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结构胶技术发展分析报告
2024-12-17 745

1. 技术概述

1.1 技术关键词

结构胶

1.2 技术概念

结构胶是一种具有高强度、高粘接力和良好耐候性的特殊胶黏剂,主要用于金属、塑料、木材、混凝土等多种材料之间的永久性连接或固定。与普通的胶黏剂相比,结构胶在承受载荷、抵抗环境因素(如温度变化、湿度等)方面表现更为优异,能够满足建筑、汽车制造、航空航天、电子产品等领域对粘接强度和耐久性的严格要求。

结构胶通常由树脂基体(如环氧树脂、聚氨酯等)、固化剂、填料以及各种添加剂组成,通过化学反应硬化形成坚固的连接。根据不同的应用场景和性能需求,结构胶可以被设计成不同硬度、透明度、柔韧性和耐温范围的产品。

1.3 技术背景

结构胶是一种高性能的粘合剂,广泛应用于建筑、汽车制造、航空航天等多个领域。自20世纪中叶开始发展以来,结构胶因其出色的粘接强度和耐久性逐渐成为工业界不可或缺的材料之一。

其核心原理在于通过化学反应或物理固化形成高强度的粘接层,从而实现不同材料间的牢固连接。结构胶能够适应各种基材,如金属、塑料、木材等,并且能在极端温度、湿度等条件下保持稳定性能。此外,结构胶的使用还简化了传统机械连接所需的复杂工艺流程,降低了生产成本,提高了生产效率。

在应用领域方面,结构胶在建筑加固、汽车车身制造、飞机机身装配以及电子产品组装等方面发挥着重要作用。它们不仅提升了产品的整体性能,还推动了轻量化设计的发展。

然而,结构胶也存在一定的局限性,例如在某些特殊环境下可能需要额外的保护措施来延长使用寿命,同时其较高的成本也是一个不可忽视的问题。尽管如此,随着技术进步和新材料的研发,这些局限性正逐步被克服。

从社会经济角度来看,结构胶的应用促进了多个行业的技术革新与发展,为提升产品质量和生产效率做出了重要贡献。未来,随着环保意识的增强和技术的不断进步,开发更加环保、高效的结构胶将是该领域的重要趋势。在市场竞争方面,全球范围内对高性能结构胶的需求持续增长,吸引了众多企业加大研发投入,以期在这一领域占据领先地位。

