胶黏剂对人体健康的危害
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胶黏剂
胶黏剂定义
通过界面的黏附和内聚等作用,能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,统称为胶黏剂,又叫黏合剂,习惯上简称为胶。
简而言之,胶黏剂就是通过黏合作用,能使被黏物结合在一起的物质。
“胶黏剂”是通用的标准术语,亦包括其他一些胶水、胶泥、胶浆、胶膏等。
胶接(粘合、粘接、胶结、胶粘)是指同质或异质物体表面用胶黏剂连接在一起的技术,具有应力分布连续,重量轻,或密封,多数工艺温度低等特点。
胶接特别适用于不同材质、不同厚度、超薄规格和复杂构件的连接。
胶黏剂分类
胶黏剂的种类繁多,按不同的标准对胶黏剂进行简单的分类如下。
1;根据胶黏剂黏料的化学性质,可以分为无机胶黏剂和有机胶黏剂,例如水玻璃、水泥、石膏等均可以作为无机胶黏剂使用,而以高分子材料为黏料的胶黏剂均属于有机胶黏剂。
2;按照胶黏剂的物理状态,可以分为液态、固态和糊状胶黏剂,其中固态胶黏剂又有粉末状和薄膜状的,而液态胶黏剂则可以分为水溶液型、有机溶液型、水乳液型和非水介质分散型等
3;按照胶黏剂的来源可以分为天然橡胶和合成橡胶,例如天然橡胶、沥青、松香、明胶、纤维素、淀粉胶等都属于天然胶黏剂,而采用聚合方法人工合成的各种胶黏剂均属于合成胶黏剂的范畴。
4;对于常见的有机胶黏剂,按照分子结构可以分为热塑性树脂、热固型树脂、橡胶胶黏剂等几种。
5;从胶黏剂的应用方式可以将其分为压敏胶、再湿胶黏剂、瞬干胶粘剂,延迟胶黏剂等。
6;从胶黏剂的使用温度范围,可以将其分为耐高温、耐低温和常温使用的胶黏剂;而根据其固化温度则可以分为常温固化型、中温固化型和高温固化型胶黏剂。
7;从胶黏剂的应用领域来分,则胶黏剂主要分为土木建筑、纸张与植物、汽车、飞机和船舶、电子和电气以及医疗卫生用胶黏剂等种类。
8.从胶黏剂的化学成分可以分为各种具体的胶黏剂种类,如环氧树脂胶黏剂、聚氨酯胶黏剂、聚醋酸乙烯胶黏剂等。
胶黏剂发展史
胶黏剂的发展进入了一个漫长的历史进程,人类使用胶黏剂,可以追溯到很久以前。
从考古发掘中发现,远在600年前,人类就用水和黏土调和起来,作为胶黏剂,制陶和制砖,把石头等固体粘结成生活用具。
我国是发现和使用天人胶黏剂最早的国家之一。
远古时代就有黄帝煮胶的故事,一些古代书籍就有关于胶黏剂制造和使用的踪迹,足以证明我国使用胶黏剂的历史之悠久。
伴随着生产和生活水平的提高,普通分子结构的胶黏剂已经远不能满足人们在生产生活中的应用,这时高分子材料和纳米材料成为改善各种材料性能的有效途径,高分子类聚合物和纳米聚合物成为胶粘剂重要的研究方向。
在工业企业现代化的发展中,传统的以金属修复方法为主的设备维护工艺技术已经不能满足针对更多高新设备的维护需求,为此诞生了包括高分子复合材料在内的更多新的胶黏剂,以便解决更多问题,满足新的应用需求。
二十世纪
后期,世界发达国家的研发机构,研发了以高分子材料和复合材料技术为基础的高分子复合型胶黏剂,它是以高分子复合聚合物与金属粉末或陶瓷粒组成的双组分或多组分的复合材料,它可以极大解决和弥补金属材料的应用弱项,可广泛用于设备部件的磨损、冲刷、腐蚀、渗漏、裂纹、划伤等修复保护。
高分子复合材料技术已发展成为重要的现代化胶黏剂应用技术之一。
胶黏剂的危害
胶黏剂可能对环境的污染和人体健康的危害,是由于胶黏剂中的有害物质。
如挥发性有机化合物、苯、甲苯、二甲苯、甲醛、游离甲苯二异氰酸酯以及挥发性有机化合物等所造成的。
挥发性有机化合物(VOC)在胶黏剂中存在较多,如溶剂型胶黏剂中的有机溶剂,三醛胶(酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛)中的游离甲醛,不饱和聚酯胶黏剂中的苯乙烯,丙烯酸酯乳液胶黏剂中的未反应单体,改性丙烯酸酯快固结构胶黏剂中的甲基丙烯酸甲酯,聚氨酯胶黏剂中的多异氰酸酯,α-氰基丙烯酸酯胶黏剂中的SO2,4115建筑胶中的甲醇、丙烯酸酯乳液中的增稠剂氨水等。
