導(dǎo)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(dǎo)熱灌封膠分類大全

1.導(dǎo)熱和填料導(dǎo)熱

　　將導(dǎo)熱填料填充在高分子材料基體中制成導(dǎo)熱膠粘劑，其導(dǎo)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(guān)。因此，填料的用量、粒徑、表面處理等均將影響環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱膠粘劑的導(dǎo)熱性能。當(dāng)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(dǎo)熱通路時，導(dǎo)熱性能最佳。通常粒徑越大，越容易形成導(dǎo)熱通路，導(dǎo)熱性能就越好。對于填充型導(dǎo)熱膠粘劑，界面是熱阻形成的主要原因，通過對填料表面進(jìn)行改性，增強(qiáng)界面作用力，可以在一定程度上提高導(dǎo)熱性能。

2.型導(dǎo)熱膠粘劑

　　不使用導(dǎo)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(jìn)而改變結(jié)晶度，從而增強(qiáng)導(dǎo)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(xué)合成法制備的具有高熱導(dǎo)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(jìn)行電子導(dǎo)熱，這類材料通常也具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能. 本征型導(dǎo)熱膠粘劑由于生產(chǎn)工藝過于復(fù)雜、可實(shí)施性差，而不為人們所選擇。

3.填充型導(dǎo)熱膠粘劑

　　通過控制填料在基體中的分布，形成連續(xù)的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而增強(qiáng)膠粘劑的導(dǎo)熱性能。常用的導(dǎo)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(dǎo)熱填料，應(yīng)該具備以下基本要求：高導(dǎo)熱系數(shù)、不與聚合物基體發(fā)生反應(yīng)、化學(xué)和熱穩(wěn)定性良好等。導(dǎo)熱填料與聚合物形成的復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的好壞取決于填料本身的導(dǎo)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(jī)材料的不同，填充型導(dǎo)熱膠粘劑分為導(dǎo)熱絕緣膠粘劑和導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)率高、熱膨脹系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，成為人們研究的熱點(diǎn)，但其價格昂貴，從而限制了其應(yīng)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(dǎo)率高、導(dǎo)電性好，適用于導(dǎo)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(fù)合，得到導(dǎo)熱絕緣膠粘劑。目前，市場上主要導(dǎo)熱膠粘劑都屬于填充型導(dǎo)熱膠粘劑。

二、3種主要灌封膠的比較

優(yōu)缺點(diǎn)

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(hù)，當(dāng)前我們提到他們，則主要是因?yàn)楣喾饽z尤其硅膠越來越多的在動力電池系統(tǒng)中的應(yīng)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(diǎn)：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(diǎn)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(diǎn)：抗冷熱變化能力弱，受到冷熱沖擊后容易產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)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(jī)械應(yīng)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(shí)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(yīng)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(diǎn)：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(jī)硅之間。具備較好的防水防潮、絕緣性。

缺點(diǎn)：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(yīng)用范圍：一般應(yīng)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(jī)、固定轉(zhuǎn)子、電路板、LED、泵等。

2.3有機(jī)硅橡膠

　　優(yōu)點(diǎn)：有機(jī)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(jī)械應(yīng)力并起到減震保護(hù)效果。物理化學(xué)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(dá)20年以上仍能起到較好的保護(hù)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(diǎn)：粘結(jié)性能稍差。

　　應(yīng)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(dǎo)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(jī)硅橡膠將無疑成為敏感電路和電子器件灌封保護(hù)的較佳灌封材料。

性能縱向?qū)Ρ?/span>

成本：有機(jī)硅樹脂＞環(huán)氧樹脂＞聚氨酯；

注：在有機(jī)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(jī)硅樹脂＞聚氨酯；

注：PU因?yàn)槠溆H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(shí)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(jī)硅樹脂＞聚氨酯；

注：加成型的有機(jī)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(jī)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；