2. 趋势分析

2.1 研究方向分析

2.1.1 学术论文发表趋势

图片435.png 

2.1.2 近期学术论文

篇名

作者

刊名

发表时间

建筑幕墙用结构胶的相关性能分析

常虎

安徽建筑

2024

动力电池箱体CMT焊接和结构胶工艺应用

侯少杰

汽车实用技术

2023

建筑用改性双酚A型环氧树脂结构胶的制备及性能研究

李文辉

粘接

2023

环氧树脂结构胶的特性与建筑加固应用技术

安亚强, 徐洁


2023

结构胶搭接剪切曲线分析及数值模拟

刘连宝, 魏海波, 李韶乾, 李大鹏, 牛冬妍

中国胶粘剂

2023

基于曲率模态差的隐框玻璃幕墙结构胶损伤识别研究

阎玉芹, 曲京儒, 张鑫


2023

汽车用单组分结构胶的低温楔形冲击剥离研究与探讨

张恒超, 丁万庆, 孙凤海, 韩双福

粘接

2023

J312L结构胶空间辐射环境适应性研究

张静静, 朱旭斌, 李岩, 高鸿, 邢焰

宇航材料工艺

2023

国内动力电池用双组分聚氨酯结构胶研究进展

邓娟, 高燕, 梁彬, 李吉明, 王昌勇

中国胶粘剂

2023

离子导体结构胶的环境可靠性研究

吴敏, 魏勇

中国胶粘剂

2022

2.1.3 研究方向概述与特征

图片434.png 

以上图形显示,在结构胶技术领域中,关键词分布广泛且深入,涵盖了从基础材料到应用领域的多层次研究。具体来看,环氧树脂作为核心材料,不仅自身具有多种类型和功能,还通过不同的固化剂、稀释剂等形成复杂的技术网络。在应用层面,建筑结构胶和环氧结构胶等产品展现了结构胶在不同场景下的多样化需求,如改性环氧、聚氨酯胶等不仅用于建筑领域,也扩展到了金属粘接、石材修补等多个方面。硅酮结构胶则侧重于密封、防火、防水等特定功能,体现了结构胶在提升建筑物和其他结构安全性和耐用性方面的关键作用。

整体而言,该领域的研究方向呈现出从基础材料创新到应用技术拓展的双重趋势。一方面,对环氧树脂等基础材料的研究持续深化,不断探索新的固化机制和性能优化;另一方面,随着建筑、工业制造等领域对高性能、多功能材料的需求增加,结构胶的应用范围也在不断扩大,特别是在提高结构强度、延长使用寿命以及适应极端环境条件等方面展现出显著优势。此外,结构胶粘剂的性能指标如高强度、抗震性能、抗老化性等也成为研究热点,反映了市场对于材料综合性能不断提升的要求。

2.1.4 研究方向重心变化比对

图片433.png 

2.1.5 高成长研究方向简析

通过以上堆叠折线图,我们可以清晰地观察到在结构胶相关的研究中,某些研究方向的热度在近十年间经历了显著的增长。其中,结构胶的研究方向展现出明显的增长趋势,尤其是在2019年至2020年期间出现了较为明显的跃升。然而,若要深入探讨增量最大的研究方向,则需关注那些虽然基数较小,但增长速度更快的研究领域。

在这些研究方向中,硅酮结构密封胶的研究方向虽然整体数量较少,但在特定年份内显示出强烈的增长势头,尤其是从2022年至2023年期间,其数量显著增加。这表明尽管该领域的总体研究热度不及结构胶,但其增长潜力巨大,特别是在最近几年内表现出色。

进一步分析可以发现,围绕结构胶及其相关应用的其他研究方向,如力学性能粘接性能拉伸强度等,也呈现出不同程度的增长。特别是力学性能的研究方向,在2015年至2016年间有显著提升,这可能反映了研究人员对于提高材料性能的兴趣增强。

综上所述,虽然结构胶是该领域最热门的研究方向之一,但硅酮结构密封胶的快速增长趋势值得特别关注。通过持续跟踪这一方向的发展,不仅可以把握当前的技术前沿,还能预测未来可能的技术突破点。此外,结合力学性能粘接性能等方向的研究成果,将有助于全面理解结构胶在不同应用场景中的表现,从而推动该领域的创新与发展。

2.2 技术应用分析

2.2.1 专利法律状态分布

图片432.png 

2.2.2 专利发展轨迹

图片431.png 

2.2.3 发展轨迹分析

基于当前的数据分析,我们可以观察到在结构胶这一技术领域内,专利申请数量呈现出一个先增长后有所回落的趋势。从2013年至2020年,专利申请数量持续上升,这表明结构胶技术在这个时期内得到了快速的发展和广泛的关注。特别是到了2020年,专利申请量达到了2340件,显示出这一领域对创新的高度重视。

然而,自2020年起,虽然专利申请数量依然保持较高水平(除了2022年有显著下降),但整体上呈现出一种波动或稍微下降的趋势,比如2021年的申请量为2569件,而2022年则降至1987件。尽管如此,专利授权数量和授权率在近几年保持相对稳定甚至略有上升,尤其是2020年和2021年的授权占比分别达到了80%74%,显示出了较高的创新质量和技术成熟度。

总体来看,结构胶技术领域的研发活动非常活跃,不仅体现在大量的专利申请上,也体现在高质量的创新成果中。未来,随着技术的不断进步和市场需求的变化,预计该领域的专利活动将继续保持高水平,同时可能会更加注重技术创新的质量而非仅仅数量。