这些易挥发性的物质排放到大气中,危害很大,而且有些发生光化作用,产生臭氧,低层空间的臭氧污染大气,影响生物的生长和人类的健康,有些卤代烃溶剂则是破坏大气臭氧层的物质。
有些芳香烃溶剂毒性很大,甚至有致癌性。
苯的蒸气具有芳香味,却对人又强烈的毒性,吸入和经皮肤吸收都可中毒,使人眩晕、头痛、乏力、严重时因呼吸中枢痉挛而死亡。
苯已被列为致癌物质,长期接触有可能引发膀胱癌。
空气中最高容许浓度为40mg/m³。
甲苯具有较大毒性,对皮肤和黏膜刺激性大,对神经系统作用比苯强,长期接触有引起膀胱癌的可能。
但甲苯能被氧化成苯甲酸,与甘氨酸生成马尿酸排出,故对血液并无毒害。
短期内吸入较高浓度甲苯可出现眼及上呼吸道明显的刺激症状、眼结膜及眼部充血、头晕、头痛、四肢无力等症状。
空气中最高容许浓度100mg/m³。
二甲苯对眼及上呼吸道黏膜有刺激作用,高浓度时对中枢神经系统有麻醉作用。
短期内吸入较高浓度二甲苯可出现眼及上呼吸道明显的刺激症状、眼结膜及咽部充血,头晕、头痛、恶心、呕吐、胸闷、四肢无力、意识模糊、步态蹒跚。
工业用二甲苯中常含有苯等杂质。
甲醛具有强烈的致癌和促癌作用。
大量文献记载,甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、致敏、肺功能异常、肝功能异常和免疫功能异常等方面。
游离甲苯二异氰酸酯在装修中主要存在于油漆之中,超出标准的游离TDI会对人体造成伤害,主要是致敏和刺激作用,出现眼睛疼痛、流泪、结膜充血、咳嗽、胸闷、气急、哮喘、红色丘疹、斑丘疹、接触性致敏性等症状,国际上对游离TDI的限制标准是0.5%以下。
胶粘剂中的主要有害物质
胶粘剂主要由胶结基料、填料、溶剂(或水)及各种配套助剂组成。
由于胶粘剂使用面积大,而粘接后又被材料覆盖,有害物质散发时间长,无法通过简单的通风措施短期内排出。
因此,胶粘剂对室内空气的污染危害比涂料还要大。
当前,住宅室内装饰装修已经成人们改善生活条件和提高生活质量的重要组成部分,同时装饰装修材料中释放出的有害物质对人体健康的影响受到公众高度的关注。
苯、甲苯、对(间)二甲苯、邻二甲苯、二氯甲烷,1 ,2一二氯乙烷、1,1,2一三氯乙烷、三氯乙烯和甲苯二异氰酸脂( TDI)等有害物质广泛存在于胶黏剂中,许多研究表明,长期吸人这些有毒有害物质可能将诱发癌症或其他疾病。
2001年我们国家制《定民用建筑工程室内环境控制规范》( GB50325 - 2001)及《室内装饰装修材料胶黏剂中有害物质限量标准》(GB 18583一2001),在这2个标准中均对胶黏剂中的有害物质含量做了规定,2008年又对胶黏剂中有害物质限量标准做了修订,修订后的标准又增加了6种有害物质限量,且为强制性标准。
胶粘剂中的溶剂用于降低胶粘剂粘度,使胶粘剂有好的浸透力,改进工艺性能。
常用溶
剂有苯、焦油苯、甲苯、二甲苯、汽油、丙酮、乙酸丁酯等。
其中苯、甲苯及二甲苯的毒性较大。
其性状及对人体的危害如下:
(1)苯
苯是无色至淡黄色易挥发液体,具有高折射性和强烈芳香味,易燃,有毒。
苯对皮肤和粘膜有局部刺激作用,吸入或经皮肤吸收可引起中毒。
当吸入高浓度的苯蒸气时,可强烈作用于中枢神经而很快引起洒醉状,弃挛,疲乏无力,昏睡等。
严重者可因呼吸中枢痉挛而死亡。
慢性中毒的特有症状是,开始是,口中特别是上颚齿龄和鼻粘膜处有类似环血病的出血斑,并能引起皮肤出血,稍有外伤就难以止血。
一般苯中毒症状经治疗后可以恢复,但也有由于造血功能完全被破环,而患致命的颗粒性白细胞消失症。
(2)甲苯
甲苯又称苯基甲烷,为无色透明液体,有刺激性气味,能与乙醇、乙醚、苯、丙酮、二硫化碳,溶剂汽油混溶,不溶于水。
甲苯对皮肤和粘膜刺激性大,对神经系统作用比苯强,长期接触有引起膀胱癌的可能。
但甲苯能被氧化成苯甲酸,与甘氨酸生成马尿酸排出,故对血液并无毒害。
短期内吸入较高浓度甲苯可出现眼及上呼吸道明显的刺激症状、眼结膜及咽部充血,头晕、头痛、恶心、呕吐、胸闷、四肢无力、意识模糊、步态蹒跚。
