耐高溫粘合劑:更好地滿足不同行業(yè)的高溫應(yīng)用要求

文/DELO（德路工業(yè)粘合劑）

如今，汽車工業(yè)、機(jī)械工程和電力電子等行業(yè)正面臨著越來越多的高溫應(yīng)用場(chǎng)合，用戶們期望粘合劑在高溫下仍保持理想的性能。為此，一系列可滿足建造、密封和封裝要求的粘合劑產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。

許多應(yīng)用都有高溫要求

如今，很多行業(yè)都需要使用耐高溫 (HT) 粘合劑。例如，在汽車工業(yè)中，需要將粘合劑用于高溫環(huán)境下的發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣管理系統(tǒng)中的傳感器上。這使得粘合劑不僅要承受高溫，還要面對(duì)腐蝕性化學(xué)物質(zhì)所帶來的挑戰(zhàn)。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的其他部件中也需要使用粘合劑。最近，一些汽車中引入的新冷卻系統(tǒng)對(duì)溫度的要求再次提高。這些新型系統(tǒng)更強(qiáng)大，產(chǎn)生的熱量也更多，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的其他部件所產(chǎn)生的影響也更大,因此需要性能更優(yōu)的粘合劑產(chǎn)品。

另一方面，機(jī)械或工具中使用的電動(dòng)機(jī)也正日益變得強(qiáng)勁，所產(chǎn)生的熱量也更多。與此同時(shí)，更緊湊的設(shè)計(jì)也會(huì)累積更多的熱量。因此,對(duì)于粘接磁體或?qū)⑥D(zhuǎn)子固定在軸上的應(yīng)用來說，耐高溫粘合劑的性能非常關(guān)鍵。除此以外，耐高溫粘合劑還可以在工具領(lǐng)域作為一種密封劑，用于固定緊湊型角磨機(jī)馬達(dá)中轉(zhuǎn)子的銅線，這些銅線會(huì)在設(shè)備工作時(shí)變得非常熱，而粘合劑需要保護(hù)銅線免受由吸入空氣攜帶的磨料顆粒所造成的磨損。

此外，耐高溫粘合劑在電力電子設(shè)備中也得到了廣泛使用，如軌道車輛和石油鉆井設(shè)備，這些設(shè)備強(qiáng)大的能量很輕易就會(huì)使電氣元件工作溫度超過200 ℃，因此耐高溫粘合劑的性能對(duì)于這些設(shè)備而言至關(guān)重要。

暴露在高溫下：汽車中的MAP 傳感器將夾帶的氣團(tuán)傳遞到發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，這些傳感器中需要使用耐高溫粘合劑（圖片來自DELO）

什么才是耐高溫粘合劑？

為了理解耐高溫粘合劑的原理，了解3個(gè)術(shù)語(yǔ)的含義是很有幫助的。首先是耐溫性，該性能表示即使經(jīng)過高溫下儲(chǔ)存，粘合劑能夠保持其粘接特性和內(nèi)聚特性的程度。

第二個(gè)是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。對(duì)于聚合物材料，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是其從玻璃態(tài)或剛性轉(zhuǎn)變?yōu)楦浕蚋袕椥缘臓顟B(tài)所對(duì)應(yīng)的溫度值。在這一點(diǎn)上，其力學(xué)和物理性能會(huì)發(fā)生顯著變化。因此，除了一些即使超過該臨界值也幾乎不會(huì)改變性能的材料外，高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是粘合劑擁有高溫穩(wěn)定性的重要先決條件。

第三個(gè)是高溫穩(wěn)定性。該性能表示在溫度的影響下粘合劑直接達(dá)到的穩(wěn)定性。真正的耐高溫粘合劑需要兼具卓越的耐溫性和高溫穩(wěn)定性。

工程師們?cè)陔妱?dòng)機(jī)上越來越依賴于耐高溫粘合劑（圖片來自DELO)

用對(duì)粘合劑

聚氨酯是一種常見的結(jié)構(gòu)粘合劑，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，這類粘合劑并不適合高溫環(huán)境。它們不僅吸收水分，而且在高溫的影響下會(huì)變軟、易彎曲。

光固化丙烯酸酯既可用作密封劑，也可用作粘合劑。這種類型的最耐熱產(chǎn)品適合高達(dá)150 ℃的工作環(huán)境，這意味著它們也不太符合對(duì)耐高溫粘合劑的定義。

而基于甲基丙烯酸酯的厭氧固化粘合劑就屬于此定義范圍內(nèi)，適用于正常要求下高達(dá)200 ℃的工作環(huán)境。如果出于效率的原因，需要整合常見的光固化組分，那么閾值為180 ℃。

硅樹脂在寬泛的溫度范圍內(nèi)擁有優(yōu)異的力學(xué)穩(wěn)定性，適用于高達(dá)300 ℃的應(yīng)用。但是，它們的強(qiáng)度一般都很低，僅適用于密封或灌封。這些性能是由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度決定的。硅樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度通常是-70 ℃，這意味著超過這一溫度，它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中是有彈性的，這對(duì)其作為密封劑有積極的影響，因?yàn)榧词乖诼饵c(diǎn)以下它們也會(huì)保持彈性。但是，由于其固化緩慢以及易膨脹的特性，也會(huì)有一定的局限性。