2.3 技术成熟度分析

图片430.png 

根据所掌握的信息,可以预测当前技术发展趋势显示结构胶技术已趋于成熟。从2014年至2023年间,虽然每年的论文发布数量有所波动,但自2015年起,该技术的技术成熟度一直保持在95%,表明结构胶技术的核心问题已经得到解决,技术框架和性能指标基本稳定。这一趋势反映出结构胶材料及其应用领域已经进入了一个相对稳定的阶段,新的突破性进展可能较少。

然而,这并不意味着该领域的研究完全停止或没有发展空间。相反,随着市场和技术环境的变化,可能会出现更多的应用场景探索和优化需求,如提高耐候性、降低成本、开发环保型产品等。此外,尽管基础技术成熟,但在特定行业或特殊环境下,如航空航天、汽车制造等领域,对结构胶的性能要求仍然很高,这将促使相关企业继续投入资源进行深入研究和创新。

因此,预计未来几年内,虽然整体技术成熟度不会显著提升,但在特定应用领域和产品性能优化方面仍存在持续发展的潜力。同时,随着新材料和新工艺的引入,也可能为结构胶技术带来新的发展机遇。

3. 竞合分析

3.1 研发竞合分析

3.1.1 研发头部机构

图片429.png 

3.1.2 头部机构比对分析

机构名称

论文数量

黑龙江省科学院石油化学研究院

21

黑龙江省科学院石油化学研究院

13

东华大学应用化学系

11

北京化工大学材料科学与工程学院

10

本刊编辑部

10

黑龙江省科学院高技术研究院

10

西安近代化学研究所

9

华南理工大学材料科学与工程学院

8

西安工程大学

7

中国建筑科学研究院

6

深入分析所掌握的数据后可发现,尽管不同机构对结构胶的研究投入程度有所不同,但整体上显示出一定的研究活跃度。从数据中可以看出,黑龙江省科学院石油化学研究院和东华大学应用化学系是两个在结构胶研究方面较为活跃的机构,尤其是在2014年至2016年间,这两个机构每年发表的相关研究均超过一定数量,表明它们在这段时间内对该领域的关注较高。

然而,随着时间推移,一些机构如东华大学应用化学系在后续年份中的研究产出明显减少,甚至到2023年时完全停止了相关研究。这可能反映了这些机构在该研究方向上的兴趣转移或资源分配的变化。与此相反,黑龙江省科学院石油化学研究院则在2023年表现出明显的增加趋势,共发表了3篇相关研究,显示出其持续关注并可能加大了对该领域的研究力度。

从增量角度来看,虽然直接比较各机构间的增量需要具体数值,但从趋势上看,黑龙江省科学院石油化学研究院在2023年的表现尤为突出,这可能意味着该机构正在经历一个研究活跃期,或是因为新项目的启动导致了研究产出的显著增加。

综合来看,结构胶作为一个研究方向,在过去十年间得到了来自多个机构的关注。然而,不同机构之间的研究活跃度存在显著差异,有的机构表现出持续的研究兴趣和产出,而有的则显示出周期性的变化。特别是黑龙江省科学院石油化学研究院在最近一年内的表现,显示出了该领域内潜在的竞争动态和研究热点的变化。这不仅反映了各机构在资源分配和战略定位上的差异,也可能预示着未来该领域研究趋势的变化。因此,对于希望进入或加深在这个领域研究的机构来说,密切关注这些变化趋势将是非常重要的。