工业用甲苯中常含有苯等杂质。
(3)二甲苯
二甲苯为无色透明液体,有芳香气味。
有三种异构体:邻二甲苯(沸点144。
4○C)、间二甲苯(沸点139。
1○C)和对二甲苯(沸点138。
35○C),一般是混合二甲苯及少量乙苯的混合物。
深于乙醚,不溶于水。
二甲苯对眼及上呼吸道粘膜有刺激作用,高浓度时对中枢神经系统有麻醉作用。
短期内吸入较高深有度二甲苯可出现眼及上呼吸道明显的刺激症状、眼结膜及咽部充血,头晕、头痛、恶心、呕吐、胸闷、四肢无力、意识模糊、步态蹒跚。
工业用二甲苯中常含有苯等杂质。
(4)甲醛
除胶粘剂溶剂本身是有害物质外,某些使用了甲醛或含甲醛的材料生产胶粘剂时,未反应的甲醛将存在于溶剂中,使用时随溶剂一起挥出来,如:聚乙烯醇缩甲醛,酚醛树脂等胶粘剂。
而聚氨酯胶粘剂中,使用甲苯二异氰酸作固化剂。
在使用中,未反应完的甲苯一异氰酸酯也会随溶剂一起挥发出来。
甲醛对人休健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常、免疫功能异常。
大多数报道其作用浓度均在0。
12mg/m3(0。
1ppm)以上,个别报道其作用浓度在0。
06~0。
07mg/m3(0。
5~0。
06ppm)时,儿童发生气喘。
(5)甲苯二异氰酸酯(TDI)
甲苯二异氰酸酯(TDI)TDI又叫做甲苯二异氰酸酯(C9H6N2O2),为无色透明或淡黄色液体,,是具有强烈刺激性气体的有机化合物。
是生产聚氨酯材料的重要基础化工原料。
TDI对皮肤、眼睛和呼吸道有强烈刺激作用,长期接触或吸入高浓度的TDI蒸气可引起支气管炎、过敏性哮喘、肺炎、肺水肿。
游离TDI对人体的危害主要是致敏和刺激作用。
人体接触TDI气体后,对眼部刺激表现有疼痛流泪,结膜充血;呼吸道吸入后有咳嗽胸闷、气急、哮喘症状;皮肤接触后可发生红色丘疹、斑丘疹、接触性过敏性皮炎;个别重病者可引起肺水肿及哮喘,引起自发性气胸,纵膈气肿,皮下气肿。
美国职业安全与健康署(OSHA)公布,TDI是工人劳动接触量控制严格的化学品,八小时的平均接触浓度只為0。
005ppm。
在我国制定的国家《职业性接触毒物危害程度分级标准GB5044》中,TDI被列为高度危害级的化学物质。
胶粘剂在使用过程中有游离甲醛,挥发性有机溶剂(苯、甲苯二甲苯等)、游离甲苯二异氰酸酯挥发出来。
装修过程中,超量释放的有害气体影响施工人员的健康。
而缓慢释放出
的有害气体将给新装修居室的人们带来长期的影响。
如不对胶粘剂中的挥发出的有害物质加以限制,必将对人们的健康带来极大的危害。
国家标准对胶粘剂中有害物质限量规定
由于现代家具生产工艺过程和生产家具所使用的木质材料发生了变化,所以目前很多家具的环保性能与家具生产工艺过程和家具制造所用材料的性能有关。
在家具生产过程中广泛使用了胶粘剂和胶接技术,因此。
家具的环保性能就与胶粘剂和胶接技术相关。
家具生产所使用的木质材料随着木材资源结构的改变,已经发生了巨大改变。
传统家具生产主要使用天然实体木材,由于世界性天然林木材资源的日益减少,目前除极少量使用天然实体木材外,绝大部分家具用材为复合木质材料(包括各类人造板)、集成材(主要是集成板材)所代替。
因此,家具生产所选用的木制复合材料和胶接集成材的环保性能,直接影响着家具产品的环保性能。
而生产厂家普遍关心成本问题;最后才是环保性能。
室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量GB 18583—2001标准规定了室内建筑装饰装修用胶粘剂中有害物质限量及其试验方法。
适用于室内建筑装饰装修用胶粘剂。
胶粘剂中有害物质限量
(1)溶剂型胶粘剂中有害物质限量值应符合表3-1的规定。
表3-1 溶剂型胶粘剂中有害物质限量值
①苯不能作为溶剂使用,作为杂质其最高含量不得大于该表的规定。
(2)水基型胶粘剂中有害物质限量值应符合表3-2的规定。
表3-2水基型胶粘剂中有害物质限量值。