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導熱灌封膠有哪些種類?那種導熱灌封膠比較好?
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導熱灌封膠有哪些種類?那種導熱灌封膠比較好?

2022.09.23 14:48:46   Clicks

導熱灌封膠一般分為(wei) 導熱矽橡膠、聚氨酯導熱灌封膠、環氧導熱灌封膠三種,三種灌封膠的導熱係數、性能以及應用領域都有所不同,所以要根據具體(ti) 的性能以及需求來選擇合適的灌封膠。



導熱灌封膠




導熱灌封膠分類


1、有機矽導熱灌封膠


有機矽導熱灌封膠



有機矽導熱灌封膠是以有機矽材料為(wei) 基體(ti) 製備的複合材料,可以室溫固化,也可以加熱固化,具有溫度越高固化越快的特點。是在普通灌封矽膠或粘接用矽膠基礎上添加導熱物而成的,在固化反應中不會(hui) 產(chan) 生任何副產(chan) 物,可以應用於(yu) PC、PP、ABS、PVC等材料及金屬類的表麵。適用於(yu) 電子配件導熱、絕緣、防水及阻燃,其阻燃性要達到UL94-V0級。要符合歐盟RoHS指令要求。主要應用領域是電子、電器元器件及電器組件的灌封,也有用於(yu) 類似溫度傳(chuan) 感器灌封等場合。


最常見的導熱灌封矽膠是雙組份構成的,其中包括加成型或縮合型兩(liang) 類矽橡膠,加成型的可以深層灌封並且固化過程中沒有低分子物質的產(chan) 生,收縮率極低,對元件或灌封腔體(ti) 壁的附著良好結合。縮合型的收縮率較高對腔體(ti) 元器件的附著力較低。


單組分導熱灌封矽橡膠也包括縮合型的和加成型的兩(liang) 種,縮合型的一般對基材的附著力很好但隻適合淺層灌封,單組分導熱矽橡膠一般需要低溫保存,灌封以後需要加熱固化。
導熱灌封矽橡膠依據添加不同的導熱物可以得到不同的導熱係數,普通的可以達到0.6~2.0W/mK,高導熱率的可以達到4.0W/mK以上。一般生產(chan) 廠家都可以根據需要專(zhuan) 門調配。



2、環氧導熱灌封膠


環氧導熱灌封膠



環氧灌封膠是指以環氧樹脂為(wei) 主要成份,添加各類功能性助劑,配合合適的固化劑製作的一類環氧樹脂液體(ti) 封裝或灌封材料。最常見的是雙組分的,也有單組分加溫固化的。雙組份灌封膠其主劑和固化劑分開分裝及存放,用前須按特定的比例進行AB混合配比,攪拌均勻後便可進行灌封作業(ye) ,為(wei) 其品質更好可在灌封前對膠體(ti) 進行抽真空處理,脫泡。雙組份因其固化劑的不同也分為(wei) 中高溫固化型和常溫固化型,也有特殊的其它固化方式。


環氧導熱灌封膠裏麵又細分若幹品種,其中包括普通導熱的,高導熱的,耐高溫的等,不同的環氧導熱灌封膠對不同的腔體(ti) 附著力的差異很大。導熱率也相差很大,一般廠家可以根據需要專(zhuan) 門定製。



3、聚氨酯導熱灌封膠



聚氨酯導熱灌封膠




聚氨酯灌封膠又稱PU灌封膠,主要成分是多本二異氰酸酯和聚醚多元醇在催化劑(三乙烯二胺)存在的情況下交聯固化,形成高聚物,聚氨酯膠具有較好的粘結性能,絕緣性能和好的耐候性能,硬度可以通過調整二異氰酸酯和聚醚多元醇的含量而改變,能夠應運到各種電子電器設備的封裝上。



聚氨酯、有機矽、環氧樹酯灌封膠哪個比較好?


導熱材料



1、環氧灌封膠:多為(wei) 硬性,也有少部分軟性。最大優(you) 點,對硬質材料粘接力好,灌封後無法打開,硬度高,絕緣性能佳,普通的耐溫在100,加溫固化的耐溫在150度左右。返修性不好。

2、有機矽矽灌封膠:固化後多為(wei) 軟性,粘接力差,耐高低溫,可長期在200度使用,加溫固化型耐溫更高,絕緣性能較環氧樹脂好,可耐壓10000V以上,價(jia) 格適中,修複性好。因為(wei) 其擁有很好的耐高低溫能力,能承受-60℃~200℃之間的冷熱變化不開裂且保持彈性,使用導熱材料填充改性後還有較好的導熱能力,灌封後能有效的提高電子元器件的散熱能力和防潮性能,而且有機矽材質的電子灌封膠固化後為(wei) 軟性,方便電子設備的維修。有機矽灌封膠的顏色一般都可以根據需要任意調整。或透明或非透明或有顏色。有機矽灌封膠在防震性能、耐高低溫性能、防老化性能等方麵表現非常好。
3、聚氨酯灌封膠:粘接性介於(yu) 環氧與(yu) 有機矽之間,耐高溫性一般,一般不超過100度,氣泡多,一定要真空澆注。優(you) 點是耐低溫性能好。聚氨酯灌封膠具有優(you) 異的電絕緣性、尤其適用於(yu) 惡劣環境中(如潮濕、震動和腐蝕性等場所)使用的電子線路板及元器件的密封, 如洗衣機控製板、脈衝(chong) 點火器、電動自行車驅動控製器等。聚氨酯灌封膠克服了常用的環氧樹脂發脆以及有機矽樹脂強度低、粘合性差的弊端,具有優(you) 異的耐水性,耐熱、抗寒,抗紫外線,耐酸堿,耐高低溫衝(chong) 擊,防潮,環保,性價(jia) 比高等特點,是較理想的電子元器件灌封保護材料。綜合滿足V0阻燃等級(UL)、環保認證(RoHS)等認證。特別針對鋰離子電池漏液問題,聚氨酯灌封膠表現出較強的耐電解液腐蝕的特性。


