中國粉體網(wǎng)訊 膠粘劑是一類廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)的精細化工產(chǎn)品，是指能在兩個物體表面間形成薄膜并把他們牢固粘接在一起的材料。膠粘劑一般由粘接料(基體樹脂)、固化劑、增韌劑、稀釋劑和改性劑（填料）等組分配制而成，廣泛應(yīng)用于包裝、電子電器、建筑材料、汽車與交通運輸、機械制造、新能源、醫(yī)療衛(wèi)生、航空航天等領(lǐng)域。
1膠粘劑分類及填料改性
按化學成分，膠粘劑可分為有機硅膠粘劑、聚氨酯膠粘劑、環(huán)氧樹脂膠粘劑、丙烯酸類膠粘劑、合成橡膠類膠粘劑等。
用填料改性各類膠粘劑已是一種常見且有效的改性方法，可以通過加入填料增加膠粘劑的體積，從而降低成本;同時填料的加入也可以改善膠粘劑本身耐熱性差，固化收縮率高、硬度低以及粘度不穩(wěn)定等問題，對于擴大膠粘劑的使用范圍有著積極的意義。常見填料有碳酸鈣、蒙脫土、高嶺土、二氧化硅、二氧化鈦、碳化硅等等。
1.1膠粘劑傳統(tǒng)填料中碳酸鈣拔得頭籌
洪樹達等研究了碳酸鈣/硫酸鈣/硫酸鋇三種不同填料對聚氨酯/環(huán)氧樹脂膠粘劑（PU/EP）性能的影響，通過不同填料及其含量的材料性能對比發(fā)現(xiàn)在填料含量為30%時，PU/EP體系的不同填料都有最佳的力學性能。這是因為填料的添加是有上限的，適當?shù)奶砑邮沟锰盍峡梢跃鶆虻脑诜肿渔溨g的空隙充填，過量時則會破換分子鏈結(jié)構(gòu)。
碳酸鈣/硫酸鈣/硫酸鋇填充膠粘劑性能對比
在同種填料比下，碳酸鈣的填充性能最好。硬度達到邵氏D硬度86；沖擊強度達到60.5KJ/m2，比未添加填料的PU/EP沖擊強度提升24.9%；剪切強度達到24.27MPa，比未添加填料的PU/EP剪切強度提升54%。因此可以得到當碳酸鈣添加量為30%時，PU/EP膠粘劑有最佳力學性能。此外，研究還指出，填料的添加提升了體系的耐熱性，并發(fā)揮了剛性粒子增韌的作用，進一步加強PU/EP膠粘劑的性能。
1.2膠粘劑高端填料中碳酸鈣毫不遜色
李永亮等研究了環(huán)氧膠粘劑中加入不同配比的碳化硅、二氧化硅、碳酸鈣填料對環(huán)氧膠粘劑的彈性模量、泊松比及線膨脹系數(shù)的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明，添加碳化硅、二氧化硅、碳酸鈣填料提高了環(huán)氧膠粘劑的彈性模量，降低了其泊松比及線膨脹系數(shù)。
隨著填料的增加，彈性模量增加，泊松比及線膨脹系數(shù)降低。碳化硅對環(huán)氧膠粘劑的彈性模量提高較大，碳酸鈣較小，但碳酸鈣對環(huán)氧膠粘劑的線膨脹系數(shù)降低最多。對于同種基體的膠粘劑，隨著填料增加，模量的增加提高了膠粘劑的屈服強度；泊松比的降低減小了橫向應(yīng)變；線膨脹系數(shù)的降低減小了固化內(nèi)應(yīng)力，均有利于膠接強度的提高。
膠粘劑中不同配方材料的性能參數(shù) 6#碳酸鈣
隨著填料的增加，膠粘劑的線膨脹系數(shù)逐漸降低，其中添加碳酸鈣填料的膠粘劑配方比添加碳化硅、二氧化硅線膨脹系數(shù)低，6#配方最大降低了52%，說明碳酸鈣填料改性對提高膠粘劑的尺寸穩(wěn)定性及抗蠕變性能較佳。
2膠粘劑應(yīng)用碳酸鈣的關(guān)鍵技術(shù)
