胶黏剂行业那些事儿
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24 J-01结构胶和101聚氨酯胶诞生记

J-01结构胶和101聚氨酯胶是我国最早研制的两个合成胶黏剂品种,让我们了解一下这两种胶研制背后的故事。

J-01结构胶的研制者是王致禄等人,作者于2016年9月10日拜访了王致禄先生,时年老先生已是88岁高龄。王老回忆说:“1958年,长春中国一汽要生产250辆解放牌卡车,当时刹车片用传统的铆接方法合不上,厂里非常着急,于是找到了我们中科院长春应化所高分子所,看看能否用胶黏剂粘接。我与丁开爽一起接受了研制任务,从此开始了胶黏剂的研究。”当年应化所没有胶黏剂实验室,他们俩就在地下室搞起了研究,他们采用的是丁腈橡胶和聚乙烯醇缩醛增韧酚醛树脂的技术路线,经过1年多的努力,刹车片结构胶研制成功,为一汽解决了技术难题。王老接着回忆道:“一个偶然的机会,我把经过改进的汽车刹车片胶用在了飞机的结构粘接上。”根据航空部规划,“歼8”战斗机某些部件要用耐温210℃的结构胶粘接,研制任务本来是由航空部某研究所承担的,可是该研究所没能按时完成计划。王老继续说道:“在1960年前后,由航空部工艺所配合,将我们研制的汽车刹车片用的耐温210℃结构胶,经过半年多的探索与改进,最终成功用于‘歼8’战斗机胶接结构中。”1962年,王致禄、黄应昌转入黑龙江石油化工研究所工作,对这款结构胶进行了完善,后来被命名为“J-01耐高温有孔蜂窝结构胶”。J-01用于“歼8”战斗机,粘接有孔蜂窝结构操纵舵面,为我国歼击机开创了以胶接结构代替铆接结构的先例,大大减轻了结构重量,使飞机高空高速性能接近了世界先进水平。后来J-01结构胶用于“歼8”水平尾翼、副翼等9个零部件的粘接,使“歼8”成功上天。J-01结构胶填补了我国航空结构胶黏剂的空白,满足了高速歼击机对胶接蜂窝结构的性能要求,从此胶接结构在我国各种飞机上推广应用,在航天领域也得到了迅速推广,为提高武器装备性能做出了贡献,J-01结构胶于1965年获国家发明奖。

铁锚101聚氨酯胶黏剂最早是王澍、林国光等人于20世纪60年代初期在上海化工研究院的小试成果,开始称为“乌利当”聚氨酯胶。后来上海化工院并入了上海合成树脂研究所,树脂所准备把该成果转产到上海溶剂厂,由于上海溶剂厂不愿意做,后来转到上海新光化工厂,经过反复改进,产品最后定型为“铁锚”101聚氨酯胶黏剂。

1965年,朱世雄(后来曾任上海新光技术厂厂长、上海化工局副局长等职务)从上海科大毕业分配到上海新光化工厂工作。看到这个又破又旧的小厂,他于心不甘,就去上级公司找到了当时的经理谭竹洲(后来曾任上海化工局局长、化工部副部长)并提出搞新产品的想法,他的想法得到了上级认同,并当即拨给5000元开发经费,让他与上海合成树脂研究所和上海橡胶制品研究所合作搞胶黏剂。1965年下半年,根据厂部安排,朱世雄去上海溶剂厂接产“乌利当”胶黏剂并负责放大。“乌利当”胶放大时,采用的是一个个2.5L敞口的小铁锅,在油浴中用电热棒加热。将预先合成好的聚酯树脂与计量好的异氰酸酯反应,经眼观、鼻闻、手粘等经验来控制,制得的弹性体倒入含滑石粉的大盘中,经冷却、切割、溶解、过滤制得胶,这就是101聚氨酯胶的雏形。当时生产是工人“三班倒”,不停地做,个个满身都是滑石粉,操作人员都成了“白毛女”。高温下的油浴味混杂着TDI的刺激味,生产环境十分恶劣。为了减轻劳动强度,改善劳动环境,提高生产率,同时提高固化剂的稳定性,1968年,在朱世雄、邵立坡、黄兆稳等的带领下分别对聚氨酯101胶的初期产品甲、乙胶组分进行重大技术革新。甲组分主要由邵立坡、黄兆带领从敞开油加热的“弹性体法”,改革成在不锈钢釜内合成的溶液聚合法,即“溶剂法”,密闭性生产大大改善了环境,也提高了产量。朱世雄则对甲组分树脂合成中的醇酸比例进行了计算和大幅度调整,大大降低了甲组分的成本,并对101胶的乙组分交联剂采用了原料取代,缩短了流程,使原料的纯度和含水量易于控制,大大提高了产品的稳定性,进一步降低了成本。以上这些改革为大生产奠定了坚实的基础,这就是后来定型的铁锚聚氨酯101胶黏剂,也是国内首个工业化生产的聚氨酯胶黏剂。