工信部丨2025年迎“千萬噸”膠粘劑市場——改性聚氨酯膠粘劑“唱大戲”
2022-03-02
2190核心提示：根據(jù)國家發(fā)改委、工業(yè)和信息化部要求，明確發(fā)展改性型、水基型膠粘劑和新型熱熔膠、光刻膠、導(dǎo)熱膠、環(huán)保樹脂、無機粘結(jié)劑等產(chǎn)品
膠粘劑是能將兩種或以上非連接狀態(tài)的材料粘接到一起的物質(zhì)，一般有吸附、形成化學(xué)鍵、弱界層、擴散、靜電、機械作用等作用方式，對現(xiàn)代工業(yè)和生活具有重要意義。
據(jù)不完全統(tǒng)計，中國膠粘劑27.3%應(yīng)用在建筑行業(yè)，20.6%應(yīng)用在包裝行業(yè)，14.1%應(yīng)用在木材行業(yè)，此三者占比超過50%。而對于航空、航天、半導(dǎo)體等前沿領(lǐng)域，國內(nèi)應(yīng)用很少。 根據(jù)國家發(fā)改委、工業(yè)和信息化部要求，明確發(fā)展改性型、水基型膠粘劑和新型熱熔膠、光刻膠、導(dǎo)熱膠、環(huán)保樹脂、無機粘結(jié)劑等產(chǎn)品。此外，工業(yè)和信息化部曾先后牽頭組織和出臺《中國重點新材料關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項目指標(biāo)要求》、《重點新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄》等文件，明確發(fā)展的膠粘劑新材料有環(huán)保節(jié)能型聚氨酯膠粘劑、高性能可生物降解熱熔膠等產(chǎn)品。
水性聚氨酯是以水代替有機溶劑作為分散介質(zhì)的新型聚氨酯體系，有著無污染、安全可靠、機械性能優(yōu)良、相容性好、易于改性等優(yōu)點。不過，聚氨酯材料也因缺乏穩(wěn)定的交聯(lián)鍵，而存在耐水性、耐熱性、耐溶劑性較差的缺陷。 因此，需要通過引入有機氟硅、環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯和納米材料等功能性單體，對聚氨酯的各項應(yīng)用性能進(jìn)行改善和優(yōu)化。其中，納米材料改性聚氨酯材料可明顯提升其在力學(xué)、耐磨和熱穩(wěn)定的性能，改性方法有插層復(fù)合法、原位聚合法、共混法等。 納米SiO2呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，表面存在大量的活性基團羥基，與聚氨酯以共價鍵和范德華力結(jié)合后可提高復(fù)合材料的綜合性能，如柔韌性、耐高低溫性、抗老化性等。 Guo等采用原位聚合法合成了納米SiO2改性聚氨酯，當(dāng)SiO2的含量約為2%(wt，質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)時，膠粘劑的剪切黏度和剝離強度得到本質(zhì)上的改善。與純聚氨酯相比，耐高溫性和拉伸強度也略有增加。 納米ZnO具有力學(xué)強度高、抗菌抑菌性好，以及很強的吸收紅外線的能力和較好的遮蔽UV的特點，可制作特殊功能的材料。 Awad等采用納米正電子法將ZnO填料摻入聚氨酯中，研究發(fā)現(xiàn)，納米顆粒與聚氨酯存在界面作用，將納米ZnO的含量從0增到5%，聚氨酯的玻璃化溫度(Tg)提高，即熱穩(wěn)定性變好。 納米CaCO3與基體之間的作用力強，對聚氨酯材料拉伸強度有明顯補強作用。Gao等先將納米CaCO3用油酸改性，然后通過原位聚合制備了聚氨酯/CaCO3，紅外(FT-IR)測試顯示，納米粒子在基體中分散均勻。根據(jù)力學(xué)性能測試發(fā)現(xiàn)，納米粒子改性的聚氨酯比純聚氨酯拉伸強度更高。 石墨烯(G)是以SP2雜化軌道成鍵的層狀結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱率和穩(wěn)定性。它的強度大，同時擁有很好的韌性，并易彎曲。 Wu等合成了Ag/G/PU納米復(fù)合材料，隨著Ag/G含量的增加，復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和疏水性不斷提高，抗菌性能也隨之增加。 碳納米管(CNTs)是由六邊形連接而成的一維管狀納米材料，是目前應(yīng)用范圍較廣的材料之一。利用它的高強度、導(dǎo)電等特性和聚氨酯復(fù)合，可提高材料的熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能和導(dǎo)電性能等。 Wu等通過原位聚合法引入了CNTs，控制乳劑顆粒的生長和形成，可使CNTs均勻分散在聚氨酯基質(zhì)中。隨著CNTs的含量不斷增加，復(fù)合材料的抗張強度有了極大地提高。
中國膠粘劑工業(yè)協(xié)會之前進(jìn)行過預(yù)計，未來五年，中國膠粘劑的產(chǎn)量平均增長率在4.2%以上，銷售額平均增長率在4.3%以上，到2025年膠粘劑產(chǎn)量將增長至1350萬噸左右。 十四五時期，膠粘劑和膠粘帶行業(yè)戰(zhàn)略性新興市場主要包括，汽車、新能源、高速鐵路、軌道交通、綠色包裝、醫(yī)療器械、運動休閑、消費電子、5G建設(shè)、航空、航天、船舶等領(lǐng)域。
根據(jù)上述觀點，高端化產(chǎn)品的需求將急劇增加，功能化產(chǎn)品將是無可代替的市場新寵。
如今，隨著環(huán)保政策要求越來越嚴(yán)格，對膠粘劑中減少VOC含量的需求也將愈加急迫，產(chǎn)業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)要協(xié)調(diào)統(tǒng)一。因此，做好多元化改性（如功能性石墨烯改性、納米礦物材料改性、生物質(zhì)材料改性），以此推動節(jié)能型、環(huán)保型膠粘劑產(chǎn)品發(fā)展具有重要意義。
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