工信部丨2025年迎“千万吨”胶粘剂市场——改性聚氨酯胶粘剂“唱大戏”
2022-03-02
2500核心提示：根据国家发改委、工业和信息化部要求，明确发展改性型、水基型胶粘剂和新型热熔胶、光刻胶、导热胶、环保树脂、无机粘结剂等产品
胶粘剂是能将两种或以上非连接状态的材料粘接到一起的物质，一般有吸附、形成化学键、弱界层、扩散、静电、机械作用等作用方式，对现代工业和生活具有重要意义。
据不完全统计，中国胶粘剂27.3%应用在建筑行业，20.6%应用在包装行业，14.1%应用在木材行业，此三者占比超过50%。而对于航空、航天、半导体等前沿领域，国内应用很少。 根据国家发改委、工业和信息化部要求，明确发展改性型、水基型胶粘剂和新型热熔胶、光刻胶、导热胶、环保树脂、无机粘结剂等产品。此外，工业和信息化部曾先后牵头组织和出台《中国重点新材料关键技术产业化项目指标要求》、《重点新材料首批次应用示范指导目录》等文件，明确发展的胶粘剂新材料有环保节能型聚氨酯胶粘剂、高性能可生物降解热熔胶等产品。
水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，有着无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。不过，聚氨酯材料也因缺乏稳定的交联键，而存在耐水性、耐热性、耐溶剂性较差的缺陷。 因此，需要通过引入有机氟硅、环氧树脂、丙烯酸酯和纳米材料等功能性单体，对聚氨酯的各项应用性能进行改善和优化。其中，纳米材料改性聚氨酯材料可明显提升其在力学、耐磨和热稳定的性能，改性方法有插层复合法、原位聚合法、共混法等。 纳米SiO2呈三维网状结构，表面存在大量的活性基团羟基，与聚氨酯以共价键和范德华力结合后可提高复合材料的综合性能，如柔韧性、耐高低温性、抗老化性等。 Guo等采用原位聚合法合成了纳米SiO2改性聚氨酯，当SiO2的含量约为2%(wt，质量分数，下同)时，胶粘剂的剪切黏度和剥离强度得到本质上的改善。与纯聚氨酯相比，耐高温性和拉伸强度也略有增加。 纳米ZnO具有力学强度高、抗菌抑菌性好，以及很强的吸收红外线的能力和较好的遮蔽UV的特点，可制作特殊功能的材料。 Awad等采用纳米正电子法将ZnO填料掺入聚氨酯中，研究发现，纳米颗粒与聚氨酯存在界面作用，将纳米ZnO的含量从0增到5%，聚氨酯的玻璃化温度(Tg)提高，即热稳定性变好。 纳米CaCO3与基体之间的作用力强，对聚氨酯材料拉伸强度有明显补强作用。Gao等先将纳米CaCO3用油酸改性，然后通过原位聚合制备了聚氨酯/CaCO3，红外(FT-IR)测试显示，纳米粒子在基体中分散均匀。根据力学性能测试发现，纳米粒子改性的聚氨酯比纯聚氨酯拉伸强度更高。 石墨烯(G)是以SP2杂化轨道成键的层状结构，具有优异的导电性、导热率和稳定性。它的强度大，同时拥有很好的韧性，并易弯曲。 Wu等合成了Ag/G/PU纳米复合材料，随着Ag/G含量的增加，复合材料的热稳定性和疏水性不断提高，抗菌性能也随之增加。 碳纳米管(CNTs)是由六边形连接而成的一维管状纳米材料，是目前应用范围较广的材料之一。利用它的高强度、导电等特性和聚氨酯复合，可提高材料的热稳定性、力学性能和导电性能等。 Wu等通过原位聚合法引入了CNTs，控制乳剂颗粒的生长和形成，可使CNTs均匀分散在聚氨酯基质中。随着CNTs的含量不断增加，复合材料的抗张强度有了极大地提高。
中国胶粘剂工业协会之前进行过预计，未来五年，中国胶粘剂的产量平均增长率在4.2%以上，销售额平均增长率在4.3%以上，到2025年胶粘剂产量将增长至1350万吨左右。 十四五时期，胶粘剂和胶粘带行业战略性新兴市场主要包括，汽车、新能源、高速铁路、轨道交通、绿色包装、医疗器械、运动休闲、消费电子、5G建设、航空、航天、船舶等领域。
根据上述观点，高端化产品的需求将急剧增加，功能化产品将是无可代替的市场新宠。
如今，随着环保政策要求越来越严格，对胶粘剂中减少VOC含量的需求也将愈加急迫，产业发展与环境保护要协调统一。因此，做好多元化改性（如功能性石墨烯改性、纳米矿物材料改性、生物质材料改性），以此推动节能型、环保型胶粘剂产品发展具有重要意义。
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