3.2 应用竞合分析

3.2.1 应用头部企业

图片428.png 

3.2.2 头部企业比对分析

单位名称

申请数量

广州市白云化工实业有限公司

97

杭州之江有机硅化工有限公司

95

杭州之江新材料有限公司

91

陶氏环球技术有限责任公司

59

广州集泰化工股份有限公司

57

天长市永泰密封材料有限公司

55

广东白云科技有限公司

52

哈尔滨永淇化工有限公司

51

湖北回天新材料股份有限公司

42

烟台德邦科技股份有限公司

42

从已有的数据分析来看,在结构胶这一技术领域内,各机构的研发活动呈现出显著的竞争态势。通过对过去十年间(2014年至2023年)的数据分析,可以观察到不同机构在专利申请上的动态变化。其中,增量最大的机构是哈尔滨永淇化工有限公司。尽管其在2023年前大部分年份没有申请任何专利,但在2016年突然爆发,当年申请了51项专利,这表明该公司可能在此期间投入了大量资源进行技术研发和创新。

整体来看,广州市白云化工实业有限公司和杭州之江有机硅化工有限公司在该领域的研发活动中表现尤为活跃,它们持续多年保持较高的专利申请量,显示出这些公司在结构胶技术方面具有较强的竞争力和持续的研发投入。特别是广州市白云化工实业有限公司,从2014年的9项专利增长至2022年的21项,显示出其在行业内的领先地位和技术创新能力。

此外,陶氏环球技术有限责任公司的专利申请数量经历了从2014年的10项到2021年骤降至0的大幅波动,反映出其在该领域的战略调整或资源分配的变化。而天长市永泰密封材料有限公司虽然在2016年申请了30项专利,但随后几年的申请量急剧下降,甚至归零,这可能意味着该公司在该领域的研发投入有所减少或转向其他方向。

总体而言,结构胶技术领域的研发竞争激烈,不仅体现在专利申请的数量上,还体现在申请的连续性和稳定性上。广州市白云化工实业有限公司、杭州之江有机硅化工有限公司等企业凭借持续稳定的高申请量,在竞争中占据了有利位置。同时,像哈尔滨永淇化工有限公司这样的新进入者通过一次性的大量申请也迅速吸引了行业的关注,显示了该领域存在较大的创新空间和发展潜力。

3.3 区域竞合分析

3.3.1 应用专利区域分布

图片427.png 

3.3.2 应用变化比对分析

地域

申请数量

广东

3424

江苏

2987

山东

1777

浙江

1473

安徽

1254

上海

825

湖北

667

河南

638

北京

550

四川

488

通过对相关数据的深入分析,可以发现广东省在结构胶领域的专利申请量呈现显著增长趋势,显示出较强的创新能力和较高的研发投入强度。从2014年至2023年,广东省的专利申请数量经历了从75件到392件的波动上升,尤其在2020年和2021年达到了高峰,分别为508件和596件。这表明广东省不仅是我国结构胶技术研发的重要基地之一,而且在这一过程中保持了强劲的增长势头。

对比其他省份,如江苏省、山东省、浙江省等,尽管这些地区也表现出一定的增长趋势,但其增幅相对较小。例如,江苏省的专利申请数量虽然总体呈上升态势,但其最高值仅为458件(2020年),远低于广东省同期水平。山东省的情况类似,尽管在2023年有所回升至361件,但整体增长幅度不及广东省显著。浙江省则在2021年达到专利申请数量的峰值243件后出现下降,显示出一定的波动性。安徽省、上海市、湖北省、河南省、北京市以及四川省等地的专利申请量相对较低,且增长幅度有限,与广东省相比存在明显差距。

综合来看,广东省在结构胶技术领域的研发活动最为活跃,不仅拥有较高的专利申请量,而且增长速度较快,显示出强大的竞争力和发展潜力。这可能得益于该省较为完善的产业链条、丰富的人才资源以及良好的政策环境等因素的共同作用。对于想要进入或扩大在该领域市场份额的企业而言,广东省无疑是一个值得重点关注的市场。同时,这也反映了国内各省市之间在结构胶技术领域的发展不平衡现象,部分经济较发达地区在技术创新方面占据优势地位。

4. 机会分析

序号

机会名称

机会描述

生成依据

分析类型

1

环氧树脂-聚乙二醇离子导体结构胶

开发一种结合了环氧树脂和聚乙二醇的新型离子导体结构胶,用于需要快速拆卸或更换部件的应用场合,如临时建筑组件、展览设施等。这种材料不仅拥有良好的初始粘接强度,而且能够在特定电压下迅速失去粘附力,便于拆除而不损害基材表面完整性。

