溶剂型丙烯酸压敏胶合成中的安全思考

浙江建安检测研究院有限公司 白梅 宁波激智创新材料研究院有限公司 邱尚煌｜文、图

压敏胶制品广泛应用于包装行业、汽车行业、运输行业、电子通信行业、电器行业、建材行业、机械行业、航空航天行业、轻工行业、医疗卫生、家庭生活等各个方面，适用于封缄、捆扎、遮蔽、密封、保护、增强、拼接、模印、识别、包装、绝缘、固定等各种粘接用途，其中最重要的原材料就是压敏胶，通过涂布方式作用于基材形成一种方便使用的可撕贴物，压敏胶很大一部分使用的是溶剂型丙烯酸压敏胶体系。本文将就此在生产中的安全控制做综合阐述。

合成机理

丙烯酸压敏胶的合成机理一般是采用不同的丙烯酸酯及其他烯类单体聚合而成，利用引发剂的热分解产生自由基加聚反应，在反应过程中单体浓度逐渐减少，迅速生成聚合物，分子量很快达到定值且变化不大。反应包括链引发、链增长、链转移和链终止等阶段。影响聚合的因素有温度、单体结构、引发剂、单体纯度与浓度、阻聚剂与缓聚剂等等。

危险介质

丙烯酸压敏胶合成系统中涉及的主要介质有：单体、引发剂、溶剂以及其他助剂。以下列举几种常见的原料，并以此为例来阐述其危险性质。

丙烯酸

作为功能单体，结构式为CH2=CHCOOH，有辛辣刺激味，凝固点13.2 ℃，沸点141.3 ℃，闪点（开口）54.5 ℃，有氧存在时极易聚合，有较强的腐蚀性，易燃，中等毒性。

丙烯酸甲酯

作为硬单体， 结构式为CH2=CHCOOCH3，有令人恶心的刺激味，挥发性大，有催泪性，凝固点-76.5 ℃，沸点80.3 ℃，闪点（开口）-3 ℃，易聚合，易燃烧，遇高热、明火、氧化剂有引起燃烧的危险，爆炸极限为2.8%～25%（体积分数），中等毒性。

丙烯酸-2-乙基己酯

作为软单体， 结构式为CH2=CH-CO2-CH2-CH(C2H5)-C4H9，凝固点-90 ℃，沸点229 ℃，闪点（开口）82 ℃，易聚合，易燃，爆炸极限0.6%～1.3%（体积分数），对皮肤有轻度的刺激性。

甲基丙烯酸甲酯

作为硬单体， 结构式为CH2=C(CH3)COOCH3，凝固点-48.2 ℃，沸点100 ℃～101 ℃，闪点（开口）10 ℃，在光、热、催化剂存在下易聚合，易燃，遇高热、明火、强氧化剂有引起燃烧的危险，能与空气形成爆炸混合物，爆炸极限1.7%～8.2%（体积分数）。

过氧化苯甲酰

作为引发剂， 分子式是C14H10O4，白色或淡黄色细炷，微有苦杏仁气味。是一种强氧化剂，极不稳定，易燃烧。当撞击、受热、摩擦时能爆炸。

乙酸乙酯

作为溶液聚合的载体以及稀释剂，分子式是C4H8O2，浓度较高时有刺激性气味，易挥发，对空气敏感，熔点-83 ℃。沸点77 ℃。折光率1.3719。闪点7.2 ℃(开杯)。易燃。蒸气能与空气形成爆炸性混合物。

原材料储运中的危险因素

各种单体在贮存及运输过程，因温度升高可引起聚合。由于聚合反应为自动催化反应，一旦聚合开始，轻则反应形成爆米花状的端基聚合物，重则反应不断加速，很短时间即可达到危险状态，形成暴聚。因此，对单体贮存及运输有一定要求及相关处置方法。

一般单体硬贮存于不锈钢或塑料容器中，库房应通风良好，避免太阳光直射，温度应保持在25 ℃以下。夏天时，条件许可下使用软管浇水等措施进行冷却。应绝对避免与铁、铜等金属接触，微量的铁存在也会使单体聚合；而铜及铜合金会使产品着色，生成的铜离子或铜盐也同样会带来其他不良影响。

