中國粉體網(wǎng)訊 膠粘劑與塑料、合成橡膠、合成纖維、涂料并稱為五大合成材料，是支撐國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要材料。膠粘劑指能在兩個(gè)物體表面間形成薄膜并把他們牢固粘接在一起的材料，一般由粘接料（基體樹脂）、固化劑、增韌劑、稀釋劑、填充劑和改性劑等組分配制而成，廣泛應(yīng)用于包裝、電子電器、建筑材料、汽車與交通運(yùn)輸、機(jī)械制造、新能源、醫(yī)療衛(wèi)生、航空航天等領(lǐng)域。

碳酸鈣可用于多種膠粘劑、密封膠體系

目前，碳酸鈣可用于多種膠黏劑/密封材料（樹脂）體系，如：聚氨酯、多硫化物、聚硅氧烷、改性聚硅氧烷、聚丁烯、脲醛樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等，用于高檔有機(jī)硅膠、聚氨酯膠、聚硫膠等。

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(xì)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(jī)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(jī)硅、丙烯酸等。

不同碳酸鈣對膠粘劑、密封膠作用類而不同

不同種類的碳酸鈣對膠粘劑/密封膠性能的影響不同。納米碳酸鈣粒徑小，補(bǔ)強(qiáng)效果最好，制得的密封膠觸變性好、拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率最高；輕質(zhì)碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣粒徑稍大，補(bǔ)強(qiáng)效果次于納米碳酸鈣，但其制得的密封膠產(chǎn)品流動(dòng)性好；輕質(zhì)碳酸鈣制得的密封膠硬度最高，重質(zhì)碳酸鈣制得的密封膠硬度最低。高溫處理后，不同碳酸鈣制成的硅酮密封膠強(qiáng)度和伸長率都會(huì)有所降低；低溫處理后，不同碳酸鈣制成的硅酮密封膠強(qiáng)度和伸長率都會(huì)有所提高。

此外，在膠粘劑中添加納米碳酸鈣晶須，當(dāng)材料遭到破壞形變時(shí)，沖擊方向上會(huì)出現(xiàn)銀紋狀突起，這些銀紋狀突起的存在會(huì)吸收大量的沖擊能。同時(shí)，碳酸鈣晶須經(jīng)表面改性處理后在樹脂材料中分散性大幅提高，這些都有利于樹脂材料抗沖擊性能的提高，即可達(dá)到非常好的增韌效果。

納米碳酸鈣推動(dòng)膠粘劑、密封膠功能優(yōu)化

當(dāng)前，隨著對材料功能化的迫切需求，針對不同材料的特性進(jìn)行優(yōu)化組合和改良設(shè)計(jì)受到日益廣泛的關(guān)注。膠粘劑是實(shí)現(xiàn)材料復(fù)合和改性的基礎(chǔ)手段，但是膠粘劑的種類繁多、結(jié)構(gòu)多樣、性能各異，如何實(shí)現(xiàn)材料的功能化需求，需要探求膠粘劑的結(jié)構(gòu)特性，以此指導(dǎo)相關(guān)工作者正確地選擇、使用膠粘劑，并采用合適的膠合成型工藝，或者通過各種途徑改變膠粘劑的結(jié)構(gòu)，以有效地改善其性能。

納米碳酸鈣（Nano·CaCO₃）是指粒徑介于1～100nm之間的碳酸鈣微顆粒聚集體，粒子超細(xì)化導(dǎo)致晶體結(jié)構(gòu)和表面電子結(jié)構(gòu)改變，產(chǎn)生普通粒子不具有的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)。納米活性碳酸鈣屬于結(jié)構(gòu)和增強(qiáng)型填充劑，能極大地提高膠的粘合性、拉伸強(qiáng)度、模量和硬度。 

影響CaCO₃在膠黏劑中應(yīng)用性能的因素有CaCO₃粒徑、晶型、篩余物、吸油值、pH值、比表面積、水分以及表面改性、分散性等。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(qiáng)作用的因素主要是粒徑、分散性。經(jīng)過實(shí)踐證明，這些和納米碳酸鈣產(chǎn)品密切相關(guān)的因素在膠粘劑生產(chǎn)過程中也可以發(fā)揮積極作用，作為低成本、高效率的產(chǎn)品優(yōu)化策略。

例如，CaCO₃表面改性也會(huì)影響其顆粒對膠體的摻和作用、觸變性和力學(xué)性能。經(jīng)表面改性處理能調(diào)節(jié)CaCO₃產(chǎn)品的粒徑分布、比表面積、吸油及吸水量等。CaCO₃表面改性能使納米CaCO₃在聚合物中具有良好的親和性，但有時(shí)少量覆蓋不完全的CaCO₃粒子能吸附水，從而有助于在CaCO₃粒子之間產(chǎn)生氫鍵網(wǎng)絡(luò)，賦予密封膠凝膠特性等。

2024年4月10日~11日，第三屆全國碳酸鈣產(chǎn)業(yè)高值化發(fā)展交流大會(huì)將在江西·吉安舉行，屆時(shí)江西勢通鈣業(yè)有限公司董事長、教授級高級工程師張華將在大會(huì)上作《納米碳酸鈣在膠粘劑中的應(yīng)用》主題報(bào)告，講解各種膠粘劑體系專業(yè)知識(shí)，分享膠粘劑專用納米碳酸鈣應(yīng)用技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)心得。

專家介紹

張華，男，研究生學(xué)歷，教授級高級工程師，江西勢通鈣業(yè)有限公司董事長，江西省納米碳酸鈣工程技術(shù)研究中心主任，中國無機(jī)鹽工業(yè)協(xié)會(huì)碳酸鈣分會(huì)專家組專家。主要從事納米碳酸鈣產(chǎn)品的研發(fā)，生產(chǎn)及經(jīng)營，2019年評為江西省優(yōu)秀青年企業(yè)家。

發(fā)表學(xué)術(shù)論文10余篇，授權(quán)國家專利20多項(xiàng)，承擔(dān)10多項(xiàng)省市重大重點(diǎn)科研項(xiàng)目，獲國家級獎(jiǎng)項(xiàng)1項(xiàng)，省部級獎(jiǎng)項(xiàng)10多項(xiàng)；是江西省主要學(xué)科學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人，江西省百人遠(yuǎn)航工程人選，廬陵英才D類人選，吉安市“雙百計(jì)劃”高層次人才，永豐縣十佳創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才，湖南大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生校外導(dǎo)師，廈門理工學(xué)院專業(yè)學(xué)位碩士研究生校外導(dǎo)師。

參考來源：

高婕，等：膠粘劑結(jié)構(gòu)與性能概述，廣東省林業(yè)科學(xué)研究院

顏鑫盧云峰等著《輕質(zhì)系列碳酸鈣關(guān)鍵技術(shù)》化學(xué)工業(yè)出版社

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 (中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)

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