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2023-09-06 15:00
不同类型胶粘剂的特点与应用研发
胶粘剂是一种具有很好粘合性能的物质。通过粘附力和内聚力由表面粘合而起连接物体的作用。
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胶粘剂是使相同或不同物料连接或贴合的应力材料,也叫粘合剂,在日常生活、工业、建材、冶金、农业等领域我们都能看到粘合剂用途的例子。
2023年热熔胶行业上下游产业链分析
热熔胶以其良好的粘接强度和柔韧性在近些年飞速发展,随着热熔胶的广泛应用,未来中国热熔胶市场规模将持续扩大。未来,随着政策的支持,热熔胶朝专业化、个性化、功能化等新的发展趋势。
行业发展现状
EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)是一种通用高分子聚合物,直接原料为乙烯和醋酸乙烯酯,被广泛用于热熔胶、包装膜等领域。在热熔胶领域,EVA主要用于装订、家具和橱柜组合、热封涂层等领域。近年来,随着光伏行业的逐渐利好,EVA产品供应大幅增加,中国已经成为全球EVA产量和消费量大国。2022年中国EVA产量为167.55万吨,较上年增长66.29%;2023年一季度,中国EVA产量为48.91亿元,较上年同期增长32%。随着EVA产量的不断增长,将进一步带动热熔胶市场的发展。
随着社会经济的不断发展,热熔胶作为战略新兴产业得到国家的大力支持,相关政策层出不穷。根据中国胶粘剂和胶粘带工业协会统计,2022年中国热熔胶市场总销量约为132.43万吨,较上年增长6.32%。
热熔胶因其固化速度快,且具有良好的粘接强度和柔韧性,可反复熔化粘接,因此其用途和适用范围十分广泛。在经过早期市场的积累和技术沉淀后,我国热熔胶行业已进入高速增长阶段,产业规模不断增长。目前,我国已经成为全球热熔胶主要生产地之一。中国胶粘剂和胶粘带工业协会数据显示,2017-2021年我国热熔机市场规模不断增长,年复合增长率为8.34%,2021年我国热熔胶市场规模为237.35亿元,较上年增长8.81%。随着热熔胶的广泛应用,未来中国热熔胶市场规模将持续扩大。
全球与中国低压成型热熔胶未来发展趋势
2022年全球低压成型热熔胶市场规模达到了2.42亿美元,预计2029年将达到3.87亿美元,年复合增长率(CAGR)为7.96%。
从历史数据来看,2018-2021由于消费电子行业下行和新冠疫情的累计影响,低压成型热熔胶发展速度放缓,市场进入调整期。而后2021以来,随着新能源汽车行业的薄发和汽车的电气化转型,行业再次迎来新的增长点;同时,消费电子行业也随着居家办公学习迎来新的增长机会。
地区层面来看,中国市场在过去几年变化较快,2022年市场规模为57.62百万美元,约占全球的23.84%,预计2029年将达到98.86百万美元,届时全球占比将达到25.54%。中国地区在电子、新能源汽车和半导体封装行业都处于领先地位,因此对于低压成型热熔胶的需求比较旺盛,也是当前最大市场,且未来仍有比较大增长空间。
从产品类型及技术方面来看,聚酰胺占有主要的市场份额,2022年产品销售收入达到217.60百万美元,占整体市场的90.03%,预计2029年将达到349.34百万美元,届时全球占比将达到90.23%。
从产品市场应用情况来看,消费电子是目前主要的下游市场,但该市场需求放缓,汽车行业增长更为迅速,2023-2029年的年复合增长率(CAGR)为9.31%。
目前全球主要厂商包括Henkel、Bostik (Arkema)、Huntsman、广东舜天新材料和广州市奥燊高分子材料科技等,2022年主要厂商份额占比超过83.40%,预计未来几年行业竞争将更加激烈,尤其在中国市场。
全球与中国低压成型热熔胶市场现状