除此之外，一般单体中为了防止聚合，常常需要添加阻聚剂。单体都有很低的闪点和着火点，且极易燃烧，贮存过程中，应充分通风，要消除出现明火、火花等危险源，以免引起火灾及爆炸。

过氧化苯甲酰等过氧化物，反应中作为引发剂的作用，储存应谨防容器受损，应单独储存于具有良好防火、通风、凉爽条件的仓库内，并在安全的部位开设防爆通风窗口，严禁接触任何电子设备或供热设备，属于强氧化剂，非常活泼，受热、撞击、震动、摩擦可能引发燃烧和爆炸，同时要避免接触以下物质：强酸、可燃物质、氧化剂、酸类、碱类、醇类、还原剂、金属、金属氧化物、胺类、促进剂及甲基丙烯酸甲酯、有机物、碳化锂铝、二甲基苯胺、胺类及金属环烷酸盐等。同时该物质会腐蚀塑料、橡胶和涂料，应避免使用此类容器，防止容器受到震动、受热及摩擦。

压敏胶合成反应釜

乙酸乙酯在反应中作为溶液聚合的载体和稀释剂，属于一级易燃品，应贮于低温通风处，远离火种火源。采取措施，预防静电发生。装卸时，应轻装轻卸，防止包装及容器破损，防止静电积聚。应贮存于阴凉、通风的库房，仓温不宜超过30 ℃，防止阳光直接照射，保持容器的密闭。应与氧化剂、酸碱类等分开存放，储区应备有预防泄漏的应急设备和合适的收容材料。工作场所应保持通风透气，操作人员应佩戴好防护用品。

生产过程中的危险因素

在压敏胶合成系统的设备、管道内存在高温介质，生产过程的温度也较高，存在高温管道、高温设备热表面、高温物质的危险场所，如果操作人员没有佩戴适当的劳动防护用品、不严格执行操作规程，或者高温物料发生泄漏，均可能造成操作人员的高温灼烫伤。另外，高温使挥发后的单体以及有机溶剂气体爆炸范围扩宽，气体物料一旦遇到氧气，极易在设备和管道内发生爆炸。

气体压缩机等转动设备在高温下运行会使润滑油挥发裂解，在附近管道内造成积炭，容易导致燃烧和爆炸。

高温可加速设备金属材料发生蠕变，改变金相组织，还会加剧对钢材的疲劳腐蚀，使金属材料机械强度减弱，引发物理爆炸。

储液罐大规模泄漏，容易引起大范围人群中毒，遇明火更是会产生空间爆炸。

安全控制

1.在装置运行过程中具有很大的危险性，员工应严格遵守工艺规程，尤其是控制温度条件是安全生产的最重要因素。

2.反应釜以及储料罐所用材料应当坚固耐用，在常温及高温条件下都不会发生脆弱腐蚀现象。企业应严格遵守工艺条件，保证材料、设备和安装质量以及严格遵守安全技术要求，是保证合成装置安全运行的基本条件。

3.为保证装置的安全运行，相关部门应对操作人员在偏离正常工艺规程参数和出现事故时应采取的操作动作进行严格的培训和演练。操作人员应了解生产工艺规程、设备操作条件以及系统的控制、调节和预防事故的自动化系统的相互联系。

4.企业应全面实现自动化生产，安装有确保安全使用的监测和调节仪表及必要的隔断和事先报警系统、联锁系统等。

5.压缩工段应设置紧急用机械排气的通风设施，设置机械进气通风，用底部活动气窗送气，以保证装置的安全运行。

6.为使密封性更可靠，管道限制使用法兰连接，而主要应采用焊接连接。

7. 压缩机的轴端应采用可靠的油封，以防止气体泄漏。

8.各种设备和容器，安全阀不得少于两个；并应在安全阀前设置截流管件，以便能在不停车的情况下对安全阀进行检查，为了防止两阀门均被切断，一个活门 （或闸门）应用专用挂锁固定在开启位置上，钥匙应由负责加压容器安全运行的人员保管。

9.在装置进入运行状态时，安装在主要工艺物料管道上的阀门、控制计量仪表、信号和联锁系统的电动阀门都应设置有独立的供电电源。安