纳米碳酸钙在胶粘剂中的应用

胶粘剂与塑料、合成橡胶、合成纤维、涂料并称为五大合成材料，是支撑国民经济发展的重要材料。胶粘剂指能在两个物体表面间形成薄膜并把他们牢固粘接在一起的材料，一般由粘接料（基体树脂）、固化剂、增韧剂、稀释剂、填充剂和改性剂等组分配制而成，广泛应用于包装、电子电器、建筑材料、汽车与交通运输、机械制造、新能源、医疗卫生、航空航天等领域。

碳酸钙可用于多种胶粘剂、密封胶体系

目前，碳酸钙可用于多种胶黏剂/密封材料（树脂）体系，如：聚氨酯、多硫化物、聚硅氧烷、改性聚硅氧烷、聚丁烯、脲醛树脂、酚醛树脂、环氧树脂等，用于有机硅胶、聚氨酯胶、聚硫胶等。

从应用种类和方向来看，碳酸钙依托胶粘剂已经打开了很多细分市场。建筑胶在胶粘剂产品中占比约26.1%，主要应用种类包括：有机硅胶粘剂、环氧树脂胶粘剂、聚氨酯胶粘剂、丙烯酸酯胶粘剂等，这其中碳酸钙是最主要的填料；聚氨酯胶在国内软包装胶粘剂市场占比90%以上，是中高端碳酸钙主要的发展方向之一；汽车用胶基材包含聚氨酯、环氧树脂、有机硅、丙烯酸等。

不同碳酸钙对胶粘剂、密封胶作用类而不同

不同种类的碳酸钙对胶粘剂/密封胶性能的影响不同。纳米碳酸钙粒径小，效果好，制得的密封胶触变性好、拉伸强度和断裂伸长率最高；轻质碳酸钙和重质碳酸钙粒径稍大，效果次于纳米碳酸钙，但其制得的密封胶产品流动性好；轻质碳酸钙制得的密封胶硬度最高，重质碳酸钙制得的密封胶硬度最低。高温处理后，不同碳酸钙制成的硅酮密封胶强度和伸长率都会有所降低；低温处理后，不同碳酸钙制成的硅酮密封胶强度和伸长率都会有所提高。

此外，在胶粘剂中添加纳米碳酸钙晶须，当材料遭到破坏形变时，冲击方向上会出现银纹状突起，这些银纹状突起的存在会吸收大量的冲击能。同时，碳酸钙晶须经表面改性处理后在树脂材料中分散性大幅提高，这些都有利于树脂材料抗冲击性能的提高，即可达到非常好的增韧效果。

纳米碳酸钙推动胶粘剂、密封胶功能优化

当前，随着对材料功能化的迫切需求，针对不同材料的特性进行优化组合和改良设计受到日益广泛的关注。胶粘剂是实现材料复合和改性的基础手段，但是胶粘剂的种类繁多、结构多样、性能各异，如何实现材料的功能化需求，需要探求胶粘剂的结构特性，以此指导相关工作者正确地选择、使用胶粘剂，并采用合适的胶合成型工艺，或者通过各种途径改变胶粘剂的结构，以有效地改善其性能。

纳米碳酸钙（Nano·CaCO3）是指粒径介于1～100nm之间的碳酸钙微颗粒聚集体，粒子超细化导致晶体结构和表面电子结构改变，产生普通粒子不具有的表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应。纳米活性碳酸钙属于结构和增强型填充剂，能极大地提高胶的粘合性、拉伸强度、模量和硬度。

影响CaCO3在胶黏剂中应用性能的因素有CaCO3粒径、晶型、筛余物、吸油值、pH值、比表面积、水分以及表面改性、分散性等。其中影响胶体触变性的因素主要是颗粒形态、吸油值、表面改性和pH值，影响增强作用的因素主要是粒径、分散性。经过实践证明，这些和纳米碳酸钙产品密切相关的因素在胶粘剂生产过程中也可以发挥积极作用，作为低成本、高效率的产品优化策略。

例如，CaCO3表面改性也会影响其颗粒对胶体的掺和作用、触变性和力学性能。经表面改性处理能调节CaCO3产品的粒径分布、比表面积、吸油及吸水量等。CaCO3表面改性能使纳米CaCO3在聚合物中具有良好的亲和性，但有时少量覆盖不完全的CaCO3粒子能吸附水，从而有助于在CaCO3粒子之间产生氢键网络，赋予密封胶凝胶特性等。

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