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納米碳酸鈣在膠粘劑中的應(yīng)用


來(lái)源:中國(guó)粉體網(wǎng)   昧光

[導(dǎo)讀]  4月10日~11日,第三屆全國(guó)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。

中國(guó)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(guó)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(shù)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,碳酸鈣用于多種膠黏劑/密封材料樹(shù)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(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)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(lái)看,碳酸鈣依托膠粘劑已經(jīng)打開(kāi)了很多細(xì)分市場(chǎng)。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(shù)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(guó)內(nèi)軟包裝膠粘劑市場(chǎng)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(shù)脂、有機(jī)硅、丙烯酸等。

 

不同碳酸鈣對(duì)膠粘劑、密封膠作用類而不同

 

不同種類的碳酸鈣對(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(shù)脂材料中分散性大幅提高,這些都有利于樹(shù)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(duì)材料功能化的迫切需求,針對(duì)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(guò)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1100nm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(guò)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(guò)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(duì)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(guó)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(shì)通鈣業(yè)有限公司董事長(zhǎng)、教授級(jí)高級(jí)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(jí)高級(jí)工程師,江西勢(shì)通鈣業(yè)有限公司董事長(zhǎng),江西省納米碳酸鈣工程技術(shù)研究中心主任,中國(guó)無(wú)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(yíng),2019年評(píng)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(guó)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(guó)家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)1項(xiàng),省部級(jí)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(mén)理工學(xué)院專業(yè)學(xué)位碩士研究生校外導(dǎo)師。

 

參考來(lái)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

粉體網(wǎng)等


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