日本粘合剂产业的野心和焦虑

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日本是粘合剂强国，有人说波音、空客飞机现在都是用日本的粘合剂粘在一起的。这种说法尽管不精确，但是也反映了一个产业的基本态势。

粘合剂的重要性日趋增强，因为它关乎轻量化和应对法规限制等关键课题。然而，日本产业界还在将粘合剂看作“副资材”，由于忽视重要材料而引发纠纷的案例也并未减少。现在，已经到了重新审视粘合剂的关键时期。我是本次我们有幸在“异种材料的粘合“、”粘合设计“与”粘合评价的思路”看到一些前沿的思想。

1 粘合剂发生了什么变化？

▼ 以汽车行业为中心进行的“轻量化”升级。关键词：“异种材料粘合”。

一直以来，采用钢和铝合金等金属材料制造的车身主体（构造用部件）普遍开始采用更为轻型的树脂材料。

其中尤为明显的是碳纤维增强树脂（CFRP）的实用化。欧洲汽车制造商开发了在车身应用CFRP材料的汽车，并已投入市场。因为不是金属材质，所以接合CFRP和金属时无法采用焊接的方法。此时，就要用到粘合剂。

粘合剂的优点是能提高接合面的耐久性。在金属之间进行点焊接时，各焊接点处可能发生应力集中。而CFRP和金属的接合是在材质表面进行的，能够做大应力分散。

在车身CFRP的实用化进程中，日本制造商比欧洲制造商起步晚。在实用化方面，不仅是CFRP应用本身，粘合剂的技术开发和使用技术也要不断积累。为了提高异种材料的粘合技术，日本专业的工程师队伍正在不断壮大。

2 “热塑”还是“热固”？

树脂化方面，欧洲制造商比日本制造商更重视试验结果，也更愿意大胆地试行结论。

当然，日本制造商还有机会，因为CFRP中还存在很多亟待解决的问题。

首先，CFRP是在塑料中添加环氧树脂来使用的。“P=环氧树脂”，即“碳纤维（CF）+环氧树脂”。环氧树脂是一种热固性树脂，所以硬化后不会发生熔融现象。也就是说，一旦将CFRP（CF+环氧树脂）用于结构性产品，后续将无法循环再利用。因为，碳纤维和树脂无法分离。

那么，究竟有没有可以循环利用的材料呢？使用热塑性塑料“CFRTP”，就可以分离CF和树脂了。使用的树脂，在热塑性树脂中具备非常接近热固性树脂的性能。具体来说，其材料阵营十分丰富，聚丙烯（PP）或聚酰胺（PA）6、PA66、聚苯硫醚（PPS）和聚醚醚酮（PEEK）等都可以作为候补。从降低成本的角度来看，PP材质成为第一候补当之无愧。

总之，无论是有利于再利用的CFRTP材质，还是难以循环利用的CFRP材质，在实用化的过程中，正确使用粘合剂都很重要。

3 粘合剂是“轻量化”的盲区？

经由轻量化降低燃油成本，是当前汽车研发最重要的课题。大家在面对轻量化课题时，注意力大都在如何使用更轻的材料上。而在组装车体的时候，会非常容易忽略掉粘合剂这一至关重要的存在。

轻量化仅限于汽车么？当然不是。便携式的机器设备等，也都有减轻重量的需求。此时，实现轻量化也要求不同种类材料的接合（连接），尤其是接合金属和树脂，需求甚至比汽车行业还大。

在智能手机领域，不使用粘合剂而直接采用金属树脂接合的壳体屡见不鲜。但是在电气电子零件领域，有比轻量化更亟待解决的课题，即环境应对：

·欧盟RoHS（RestrictionofHazardous）规则；

·WEEE（
EUDirectiveonWastefromElectricalandElectronicEquipment）指令（ 废电子电气设备指令） 。

由于全世界有限制铅焊料使用的态势，所以“可代替铅焊料的导电性粘合剂”需求急速增加。实际安装试验标准化，作为ISO（国际标准化机构）标准的一环执行推进，并于2014年5月列为ISO规格（ISO16525-1~9）正式成立。也就是说，将来，铅焊料很可能被导电性粘合剂代替，成为世界的弃儿。

实际上，代替铅焊料导电性粘合剂的安装试验方法是由日本提出的。这套试验方法后续逐渐成为现行的ISO规格标准。也正是由于日本主导了标准化，才在实装方面成了领跑者。如何将技术应用于商业，这个问题必须尽早考虑。

前面我只介绍了电气、电子部件领域的粘合剂情况，但其实汽车领域的粘合剂应用也不少，因为汽车领域的电气、电子化正在急速推进，其中也采用了很多电装部件。在这些电装部件中，未来的大趋势一定是使用铅焊料代替类导电性粘合剂。

4 粘合剂产业的大机会是？

除了汽车和电气、电子部件领域外，铁路车辆市场对于安全性的需求也越来越高。到目前为止，日本的铁路车辆在技术和管理方面显示了一定的优越性。但在2015年6月末，新干线曾发生过一起由乘客引发的火灾事故，正是这场事故暴露出了大家都没有预料到的致命弱点。

今后会出现很多要求我们“采取各种安全对策，多以技术手段寻求不易引发火灾的设计”的声音。所以，与内装材料密不可分的粘合剂以及密封材料的难燃化势在必行。

在生产技术方面，大趋势不断要求我们寻求短时间粘合的技术。使粘合剂快速硬化是提高生产线速度、提高生产率的关键。我们还期望以此技术降低制造成本。

另一方面，在建筑领域，对外壁材料瓷砖进行施工时使用的弹性粘合剂的需求也在增加。这种粘合剂可以防止瓷砖剥落，我们正在开发由变性硅胶和环氧树脂构成的混合型粘合剂。

日本建筑领域受到了“安倍经济学”的带动，很多粘合剂制造商曾乐观预测：2020年东京奥运会举办前后，日本会呈现兴建热潮，粘合剂的需求也会应声增加。另一方面，也有很多人担心2020年以后的商业走向。因此，粘合剂制造商更关注的是维护方面的问题。以2020年后的商业前景为目标，积极推进维护工艺及其支撑粘合剂和密封材料的相关开发应该也会很多。

粘合剂正变得越来越重要。遗憾的是，不了解粘合剂相关知识的技术人员不在少数。而且，缺少基础知识的工程师也不少。

若林一民

1967年毕业于东京理科大学理学院应用化学系，后进入NOGAWA-CHEM公司。1967年~1970年，进入日本通商产业省（现日本经济产业省）工业技术院东京工业试验所（现产业技术综合研究所）参与聚合物合成研究。之后，参与NOGAWA-CHEM开发的新型粘合剂、技术服务、销售、制造等领域的实务、管理和监督工作。2000年升任董事长，2007年卸任。此后，设立了面向粘合、密封技术的咨询事务所——APS Research。至今，履任日本粘合学会副会长、日本粘合工业会副会长等要职。代表作有 《粘合管理》（高分子刊行会）等。

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