低压注塑成型工艺是以一种用很低的注塑压力将热熔胶材料注入模具并快速固化成型的封装工艺(速度只需1-50秒),以热熔胶为材料,拥有卓越的密封性和优秀的物理,产品性能达到绝缘、耐温、抗冲击、减震、防潮、防水、防尘、耐化学腐蚀等功效。
该工艺目前主要应用于精密、敏感的电子元器件的封装与保护,包括:印刷线路板(PCB)、汽车电子产品、手机电池、线束、防水连接器、传感器、微动开关、电感器、天线等等。
低压注塑对电子元器件起到良好对保护作用。传统注塑工艺因压力过高而有缺陷,因低压成型只需要很小的压力就可以使熔体流淌到很小的模具空间中,因而不会损坏需要封装的脆弱元器件,极大程度地降低了废品率,低压注塑工艺不仅环保,同时大幅度提高生产效率可以帮助降低生产总成本。
低压注塑热熔胶。这种材料能够在没有高压的情况下到达小面积,因此非常适合敏感元件。聚酰胺的粘合性能提供了最佳的粘合力,并且可以有效地密封潮湿和其他环境污染物。以聚酰胺为代表的低压成型热熔胶对油,柴油,油脂和弱酸的高耐化学性也提高了成品性能。
汽车行业的电气化为低压成型热熔胶行业带来了新的发展方向;汽车行业由于其特殊性,对零部件的耐久性和稳定性有着较高的要求,因此低压成型工艺因此有着比较好的应用前景;而随着汽车行业新能源革命,越来越多电子器件开始在汽车中应用,因此为低压成型工艺带来新的发展机会。
我国热熔胶五大应用领域
汽车制造行业
汽车制造在广泛的应用中使用热熔胶。由于热熔性能的诸多优势,因此在汽车上的使用尤其具有吸引力。在汽车上常见的应用包括:座椅装饰,外部装饰粘合,门密封剂等方面,使用热熔体的更多。
采用粘接技术可以降噪、减振、减轻质量、降低能耗、简化工艺、提高产品质量和驾乘的舒适性,达到其他连接方法所难以达到的效果。
同时,近年来,汽车产业正在加快与能源、交通、信息通信等领域融合发展,新能源汽车将迎来更大的发展机遇,更加广阔的发展空间。可以预见,汽车用热熔胶的用量将迎来快速增长。
建筑行业
几十年来,建筑行业一直依靠溶剂来满足粘接剂的需求,热熔胶已开始取代溶剂型产品。建筑业是行业观察人士预测的一个领域,热熔使用将迅速增长,超过其他行业预期的增长速度。
包装行业
作为热熔胶粘剂的主要市场——包装行业,热熔胶的市场应用将继续扩大,与包装商一起成长。行业观察人士指出,到2024年,包装行业的热熔胶收入将达到30亿美元,每年将达到5.5%的复合年均增长率。消费者更小的食品包装,也将增加热熔胶的需求。
压敏胶粘剂(PSA)
纸尿片的封口胶带是压敏胶,该领域一大部分是热熔胶市场。飞机内部也需要压力敏感的粘合剂。
在接下来的5年,专家预测一次性产品将为热熔胶市场带来16亿美元收入。婴儿尿布、成人尿失禁和女性卫生用品的全球市场,越来越多地促使政府制定严格的处置条例和法律。热熔胶粘剂为制造商消除了许多处理问题。大多数人对未来5年及以后的工业部门使用热熔胶,仍非常乐观。
印刷行业
当下的监管环境要求在标签上显示更多的信息。因此,使用热熔胶的印刷标签的需求可能会增加。小册子标签,要求你剥去表层的标签,以显示与盒子,包装或物品的内容有关的文字,需要粘合剂。热熔胶满足这些需要,无任何环保问题担忧或应用上的问题。许多广告商通过标签营销,该趋势很可能会持续下去,在该领域,热熔胶产品的收入将会增加。
热熔胶市场现状及行业发展前景
热熔胶市场现状及行业发展前景
热熔胶是一种可塑性粘合剂,其化学性质稳定,物理状态会在一定温度范围内随温度变化而改变,在常温下呈现固体状态。热熔胶生产工艺简单,具有无毒无味、黏合性强、固化迅速等优点。因此,热熔胶被誉为“绿色胶粘剂”,特别适宜在连续化的生产线上使用。
我国热熔胶市场
从目前的发展趋势来看,世界胶粘剂工业朝着省能源、无公害、低成本和高性能方向发展,无溶剂的环保型胶粘剂已经成为当前胶粘剂工业发展的主流。
热熔胶粘剂就是一类无溶剂的以热塑性聚合物(树脂,橡胶)为基料的固体胶粘剂,它是粘接迅速、应用面广、无毒害、无污染的环保型胶粘剂。热熔胶顺应时代的需要,是当今世界胶粘剂发展的一个方向。
