小型过滤器和滤筒过滤器。对于有特殊要求的过滤器如耐高温过滤器等，就需要根据实际结构情况选择合适的特种胶粘剂，比如目前可以耐高温的胶粘剂有环氧类、有机硅类胶粘剂、杂环高分子类胶粘剂和无机胶粘剂[4]。

图4 垫圈粘接

图5 密封条粘接

3.5 胶粘剂在空气过滤器上的应用——垫圈的粘接、密封条的粘接
空气过滤器初步制作完成后，就需要安装密封条或垫圈，这时候就需要粘接，这种粘接一般根据强度需要选择合适的胶粘剂，强度比较大的一般根据工艺需要选择化学反应型的胶粘剂，如溶剂型胶粘剂和瞬干胶，强度比较弱的选择压敏型胶粘剂。随着过滤行业的不断发展，现在已经出现成熟的聚氨酯一体发泡密封条，并且可以根据客户的要求调节合适的颜色、发泡密度、阻燃性等。不仅如此，在无隔板过滤器中还出现了液槽过滤器，它是用一种液槽密封胶来代替密封条起一种密封作用。其实液槽密封装置是实现大面积的垂直层流最先进、最可靠的一种顶棚装置。液槽密封优于国内目前常用的密封方法（机械压紧装置），过滤器安装方便，密封可靠，是国际上先进国家普遍采用的密封方法之一。槽内的密封胶是非牛顿液体，该胶具有不挥发、不爬油、耐酸碱、无毒无味等特点，并有良好的阻燃性、稳定性和电缘性。
3.6 胶粘剂在空气过滤器上的应用——化学过滤器用胶
目前可以作为化学过滤器的吸附材料有多种，如活性炭、氧化铝、沸石（分子筛）、硅胶、离子交换树脂等，但市场上比较流行的基本材料是活性炭（包括浸渍炭）、氧化铝（PIA）和沸石。不论哪种或哪几种材料做成的化学过滤器，它都有一个共性——那就是具有吸附能力。因此选择的胶粘剂一定要环保，尽量不要降低其吸附性能。同时利用胶粘剂可以将各种颗粒状的吸附材料制成块状或粘附在一定的材料上，比如用胶粘剂将一定量的活性炭粒固定在两层无纺布之间，这样就可以丰富化学过滤器的型式。这对于化学过滤器来说是一个很好的发展趋势。
4 结语
我国的胶粘剂技术目前还处在发展阶段，高性能、高附加值的产品不仅品种单一，而且质量低，远远落后于发达国家。另外，胶粘剂行业中小企业多，质检设备相对落后，有些企业对国标存在模糊认识，所做的实验都是在实物上进行的，而国标所规定的各项指标均是在标准的试验板上做的，这样根本无可比性，不便行业内互相交流。随着国内过滤行业的快速发展与完善，过滤行业迫切需要一种行业的胶粘剂技术标准与规范。