2025年迎“千万吨”胶粘剂市场——改性聚氨酯胶粘剂“唱大戏”
随着现代工业建设和先进科技的发展及社会经济和生活水平的提高,胶粘剂在人们的日常生活和生产中的作用越来越不可替代。2023年全球胶粘剂市场容量达到243.84亿元人民币,胶粘剂行业现状分析预测至2029年,全球胶粘剂市场规模将会达到294.6亿元人民币,预测期间内将以3.13%的年均复合增长率增长。
据《2024-2029年中国胶粘剂行业发展趋势及竞争策略研究报告》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。“十四五”中国胶粘剂在中高端领域的应用会进一步增长。据资料,“十四五”期间中国胶粘剂的发展目标是产量年均增长率为4.2%,销售额年均增长率为4.3%,中高端领域的应用有望达到40%。
国内部分胶粘剂企业通过持续研发投入和技术创新,已在中高端市场崭露头角,与外资企业形成有力竞争,实现部分高端产品的国产化替代。如回天新材、硅宝科技等在微电子胶、触摸显示屏用胶等细分市场已具备较高竞争力,国内外企业新产品上市时间差逐步缩小,进口替代趋势明显,未来高端胶粘剂国产化率将持续提高。
未来,随着全球经济的持续发展和各应用领域对胶粘剂需求的不断增长,胶粘剂市场将继续保持增长态势。同时,绿色环保、定制化、智能化和生物医用等趋势将引领行业未来发展方向。企业需要密切关注市场动态和技术发展趋势,加强研发投入和技术创新,以满足市场需求并提升竞争力。
胶粘剂行业分类
胶粘剂行业现状分析提到胶粘剂的分类方式有不少:从用途方面来说,可以分成结构胶粘剂、非结构胶粘剂和特种胶粘剂。有些胶粘剂是专门针对某个应用研发的,而且得到了市场的认可,这样的话,也能够依据领域来分类,像汽车胶、建筑胶、电子胶、医用胶、密封胶、灌封胶、导热胶、导电胶之类的。
天然胶粘剂是以自然界中存在的有机材料为原料的胶粘剂。它们一般来源于植物或动物,且通常具有良好的生物降解性和环境友好性。合成胶粘剂则是通过人工合成或化学加工获得的胶粘剂。它们的性能更加稳定,应用范围广泛,常见的种类包括:环氧树脂胶粘剂以环氧树脂为基础,具有极高的粘接强度和耐高温性能,广泛应用于航空航天、电子电气、汽车等行业。丙烯酸胶黏剂基于丙烯酸酯类化合物,具有较好的耐候性、抗紫外线能力和抗老化性能,广泛应用于建筑、汽车、家电等领域。
根据固化方式分类分为,热固性胶粘剂是一种在加热或通过化学反应固化的胶粘剂。它们在固化后无法再溶解或重新塑形,具有较强的耐高温、耐腐蚀性。热塑性胶粘剂在加热时可以熔化,冷却后固化,具有可逆性,可以重复加热和冷却。紫外线固化胶粘剂通过紫外线辐射进行固化。其固化速度快,且固化后几乎没有溶剂残留,常用于高精度的电子设备、光学产品等领域。
根据粘接性能分类分为,强力胶粘剂通常具有极强的粘接力,能够承受较大的外力,广泛应用于工业和建筑领域。弹性胶粘剂具有良好的柔韧性和耐震性,适用于需要承受一定变形或应力的场合,如汽车密封、建筑接缝等。可移除胶粘剂具有较低的粘接力,可以在不损伤基材的情况下轻松去除,常用于标签、贴纸等的粘接。
总体看来,胶粘剂行业根据不同的标准可以进行多种分类,从原料到应用、从固化方式到粘接性能,每一类胶粘剂都有其特定的使用场合和优势。随着新材料的研发和技术的进步,胶粘剂的种类和应用也在不断扩展。尤其是环保型、功能性胶粘剂的研发,为各行各业提供了更高效、更环保的选择。
不同纳米材料改性水性聚氨酯胶粘剂
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。
纳米二氧化硅
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。
纳米氧化锌
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。
纳米碳酸钙
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
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
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。
中国胶粘剂市场展望
据统计,2020年-2025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。
结语
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。
数据来源:中国报告大厅