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導熱灌封膠分類大全

發(fā)布時間:2020-05-18 01:05:26

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來源:威凱樹脂膠網(wǎng)

一、常見導熱灌封膠分類大全

1.導熱和填料導熱

　　將導熱填料填充在高分子材料基體中制成導熱膠粘劑，其導熱性能主要取決于填料的種類，還與填料在基體中的分布等有關。因此，填料的用量、粒徑、表面處理等均將影響環(huán)氧樹脂導熱膠粘劑的導熱性能。當填料可以均勻分布在環(huán)氧樹脂基體中并且可以使填料在合適的用量下形成導熱通路時，導熱性能最佳。通常粒徑越大，越容易形成導熱通路，導熱性能就越好。對于填充型導熱膠粘劑，界面是熱阻形成的主要原因，通過對填料表面進行改性，增強界面作用力，可以在一定程度上提高導熱性能。

2.型導熱膠粘劑

　　不使用導熱填料，僅僅依靠聚合物在成型加工過程中通過改變分子鏈結(jié)構(gòu)，進而改變結(jié)晶度，從而增強導熱性能。高聚物由于相對分子質(zhì)量的多分散性，很難形成完整的晶格。目前，通過化學合成法制備的具有高熱導率的結(jié)構(gòu)聚合物主要有聚苯胺、聚乙炔、聚吡咯等，它們主要依靠分子內(nèi)共軛Ⅱ鍵進行電子導熱，這類材料通常也具有優(yōu)良的導電性能. 本征型導熱膠粘劑由于生產(chǎn)工藝過于復雜、可實施性差，而不為人們所選擇。

3.填充型導熱膠粘劑

　　通過控制填料在基體中的分布，形成連續(xù)的導熱網(wǎng)絡，進而增強膠粘劑的導熱性能。常用的導熱填料有金屬材料（Fe、Mg、Al、Cu、Ag）、碳基材料( 碳納米管、石墨烯、石墨)、氧化物（Al2O3、ZnO、BeO、SiO2）、氮化物（AlN、BN、Si3N4）。其中金屬材料與碳基材料多為非絕緣材料，金屬氧化物、氮化物多為絕緣材料。作為導熱填料，應該具備以下基本要求：高導熱系數(shù)、不與聚合物基體發(fā)生反應、化學和熱穩(wěn)定性良好等。導熱填料與聚合物形成的復合材料導熱性能的好壞取決于填料本身的導熱率、填料在基體樹脂中的填充情況、填料與基體之間的相互作用。根據(jù)填充無機材料的不同，填充型導熱膠粘劑分為導熱絕緣膠粘劑和導熱非絕緣膠粘劑。常用的絕緣填料有Al2O3、AlN、SiO2 等，非絕緣填料有Ag、Cu、石墨、碳納米管等。

　　氧化物絕緣材料中氧化鈹熱導率最高，但由于毒性較大而不被人們所使用。氧化硅、氧化鋁具有優(yōu)良的電絕緣性能，而且價格低廉，得到了廣泛使用。氮化物絕緣材料中氮化硅、氮化硼由于熱導率高、熱膨脹系數(shù)低等優(yōu)點，成為人們研究的熱點，但其價格昂貴，從而限制了其應用于工業(yè)生產(chǎn)。對于非絕緣填料來說，碳基材料主要有石墨烯，其熱導率高、導電性好，適用于導熱非絕緣膠粘劑。也可以將石墨烯與電絕緣性能優(yōu)良的聚合物復合，得到導熱絕緣膠粘劑。目前，市場上主要導熱膠粘劑都屬于填充型導熱膠粘劑。

二、3種主要灌封膠的比較

優(yōu)缺點

灌封膠是一個廣泛的稱呼, 原來主要用于電子元器件的粘接,密封,灌封和涂覆保護，當前我們提到他們，則主要是因為灌封膠尤其硅膠越來越多的在動力電池系統(tǒng)中的應用。