1.《离子导体结构胶的环境可靠性研究》一文展示了如何通过引入聚乙二醇与离子液体来制造出可在通电情况下快速分离的高强度环氧结构胶。
2.尽管该配方表现出色,但在极端气候条件下的长期稳定性和耐候性仍有待进一步探索和完善。

融合分析

2

韧性环氧树脂-碳纤维复合材料结构胶

创建一个专为汽车工业设计的新一代韧性环氧树脂为基础的结构胶,它含有适量比例的短切碳纤维作为增强填充物,以提高其抗冲击能力和疲劳寿命,特别适合于电动汽车电池盒及其他关键承重部位的组装作业。

1.根据《韧性环氧树脂结构胶在汽车上的应用》,证明了某些类型的韧性环氧树脂可以在解决车辆顶部附件安装难题方面发挥作用。
2.《增韧剂对预应力碳纤维板材锚固用结构胶性能的影响》指出适当添加增韧成分能够有效改善传统环氧体系存在的脆性问题。

融合分析

3

高耐候性离子导体环氧结构胶

开发一种能够在极端气候条件下保持稳定粘接性能的离子导体环氧结构胶,特别关注于高温高湿条件下的粘接强度维持。

《离子导体结构胶的环境可靠性研究》指出,在55℃95%RH环境下老化48h后,I-EP的粘接强度衰减了近一半,揭示了现有技术在恶劣环境下的局限性。

技术发展

4

韧性增强型环氧树脂结构胶

探索新的添加剂或配方调整策略以进一步提高特定型号韧性环氧树脂结构胶的机械性能,尤其是其抗冲击能力和疲劳寿命。

《韧性环氧树脂结构胶在汽车上的应用》展示了某款韧性环氧树脂结构胶的成功案例,但仍存在改进空间,特别是在更苛刻的应用场景下。

技术发展

5

智能监测用振动响应敏感型结构胶

创造一款内置传感器或标记物的特殊结构胶,以便实时监控建筑物内外部构件间的连接状态变化情况,及时预警可能出现的安全隐患。

《振动测试法在幕墙结构胶粘结玻璃面板坠落风险检测中的应用》证明了利用动力学方法评估已安装好的玻璃幕墙面板是否存在松动的可能性是可行的。

技术比对

6

超薄高强度建筑幕墙专用结构胶

设计出适合应用于现代高层建筑设计中超窄边框窗户系统的极薄但依然拥有足够承重能力和抗变形能力的新一代结构胶产品。

《结构胶粘接厚度对建筑幕墙抗形变能力影响分析》揭示了当结构胶达到一定理想厚度之后继续增加反而会削弱整个系统抵抗外部力量的能力,提示需要找到一个平衡点。

技术比对

5. 应用发展

5.1 技术应用前景

基于所掌握的数据,通过对当前技术现状、发展趋势及竞合等多个方面的深入对比分析,结构胶技术领域展现出广阔的应用前景和持续发展的潜力。

首先,从技术成熟度来看,结构胶技术已经趋于成熟。自2015年起,其技术成熟度一直维持在95%左右,表明该技术的核心问题已被解决,技术框架和性能指标基本稳定。尽管如此,随着市场和技术环境的变化,新的应用场景和优化需求不断涌现,如提高耐候性、降低成本、开发环保型产品等。此外,特定行业如航空航天、汽车制造等对结构胶的性能要求依然很高,这将继续推动相关企业进行深入研究和创新,为技术带来新的发展机遇。

其次,从研究方向的热度分析来看,虽然结构胶是研究的热点,但硅酮结构密封胶的快速增长趋势尤其值得关注。该领域虽然整体研究热度不及结构胶,但其增长潜力巨大,特别是在最近几年内表现优异。结合力学性能粘接性能等方向的研究成果,将进一步推动结构胶在不同应用场景中的表现,促进该领域的创新与发展。