目前納米碳酸鈣在膠粘劑中應(yīng)用主要關(guān)注三個方面的問題：一是填充劑與膠體的摻和作用；二是填充劑對觸變性能的影響；三是對密封膠的增強作用。
而影響密封膠專用納米碳酸鈣在密封膠中摻和性能的因素主要有：粒徑、晶形、吸油值、比表面積、pH值、篩余物、水分；其中，影響膠體觸變性的因素主要是顆粒形態(tài)、吸油值、表面改性和pH值，影響增強作用的因素主要有粒徑和分散性。
重質(zhì)碳酸鈣多用作雙組分聚硅氧烷膠的填充劑，主要目的是降低膠料使用量，從而降低成本。目前也較多地使用重質(zhì)碳酸鈣與納米碳酸鈣級配填充到建筑用聚硅氧烷膠中，這樣既可以獲得較好的拉伸性能，也可以使密封膠具有良好的流動性。一些超細重質(zhì)碳酸鈣（1~2μm）也可作為填料添加在聚氨酯膠中，一方面可以增加體積，減少膠料用量，降低成本；另一方面還可以對密封膠起到補強作用，提高其力學性能，降低膨脹系數(shù)和固化收縮率等。
3碳酸鈣依托膠粘劑已經(jīng)打開了很多細分市場
據(jù)中國膠粘劑和膠粘帶工業(yè)年會資料，“十四五”期間中國膠粘劑的發(fā)展目標是產(chǎn)量年均增長率為4.2%，銷售額年均增長率為4.3%。據(jù)《膠粘劑行業(yè)十四五前瞻》不完全統(tǒng)計，目前國內(nèi)膠粘劑主要應(yīng)用在建筑、包裝、木材行業(yè)，合計占比超50%；未來中端應(yīng)用，如汽車、能源、電子信息等領(lǐng)域以及高端應(yīng)用如航空、航天、船舶、半導(dǎo)體等領(lǐng)域?qū)δz粘劑需求增長較快，應(yīng)用占比有望達到40%。
從應(yīng)用種類和方向來看，碳酸鈣依托膠粘劑已經(jīng)打開了很多細分市場。建筑膠在膠粘劑產(chǎn)品中占比約26.1%，主要應(yīng)用種類包括：有機硅膠粘劑、環(huán)氧樹脂膠粘劑、聚氨酯膠粘劑、丙烯酸酯膠粘劑等，這其中碳酸鈣是最主要的填料；聚氨酯膠在國內(nèi)軟包裝膠粘劑市場占比90%以上，是中高端碳酸鈣主要的發(fā)展方向之一；汽車用膠基材包含聚氨酯、環(huán)氧樹脂、有機硅、丙烯酸等，其中聚氨酯和有機硅是主流基材，這類專用型納米碳酸鈣國內(nèi)已經(jīng)有部分產(chǎn)品，主要產(chǎn)能來自廣西華納、凱龍股份、蘭花納米、中源九峰、天石納米等龍頭企業(yè)。
結(jié)語
目前碳酸鈣在膠粘劑領(lǐng)域應(yīng)用比較成功，無論是重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣都占有各自的一席之地。從長遠來看，碳酸鈣具備的價格和原材料優(yōu)勢對膠粘劑行業(yè)有巨大的吸引力，未來隨著膠粘劑市場需求持續(xù)釋放，或許碳酸鈣消費結(jié)構(gòu)也會有所改變。
參考來源：
洪樹達，等：雙組份無溶劑型聚氨酯膠粘劑的制備與
性能研究，廣東工業(yè)大學
李永亮，等：填料改性對膠接應(yīng)力影響的仿真研究，航空工業(yè)西安飛行自動控制研究所
顏鑫、盧云峰，等：《輕質(zhì)系列碳酸鈣關(guān)鍵技術(shù)》，北京·化學工業(yè)出版社
粉體網(wǎng)、申港證券等
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光）
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