在大多數(shù)情況下，熱固化、單組分環(huán)氧樹脂粘合劑是溫度超過200 ℃的應(yīng)用的首選粘合劑。近年來，行業(yè)的發(fā)展明顯提升了這類粘合劑的性能。這類粘合劑主要有兩種類型，一種是采用了胺類硬化劑的環(huán)氧樹脂體系，另一種是采用了酸酐硬化劑的環(huán)氧樹脂體系。用戶可以根據(jù)具體的應(yīng)用進(jìn)行選擇。一般，結(jié)構(gòu)化的應(yīng)用常采用帶有胺類硬化劑的環(huán)氧樹脂。這類粘合劑擁有優(yōu)異的耐沖擊性能，這是動(dòng)態(tài)負(fù)載（如出現(xiàn)在電動(dòng)機(jī)中）的一個(gè)重要先決條件，如在表面磁體的粘合中。而帶有酸酐硬化劑的環(huán)氧樹脂體系交聯(lián)更為緊密，這使得這些產(chǎn)品雖然應(yīng)力較不均衡，但非常堅(jiān)硬，這造就了極好的高溫密封劑，使得這些產(chǎn)品對(duì)汽油、齒輪油或酸等腐蝕性化學(xué)物質(zhì)具有很強(qiáng)的耐受性。一些新的環(huán)氧體系粘合劑產(chǎn)品使用溫度高達(dá)250 ℃。

DELO公司能為市場(chǎng)提供包含上述粘合劑類型在內(nèi)的廣泛的產(chǎn)品組合，如：

1.DELO DUALBOND：這是一款具有優(yōu)異耐高溫性的粘合劑，非常適合于在零部件有較大陰影區(qū)域而無法實(shí)現(xiàn)單純光固化的情況下使用。這款粘合劑可應(yīng)用于多種基材的粘接，在灌封以及密封過程中具有良好的流動(dòng)性，使得后續(xù)固化過程中能實(shí)現(xiàn)靈活的可置性。這款產(chǎn)品可通過光與熱、光與濕氣的形式進(jìn)行固化。

2.DELO MONOPOX：這是一款單組分粘合劑，擁有優(yōu)異的力學(xué)及電子特性。從環(huán)氧樹脂和胺粘合劑到mCD-粘合劑、熱固化陽(yáng)離子系統(tǒng)以及熱固化丙烯酸酯，它具有多種單組分化學(xué)成分，在高溫條件下具有良好的穩(wěn)定性。同時(shí)，DELO MONOPOX也是一款具有出色導(dǎo)電性能以及粘接性能的導(dǎo)電膠，且兼具耐化學(xué)性及耐高溫性，非常適用于汽車和微電子行業(yè)應(yīng)用。

3.DELO PHOTOBOND：這種光敏性丙烯酸酯可在室溫下通過紫外線和/或可見光固化，適用于玻璃、陶瓷、金屬、塑料和木頭等不同材質(zhì)的粘接。應(yīng)用時(shí)，粘接的部件至少有一個(gè)要由可透光材料制成。其快速的固化有助于縮短生產(chǎn)周期。

4. DELO KATIOBOND：這是一款廣譜光固化和紫外線固化環(huán)氧樹脂粘合劑。這一產(chǎn)品系列包括適用于汽車和光電工業(yè)領(lǐng)域復(fù)雜任務(wù)的粘合劑、為快速內(nèi)聯(lián)所需的芯片灌封劑（Dam&Fill）以及應(yīng)用于有機(jī)電子中具有高阻水性的封裝劑。由于擁有高透明度和熱穩(wěn)定性，該材料也可用于光學(xué)元件的生產(chǎn)工藝中。其他特性還包括低聚合度、低釋氣、良好的化學(xué)穩(wěn)定性和較高的離子純度。DELO該產(chǎn)品的一個(gè)特殊之處還在于可利用可見光預(yù)激活，這使得DELO KATIOBOND也能應(yīng)用于粘接不透明材料。

耐高溫粘合劑廣泛應(yīng)用于電力電子設(shè)備中（圖片來自DELO）

5. DELO-PUR：這是一種雙組分聚氨酯，可在室溫下固化，擁有良好的韌性、強(qiáng)度，適用于較大的粘接縫隙，可實(shí)現(xiàn)理想的應(yīng)力平衡性。

6.DELO-ML：這是一款單組分厭氧粘合劑，在厭氧條件下同時(shí)直接接觸金屬即可固化，主要適合于螺紋緊固、螺紋密封、表面密封以及軸和法蘭盤間的粘接。這款產(chǎn)品擁有良好的耐高溫和耐介質(zhì)性能，適合的溫度范圍60～200 ℃。此外，該產(chǎn)品也包括附加的光以及紫外線固化性能。

7.DELO-GUM：該系列產(chǎn)品可作為單／雙組分粘合劑使用，擁有卓越的抗化學(xué)腐蝕性、耐候性和抗老化性，適合于彈力持久、靈活性高的粘接需求。單組分產(chǎn)品可通過濕氣固化。雙組分DELO-GUM 在無需濕氣的情況下，幾分鐘內(nèi)即可固化。這款產(chǎn)品的性能明顯優(yōu)于家庭或衛(wèi)生行業(yè)使用的硅膠產(chǎn)品。

不過，需要注意的是，要使粘合劑發(fā)揮理想的性能，合理的選擇非常關(guān)鍵。

如今，粘合劑工業(yè)正不斷突破溫度的界限，因此，現(xiàn)在的許多高溫應(yīng)用能夠利用粘合劑成功實(shí)現(xiàn)。在溫度超過300 ℃后，有機(jī)材料通常會(huì)開始出現(xiàn)問題，但粘合劑行業(yè)仍在繼續(xù)開發(fā)具有新功能的產(chǎn)品。