從傳統鉚接到現代粘接，技術的革新正在悄然改變生產邏輯?！半[形”連接材料——膠粘劑，在許多場景下可以替代傳統螺釘和焊接，廣泛使用于各行各業。

△ 圖片來源：念凱科技官網、網絡圖片

膠粘劑（adhesive）又叫粘合劑，是通過界面的粘附和物質的內聚等作用，能使兩種或兩種以上的制件或材料粘接在一起的天然的或合成的、有機的或無機的一類物質。這種通過膠粘劑在材料間形成分子級結合的連接方式稱為粘接技術。與傳統機械連接和焊接相比，粘接技術具有對零件無熱危害和形變、不破壞基材、應力分布均勻的優勢，其主要形式分為兩種：非結構型粘接和結構型粘接。

●非結構型粘接主要是指表面粘涂、密封和功能性粘接。典型的非結構膠包括表面粘接用膠粘劑、密封膠和導電膠粘劑等，其強度較低、耐用性差，不可以用于零部件粘接；

●結構型粘接是將結構單元用膠粘劑牢固地固定在一起的粘接現象。所用的結構膠粘劑及其粘接點必須能傳遞結構應力，能承受較大荷載，且耐老化、耐疲勞、耐腐蝕，在預期壽命內性能穩定，適用于承受高強力的結構件粘接。

△ 密封膠（左）；結構膠（右） （來源：網絡圖片）

隨著粘接技術的不斷突破，粘接正從“輔助工藝”升級為核心制造技術。膠粘劑作為粘接技術中重要的“隱形”連接材料，具有施工簡單、成本低、效益高、重量輕等優點，可在相對較低的溫度下實現接合，同時在較寬的溫度范圍內保持可靠的粘接強度，因此逐漸成為了電焊焊接、鉚合、螺栓、螺釘連接等傳統技術的高效替代方法。

在實際應用中，許多領域都涉及高溫環境，高溫環境下粘接材料的穩定性和可靠性都將面臨嚴峻挑戰，傳統的膠粘劑粘接部位易出現松動、脫落甚至失效等情況。耐高溫膠粘劑能有效應對高溫環境的粘接需求，在金屬、陶瓷、復合材料等各類耐高溫結構材料連接領域備受關注。

耐高溫膠粘劑

通常，把能在200~1800℃高溫條件下長期使用時其物理化學性質仍能滿足使用要求的一類膠粘劑稱為耐高溫膠粘劑，因其具有優異的耐高溫性、耐老化性、良好的粘接強度和一定的韌性，是高溫環境下粘接材料的理想選擇，目前在航空航天、工業、電子電器領域都有廣泛應用。

△ 市面上部分耐高溫膠粘劑產品 （來源：產品官網）

耐高溫膠粘劑可主要分為有機和無機兩大類，其耐高溫性能取決于其化學成分和工藝配方。

●有機耐高溫膠粘劑主要包括環氧樹脂、酚醛樹脂、有機硅（硅橡膠型、硅樹脂型）以及雜環類，這類膠粘劑在高溫環境下的穩定性相對較差，通常耐高溫性能在150℃左右，200~300℃即失效，在科研領域常通過樹脂改性來改善其耐高溫性能；

●無機耐高溫膠粘劑主要包括硅酸鹽類、磷酸鹽等。這類膠粘劑雖韌性較差，但具有優異的耐高溫、耐燒蝕性能，耐溫范圍可高達1000℃以上，高溫環境下仍能保持良好的粘接性能和機械強度，且具有原材料豐富、成本低廉、環保友好（無VOC）等優點，因此常用于極端高溫環境下的結構粘接材料。

武漢先進院研發團隊分析對比了目前市面上三種主要的耐高溫膠粘劑體系：有機硅樹脂、硅酸鹽及磷酸鹽體系。其中，無機耐高溫膠粘劑的耐溫度更高、高溫穩定性更好，可耐高溫達1000℃以上，且制備工藝簡單，適合工業化生產。通過市場調研與分析，研發團隊選定無機體系中具有典型代表的硅酸鹽體系進行無機耐高溫膠粘劑相關技術開發。

