膠黏劑是六大高分子材料之一，主要由粘結物質、固化劑、增韌劑、稀釋劑、填料和改性劑等組成，而填料是一種在膠粘劑組分中不和主體材料起化學反應，但又可以改變其性能，降低成本的一種固體材料。
 
1、膠黏劑常用的礦物填料
 
　　膠黏劑種類繁多，不同用途的膠黏劑所用填料也各不相同，并且填料的種類、用量對膠黏劑的性能也有很大的影響。
 

▼膠黏劑中常用的礦物填料、用量

　　從功能特性的角度，膠黏劑用填料可分為：

提高其抗沖擊性能的填料有：石棉纖維、玻璃纖維、碳酸鈣、云母粉、鋁粉等；
提高其硬度與抗壓性能的填料有：金屬及其氧化物、石英砂、氧化鉻粉、瓷粉、鐵粉、水泥、碳化硼等；
提高其耐磨性的填料有：石墨粉、滑石粉、碳酸鈣、二硫化鉬等；
提高其耐熱性能的填料有：石棉粉、硅膠粉、酚醛樹脂、瓷粉、二氧化鈦粉等；
增加其粘附力的填科有：氧化鋁粉、瓷粉、鈦白粉等；
增加其導熱性的填料有：鋁粉、銅粉、鐵粉、銀粉、炭黑、石墨粉等；
增加其導電性的填料有：炭黑、石墨、碳纖維、碳納米管、銀粉等；
增加其潤滑性的填料有：石墨粉、高嶺土、滑石粉、二硫化鋁粉；
增加其導磁性的填料有：磁鐵礦粉等磁性物質。
 
2、填料在膠黏劑中的功能和要求
 
　　在膠粘劑中加入礦物粉體材料，可增加其稠度，降低熱膨脹系數，減少收縮性，提高抗沖擊強度和機械強度，同時降低生產成本。
 

▼常用填料的種類、用量及作用

 
（1）提高膠粘劑力學性能，起補強效果
 
　　有些聚合物分子間的相互作用力較弱，內聚能低，因此力學性能不高。選擇適當顆粒大小的填料，能起到補強效果。由于填料粒子的活性表面能與若干大分子鏈相結合，形成交聯結構。當其中一條分子鏈受到應力時，可通過交聯點將應力分散、傳遞到其他分子上。若其中某一條鏈發生斷裂，其他鏈仍起作用，不至于馬上危及整體，故可以大幅度地提高膠粘劑的力學性能。常用的填料，如金屬粉末、金屬氧化物等均可提高膠黏劑的壓縮強度、尺寸穩定性，但也會降低膠粘劑的某些性能，如剝離強度等。有機硅及橡膠中加入炭黑、白炭黑、碳酸鈣等可提高拉伸強度、硬度和耐磨性。
 
（2）降低膠粘劑熱膨脹系數和固化收縮率
 
　　膠體在固化過程中會因為化學作用而引起體積收縮，除此之外，由于膠粘劑與被膠物的不同的熱膨脹系數，還會產生熱收縮。這兩種收縮均會在膠層中產生內應力，造成應力集中，以至于引起膠層開裂或接頭破壞，直接影響膠接接頭的使用壽命。填料可以調節固化過程的收縮率，減少膠粘劑和被膠物之間熱膨脹系數的差別，并且阻止裂縫延伸，因此可以顯著提高膠接強度尤其是高溫下的剪切強度。
 
（3）增加膠的粘度，改善觸變性，改善操作工藝
 
　　加入填料可以起到增稠作用，避免膠液因在固化過程中流動而造成缺膠。還可改善膠液的觸變性能，以控制膠液的流動性，調節固化速度，延長使用壽命，利于操作施工。
 
（4）賦予膠粘劑新的功能
 
　　在膠水中加入導電良好的金屬粉末如銀粉，可配制成導電膠黏劑；導熱粉如銅粉、鋁粉、氧化鋁、氧化鎂、GD導熱劑等作填料，改善膠粘劑的導熱性；阻燃粉如氫氧化鋁等填料，提高膠粘劑的阻燃性；當加入特殊的導電炭黑、碳基鐵粉、磁粉作填料，則可制取特殊場合使用的導電或導磁膠粘劑；環氧樹脂中加入鉻酸鋅，提高強度保持率；加入Zr（SO3）2可降低環氧樹脂的吸水性。有的填料還可起到改善膠接接頭耐濕熱老化和耐鹽霧的作用。
　　膠黏劑企業在選用非金屬礦物粉體材料作為填料時，會注意以下要求：
 
（1）符合膠粘劑的特殊要求，如導電性、耐熱性等。
（2）與膠粘劑量中的其它組分不起化學反應。
（3）易于分敬，且與粘料有良好的潤滑性。
（4）不舍水分、油脂和有害氣體，不易吸濕變化。
（5）無毒。
（6）具有一定的物理狀態，如粉狀填料的粒度大小均勻等。
（7）成本低廉，來源廣泛，加工方便。
 
3、膠黏劑用礦物填料的市場前景
 
　　2014年，全球膠粘劑需求達1900萬噸，中國膠類產品的消費量占到了整個亞太地區的2/3，是名副其實的用膠大國。預計到2020年，我國膠粘劑的總產量可達1034萬噸，而膠黏劑的應用市場也在不斷擴大。
　　以光伏行業為例：膠粘劑是太陽能和風能組件必不可少的粘接封裝材料，其邊框與玻璃間粘接主要采用硅酮膠，預計2016年硅酮膠作為光伏行業粘接封裝材料的市場份額約為97%左右，未來仍是市場主流，而硅酮膠一般是以碳酸鈣作為填料。
　　中國是世界最大的用膠國家，隨著光伏、建筑、汽車等行業的快速發展，膠黏劑市場前景將非常廣闊，非金屬礦物和粉體材料企業應抓住此大好時機，積極推進非金屬礦物粉體材料在膠黏劑行業的應用。
 
編輯整理：粉體技術網
 

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