再者,从专利申请和授权数量的角度看,尽管自2020年起专利申请数量有所波动,但整体上仍保持较高水平,特别是专利授权数量和授权率在近几年保持相对稳定甚至略有上升。这表明结构胶技术领域的研发活动非常活跃,不仅体现在大量的专利申请上,也体现在高质量的创新成果中。未来,随着技术的不断进步和市场需求的变化,预计该领域的专利活动将继续保持高水平,同时会更加注重技术创新的质量而非仅仅数量。

最后,从区域发展来看,广东省在结构胶技术领域的研发活动最为活跃,不仅拥有较高的专利申请量,而且增长速度较快,显示出强大的竞争力和发展潜力。这得益于该省较为完善的产业链条、丰富的人才资源以及良好的政策环境等因素的共同作用。因此,广东省无疑是值得重点关注的市场,同时也反映了国内各省市之间在结构胶技术领域的发展不平衡现象,部分经济较发达地区在技术创新方面占据优势地位。

综上所述,结构胶技术领域在未来将面临多方面的机遇和挑战。通过持续的技术创新和优化,结合市场需求的变化,结构胶技术有望在更多领域得到广泛应用,为各行各业提供更高效、更可靠、更环保的解决方案。

5.2 技术发展建议

综合上述分析,针对您的具体情况,我们提出以下技术发展建议:

1.持续关注新兴研究方向

鉴于硅酮结构密封胶的快速增长趋势以及力学性能粘接性能等方向的研究成果,建议您加强在这些领域的研发投入。特别是硅酮结构密封胶的研究,虽然目前整体热度不如结构胶,但其增长潜力巨大,尤其是在最近几年内表现出色。通过持续跟踪这一方向的发展,可以把握当前的技术前沿,预测未来可能的技术突破点,进而推动相关技术和产品的创新。

2.提高材料性能和应用范围

鉴于结构胶技术已趋于成熟,但仍有提升空间,建议重点研究如何提高结构胶的耐候性、降低生产成本、开发环保型产品。特别是在特定行业如航空航天、汽车制造等对结构胶的性能要求极高的领域,通过技术创新和工艺改进,开发出满足这些特殊需求的产品,将有助于提高市场竞争力。

3.强化专利布局

尽管专利申请数量在2020年后有所波动,但专利授权数量和授权率保持稳定,说明结构胶技术领域的创新质量较高。建议您加强专利布局,不仅要注重专利申请的数量,更要重视专利的质量和实用性。通过高质量的专利保护,可以有效防止竞争对手模仿,同时也能为未来的市场扩展奠定坚实的基础。

4.积极拓展市场

鉴于广东省在结构胶技术领域的研发活动最为活跃,建议您积极开拓广东省乃至整个华南地区的市场。广东省完善的产业链条、丰富的人才资源以及良好的政策环境,为企业发展提供了得天独厚的条件。同时,可以考虑与其他省份或地区建立合作关系,共同推进结构胶技术的应用和发展。

5.关注区域发展不平衡现象

尽管广东省在结构胶技术领域占据优势地位,但国内其他省份和地区也在积极发展相关技术。建议您密切关注国内各省市在结构胶技术领域的动态,及时调整市场策略,以应对不同地区的竞争压力。同时,也可以考虑通过合作或并购等方式,整合国内外优质资源,加速技术进步和市场扩张。

6.加强产学研合作

结构胶技术的发展离不开高校和科研机构的支持。建议您加强与高等院校和科研院所的合作,共同开展技术研发和成果转化工作。通过产学研合作,可以充分利用各方优势资源,加快技术创新步伐,提高产品的市场竞争力。

通过上述建议的实施,相信您可以更好地把握结构胶技术的发展机遇,推动企业在激烈的市场竞争中取得更大的成功。



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关键词:结构胶,报告,关键词,耐候性
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