△ 三種主要耐高溫膠粘劑體系對比 （來源：武漢先進院）

無機耐高溫膠粘劑應用介紹

無機耐高溫膠粘劑作為一種高性能粘接材料，憑借其卓越的耐高低溫性能，以及粘結強度高、化學穩定性好、耐燒蝕、耐老化等特點，在極端環境下具有獨特的應用優勢，適用于家用電器、航空航天、能源電力、電子、汽車、冶金等領域，可粘接剛玉、石墨、金屬等材料，并用于高溫爐窯內襯修補及金屬表面防氧化涂層等。使用時可根據溫度需求選擇，具體應用如下：

●家用電器（200～500℃）：主要用于電磁爐、微波爐、烤箱、微晶面板、五金玻璃面板等底板密封粘接；

●航天航空（＞1000℃）：發動機高溫部件粘接與密封、航天器熱防護系統安裝、高溫傳感器固定等，特別是作為航空航天飛行器耐高溫承力結構件制造中重要的結構粘接材料；

●能源電力（＞400℃）：鍋爐、窯爐內襯修復與粘接、熱電偶固定與密封、高溫管道修補與連接等；

●電子器件（100～300℃）：高溫電子元件封裝、發熱體固定、絕緣材料粘接等；

●汽車制造（200～600℃）：排氣系統高溫部件粘接、渦輪增壓器維修、制動系統高溫部位固定等；

●冶金工業（＞1000℃）：煉鋼設備維修、高溫爐窯砌筑、金屬與陶瓷間高溫連接等。

△ 無機耐高溫膠粘劑應用圖示 （來源：武漢先進院）

市場概況

隨著全球制造業向高性能、高可靠性方向發展，耐高溫膠粘劑市場正迎來快速增長期。2024年全球耐高溫無機膠粘劑市場規模已達數十億元人民幣，雖規模小于有機類產品，但在特定高溫應用領域占據不可替代的地位。其中，亞太地區是無機耐高溫膠粘劑最大的消費市場，占全球總消費量的40%以上，這主要得益于中國、印度等國家快速增長的制造業需求；北美和歐洲市場則更加注重產品的高端應用和技術創新，主要應用集中在航空航天和能源領域。

目前，全球無機耐高溫膠粘劑行業集中度較高，主要廠商包括Almatis、ZIRCAR Ceramics、Kuraray、Imerys Group和Shreejichemicals等。這些企業在技術積累和專利布局方面具有明顯優勢，尤其在超高溫領域形成了一定的技術壁壘。相比之下，中國本土企業規模普遍較小，但在某些細分領域（如硅酸鹽膠粘劑）已具備較強競爭力，并通過性價比優勢逐步擴大市場份額，市場潛力巨大。

武漢先進院技術儲備

武漢先進院依托材料人工智能和粘接技術領域強大的研發團隊和豐富的產業化經驗，基于自研材料大模型開發了膠粘劑中試智能體和工作流，形成了系列成套粘接技術體系。其中，研發團隊成功實現陶瓷化耐高溫結構膠的技術開發，可適用于300～500℃中溫段耐高溫場景下的結構型粘接，產品性能優異，可廣泛使用于各種行業。

△ 陶瓷化耐高溫結構膠指標參數 （來源：武漢先進院）

△ 陶瓷化耐高溫結構膠樣品（左）；燃氣灶火蓋粘接應用實拍圖（右）（來源：武漢先進院）

我院開發的陶瓷化耐高溫結構膠是一種無機類（硅酸鹽體系）的膠粘劑，對金屬和無機非金屬材料具有良好的粘接性，可常溫固化，其長期工作溫度可達到400℃以上，接觸明火不會分解，抗冷熱沖擊和機械沖擊性能良好。對于高溫場景下有機類膠粘劑無法使用的情況，陶瓷化耐高溫結構膠具有較高的替代性，目前已成功應用于燃氣灶火蓋粘接，可實現傳統螺釘結構的連接替代。

此外，研發團隊針對不同行業高溫場景的用膠工藝進行持續探索，可定制開發用于不同領域的硅酸鹽、磷酸鹽體系高溫膠，溫度覆蓋300~1000℃，可根據需求進行性能調控，滿足不同場景下的應用要求。