我国热熔胶产业在进入二十一世纪后迎来突破,在经过早期市场积累和技术沉淀后开始进入高速增长阶段。热熔胶作为主要胶粘剂种类在国内得到长足发展,中国目前已成为全球热熔胶主要生产基地之一。
热熔胶作为“十三五”期间的战略性新兴产业得到大力支持发展。虽然经受新冠疫情影响,但中国经济基本面向好,经济韧性足,预计“十四五”期间中国热熔市场规模将稳步增长。
我国热熔胶应用领域
热熔胶有着十分悠久的历史,最早人们使用沥青、石蜡、松香等天然材料熔化后粘接器物,这些材料可以称为天然热熔胶。由于这些材料存在强度低等缺点,并没有得到广泛应用,直到高分子合成材料的出现才使热熔胶有了广泛的发展前景。
热熔胶对环境0污染,也不同于溶剂型粘合剂,无需任何特殊条件的通风,也不易燃,价格低廉,是建筑、包装、鞋企等高产量行业,降低生产成本的优选。
所以,在全球环境问题日趋严峻的当下,各国政府的监管机构和环保组织,都大力支持使用热熔胶。
由于热熔胶本身特有的优点及热熔胶不含对环境有污染的溶剂,与其他胶黏剂品种相比有着不可比拟的优势,热熔胶产品的应用领域已十分广泛。
纳米环氧树脂胶粘剂的研究进展
环氧基胶粘剂已被越来越多地用于连接不同类型的基材,包括金属构件、聚合物复合材料和混凝土结构。环氧胶粘剂的微观结构是从非晶态向高交联状态聚集的,为环氧树脂胶粘剂提供了许多优势,如多种固化方法、固化收缩低、润湿性好等,从而使其连接的基材具有耐腐蚀性、机械性能好、粘接强度高、耐热、耐化学性能佳等优点。基于这些优点,环氧树脂胶粘剂在汽车、航空航天、电子、建筑、体育、包装等行业可用于替代传统的胶粘产品。然而,随着胶粘剂工业的不断发展,新基材、新原料、新配方、新应用和操作条件的出现限制了环氧树脂胶粘剂的应用。因此,我们需要开发新的技术改进环氧胶粘剂,使其具有最佳的固化条件、耐高温、耐热循环、耐疲劳载荷和振动破坏等特性。目前,采用增强填料制备复合环氧树脂胶粘剂,可以提高环氧胶粘剂的诸多性能。近年来,填料的尺寸开始由微尺度向纳米尺度转变,这使得纳米环氧胶粘剂比纯环氧胶粘剂及其常规微粒子复合胶粘剂表现出更好的多功能性能。
在热固性环氧树脂中加入纳米粒子是开发多功能环氧树脂胶粘剂的有效途径。纳米颗粒的种类、形状、含量、尺寸和粒径分布、表面官能团和成本是选择合适的纳米颗粒以获得最佳环氧粘合剂性能的关键因素。纳米粒子在环氧树脂基体中良好的分散是获得较高机械和热性能的决定因素。与球形纳米颗粒相比,粘土、石墨烯和纳米管等纳米薄片会有条件地影响胶粘剂的最终性能,这是因为这些纳米级添加剂需要更复杂的分散、剥离和插层方法,增加了团聚的机会。纳米颗粒还可以通过干扰固化反应来促进或阻碍环氧树脂三维交联网络的形成,从而直接影响胶粘剂的最终性能。合成和制备表面官能团较多的杂化和核壳纳米粒子似乎是这一领域研究的趋势。在不久的将来,这种新型纳米颗粒可以生产多目标环氧树脂胶粘剂。
一种改性的高性能聚氨酯胶粘剂制备及性能优势分析
采用先扩链后酯化的方法制备了聚氨酯胶粘剂,研究了扩链反应时温度,酯化时反应温度,催化剂用量和阻聚剂羟基苯甲醚质量分数对聚氨酯胶粘剂中—NCO 质量分数,碘下降量和物性的影响,结果表明:扩链反应阶段,随着反应时间的延长,胶粘剂中—NCO质量分数都会随着反应时间的延长而逐渐降低;但在相同时间下,反应温度越高则—NCO质量分数越低;在酯化反应阶段,随着反应时间延长,3种反应温度(65-70 和 75 ℃ )下胶粘剂中的—NCO质量分数都呈现逐渐减小的趋势,当反应时间相同时,反应温度越高或者催化剂用量越大则聚氨酯胶粘剂中的—NCO质量分数越低,当阻聚剂羟基苯甲醚质量分数为 0. 3% 级以上时,聚氨酯胶粘剂都较为稳定,且过高的阻聚剂羟基苯甲醚质量分数会使得碘值下降量减小,胶粘剂逐渐变成黄色,且附着力等级逐渐降低为2级和3级;适宜的阻聚剂羟基苯甲醚质量分数为 0. 3% 。
双组分MS/聚氨酯改性密封胶的制备及性能测试比较研究