灌封膠材料可分為：

環(huán)氧樹脂灌封膠：單組份環(huán)氧樹脂灌封膠，雙組份環(huán)氧樹脂灌封膠；

硅橡膠灌封膠：室溫硫化硅橡膠，雙組份加成形硅橡膠灌封膠，雙組份縮合型硅橡膠灌封膠；

聚氨酯灌封膠：雙組份聚氨酯灌封膠；

2.1環(huán)氧樹脂

優(yōu)點：環(huán)氧樹脂灌封膠多為硬性，也有極少部分改性環(huán)氧樹脂稍軟。該材質(zhì)的較大優(yōu)點在于對材質(zhì)的粘接力較好以及較好的絕緣性，固化物耐酸堿性能好。環(huán)氧樹脂一般耐溫100℃。材質(zhì)可作為透明性材料，具有較好的透光性。價格相對便宜。

缺點：抗冷熱變化能力弱，受到冷熱沖擊后容易產(chǎn)生裂縫，導致水汽從裂縫中滲人到電子元器件內(nèi)，防潮能力差；固化后膠體硬度較高且較脆，較高的機械應力易拉傷電子元器件；環(huán)氧樹脂一經(jīng)灌封固化后由于較高的硬度無法打開，因此產(chǎn)品為“終身”產(chǎn)品，無法實現(xiàn)元器件的更換；透明用環(huán)氧樹脂材料一般耐候性較差，光照或高溫條件下易產(chǎn)生黃變。

應用范圍：一般用于LED、變壓器、調(diào)節(jié)器、工業(yè)電子、繼電器、控制器、電源模塊等非精密電子器件的灌封。

2.2聚氨酯

優(yōu)點：聚氨酯灌封膠具有較為優(yōu)異的耐低溫性能，材質(zhì)稍軟，對一般灌封材質(zhì)均具備較好的粘結(jié)性，粘結(jié)力介于環(huán)氧樹脂及有機硅之間。具備較好的防水防潮、絕緣性。

缺點：耐高溫能力差且容易起泡，必須采用真空脫泡；固化后膠體表面不平滑且韌性較差，抗老化能力、抗震和紫外線都很弱、膠體容易變色。

應用范圍：一般應用于發(fā)熱量不高的電子元器件的灌封。變壓器、抗流圈、轉(zhuǎn)換器、電容器、線圈、電感器、變阻器、線形發(fā)動機、固定轉(zhuǎn)子、電路板、LED、泵等。

2.3有機硅橡膠

　　優(yōu)點：有機硅灌封膠固化后材質(zhì)較軟，有固體橡膠和硅凝膠兩種形態(tài)，能夠消除大多數(shù)的機械應力并起到減震保護效果。物理化學性質(zhì)穩(wěn)定，具備較好的耐高低溫性，可在-50~200℃范圍內(nèi)長期工作。優(yōu)異的耐候性，在室外長達20年以上仍能起到較好的保護作用，而且不易黃變。具有優(yōu)異的電氣性能和絕緣能力，灌封后有效提高內(nèi)部元件以及線路之間的絕緣，提高電子元器件的使用穩(wěn)定性。具有的返修能力，可快捷方便的將密封后的元器件取出修理和更換。

缺點：粘結(jié)性能稍差。

　　應用范圍：適合灌封各種在惡劣環(huán)境下工作以及高端精密/敏感電子器件。如LED、顯示屏、光伏材料、二極管、半導體器件、繼電器、傳感器、汽車安定器HIV、車載電腦ECU等，主要起絕緣、防潮、防塵、減震作用。

隨著電子科技的大跨步式發(fā)展，由于具備諸多優(yōu)異性能，有機硅橡膠將無疑成為敏感電路和電子器件灌封保護的較佳灌封材料。

性能縱向?qū)Ρ?/span>

成本：有機硅樹脂＞環(huán)氧樹脂＞聚氨酯；

注：在有機硅樹脂中縮合型的成本接近了環(huán)氧樹脂，而改性后的環(huán)氧樹脂也接近了PU；

工藝性：環(huán)氧樹脂＞有機硅樹脂＞聚氨酯；

注：PU因為其親水性，必須有真空干燥才能得到比較好的固化物，如無需真空和干燥的成本又實在太高，所以熱溶膠雖然是加熱溶解澆注，但總體來看其可操作性還是比PU的簡單的多；

電氣性能：環(huán)氧樹脂樹脂＞有機硅樹脂＞聚氨酯；

注：加成型的有機硅或者是石蠟等類型的熱溶膠，有的電氣特性甚至比環(huán)氧的還要高，例如表面電阻率；

耐熱性：有機硅樹脂＞環(huán)氧樹脂＞聚氨酯；

注：低廉價格的PU其耐熱比熱溶膠好不了多少；