以硅烷改性聚醚树脂、自制聚氨酯预聚体作为、同时添加填料、催化剂、触变剂、紫外线吸收剂、光稳定剂等材料制备双组份 MS 密封胶和聚氨酯改性密封胶,研究2种密封胶的表干时间及触变剂对密 封胶弹性模量、抗流挂性、挤出性能的影响,并在不同浸水时间情况下分析拉伸强度、断裂伸长率、粘结面破坏、定伸粘结性指标的变化及不同老化条件下的溶胀情况,实验结果表明:聚氨酯改性密封胶添加 0. 25%催化剂适宜,双组分MS 密封胶添加 0. 75% 催化剂更为合适;将聚酰胺蜡作为首选触变剂;底涂可提升密封胶的防水性能,有底涂的双组合 MS 密封胶性能优于有底涂的聚氨酯改性密封胶;紫外老化条件对聚氨酯改性密封胶影响大,双组合 MS 密封胶溶胀倍率呈低 - 高 - 低 - 高趋势变化。
通过对氯磺化聚乙烯添加不同含量的硅烷使其改性,并对其性能进行研究,在低温和室温条件下改性后氯磺化聚乙烯性能较改性前有所提升;但该密封胶并不适合使用在温度较高的地区。以水性聚苯丙乳液为基料制备硅酮改性密封胶,并对其耐老化、防水性能进行了研究,结果发现密封胶在耐老化、抗菌、防尘等方面具有较强优势;但其防水、粘合性方面性能并不突出。基于上述问题,本文提出装配式建筑墙体修复接缝防水密封胶性能研究,制备了双组分MS密封胶、聚氨酯改性密封胶,通过设定适合的催化剂、触变剂含量提升密封胶性能,以满足装配式建筑墙体修复接缝防水需求。
有机硅改性聚氨酯胶粘剂的研究进展
有机硅改性聚氨酯胶粘剂能够结合二者的性能优势,利用有机硅提高聚氨酯的耐水、耐热和耐候等性能。综述了聚氨酯胶粘剂的各种类型、有机硅改性聚氨酯胶粘剂的方法和研究进展,包括硅烷偶联剂和硅氧烷低聚物两种改性方法,并对比了不同有机硅改性的优缺点。
聚氨酯(PU)分子链中含有强极性氨基甲酸酯键、脲键、缩二脲等,能与基材表面水合物、金属原子、极性基团产生范德华力和氢键。其中单组分湿固化聚氨酯 胶粘剂还含有可反应的异氰酸酯基(—NCO),能和基材表面的活泼氢发生化学反应, 粘接性能优良,应用十分广泛。但PU胶粘剂在高湿下易水解,从而导致其存在粘接强度低、耐高温差 、耐候性差以及对水敏感等缺陷 ,限制了其应用。
有机硅具有低表面能、优良的耐热性、耐溶剂、 耐水性,但是存在力学性能差的缺点。利用有机硅改性PU胶粘剂,产品同时含有硅氧键和极性氨酯键,使得产品在保持较高粘接强度下,赋予材料更好的耐水、耐热和耐候等性能,产品可广泛用于建筑、交通运输等许多行业,具有良好的市场前景。目前国内研究相对较少,且主要集中在产品应用开发方面,特种多元醇和特种硅烷的制备技术研究也相对较少。不过近年发展较快,同时相对于聚氨酯,有机硅的成本较高,影响有机硅改性PU胶粘剂产品的应用领域,因此开发低成本的有机硅也是行业未来发展方向。
硅烷改性对单组分湿固化聚氨酯胶粘剂性能的影响
聚氨酯(PU)胶粘剂是指分子链中含氨酯基 (—NHCOO—)或异氰酸酯基(—NCO)的一类胶粘剂。PU 胶粘剂具有优良的粘接性、耐低温性、耐磨性和耐疲劳性,广泛应用于汽车制造、木材加工和航空航天等领域。PU 胶粘剂可分为单组分和双组分两种类型,其中单组分 PU 胶粘剂对比于双组分 PU 胶粘剂而言,在空气中即可与水分子发生交联而固化,使用时省略了计量和添加固化剂的步骤,施工简单方便。
采用3-巯丙基三甲氧基硅烷制备了硅烷改性单组分湿固化聚氨酯胶粘剂(SPU)。采用红外光 谱、核磁共振氢谱、凝胶渗透色谱和扫描电子显微镜分析了SPU胶粘剂的结构,使用万能电子试验机、邵氏A硬度计测定了硅烷含量对SPU胶粘剂的力学性能、粘接性能与硬度的影响。研究结果表明:3-巯丙基三甲氧 基硅烷成功反应到聚氨酯分子链上,减少了体系中异氰酸根(—NCO)的含量;随着硅烷用量的增加,SPU胶粘 剂的拉伸强度与拉伸剪切性能升高,硬度降低,表干时间延长;当硅烷用量为理论用量的110%时,SPU胶粘剂的拉伸强度和拉伸剪切强度分别达 0.58、0.72 MPa,比纯 PU胶粘剂分别提高了 7.41%、63.64%;SPU胶粘剂固化时产生的气泡显著减少,外观明显改善。



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