這三種灌封膠主要參考指標比較如下:


成本:有機矽樹脂>環氧樹脂>聚氨酯
工藝性:環氧樹脂>有機矽樹脂>聚氨酯
電氣性能:環氧樹脂樹脂>有機矽樹脂>聚氨酯
耐熱性:有機矽樹脂>環氧樹脂>聚氨酯
耐寒性:有機矽樹脂>聚氨酯>環氧樹脂

因此,大家可根據自己具體(ti) 需求選擇合適的導熱灌封膠。


影響導熱灌封膠性能的因素


下麵以環氧樹脂灌封膠為(wei) 例,看看影響灌封膠性能的因素有哪些:


1、填料對灌封膠耐開裂性能的影響


環氧樹脂在固化過程中會(hui) 產(chan) 生一定的收縮,若使用單純的環氧樹脂用作電機灌封,當灌封膠固化收縮產(chan) 生的應力大於(yu) 灌封膠與(yu) 機殼間的粘結力時,會(hui) 造成脫殼現象;而當灌封膠固化收縮產(chan) 生的應力小於(yu) 灌封膠與(yu) 機殼間的粘結力且灌封膠強度較差時,會(hui) 造成灌封膠開裂現象。所以,為(wei) 了避免這些現象的出現,需要降低灌封膠的固化收縮率,增加灌封膠的強度,而往灌封膠中加入一定量的填料可以有效降低灌封膠的固化收縮率。

但是填料的添加量不可過多也不可太少。填料用量太少灌封膠的固化收縮率高,加多了雖然可以繼續降低灌封膠的固化收縮率,但是隨著填料的增加,灌封膠的黏度也會(hui) 大幅增長。


2、填料對灌封膠導熱性能及力學性能的影響


一般導熱材料使用至多的導熱填料是Al2O3;而高導熱性能的多采用金屬氮化物,如:SiN、AlN較為(wei) 常用。導熱材料的熱導率不僅(jin) 與(yu) 導熱填料本身有關(guan) ,而且與(yu) 導熱填料的粒徑分布、形態、界麵接觸、分子內(nei) 部的結合程度等密切相關(guan) 。


一般而言,纖維狀或箔片狀的導熱填料的導熱效果更好。另外,使用不同粒徑複配的填料配製的灌封膠的導熱能力也會(hui) 較好。這是因為(wei) 單一粒徑的填料顆粒不能很好地在灌封膠內(nei) 部形成連續的導熱通道,顆粒與(yu) 顆粒之間存在間隙,而不同粒徑的填料顆粒之間,小粒徑的填料可以很好地彌補大顆粒填料之間產(chan) 生的間隙,形成完整的導熱通道,達到更好的傳(chuan) 熱效果。


3、阻燃劑用量對灌封膠性能的影響


阻燃劑的加入可以提高灌封膠的阻燃性能,目前主要以氫氧化鋁及氫氧化鎂的使用為(wei) 主。不過當使用單一的氫氧化鋁或者氫氧化鎂作為(wei) 阻燃劑時,阻燃效果不如采用阻燃劑複配手段。而且采用複配過的阻燃劑,可以使灌封膠的黏度更低。


之所以複配使用時阻燃效果更好,可能是因為(wei) 氫氧化鋁的分解溫度約為(wei) 250℃,吸收熱量為(wei) 1965J/g,氫氧化鎂的分解溫度在300℃以上,它們(men) 都具有很好的阻燃性能,其阻燃機理主要是脫水、吸收熱量。當溫度達到氫氧化鋁的分解溫度時,首先氫氧化鋁會(hui) 吸收大量的熱量起到阻燃的效果,當溫度進一步升高,氫氧化鎂脫除水分也會(hui) 起到一定的阻燃效果,因此二者1:1複配使用可降低阻燃填料的用量,這也保證了汽車電機在運行中出現異常情況時膠體(ti) 不助燃。


4、偶聯劑對灌封膠性能的影響


合適的黏度不僅(jin) 可以增加灌封膠的流動性,提高消泡能力,還能提高灌封膠中填料的抗沉降能力,從(cong) 而保證產(chan) 品的穩定性,偶聯劑的加入就能有效解決(jue) 以上問題。據研究,在樹脂與(yu) 填料混合的過程中,在一定範圍內(nei) 樹脂的黏度會(hui) 隨著矽烷偶聯劑加入量的增加而降低,直到趨於(yu) 穩定。


此外,對導熱填料進行表麵處理也可以提高填料的導熱性能,利用其與(yu) 基膠的相容性,增加填充量,就可以實現灌封膠導熱性能大幅度提高。如:采用經矽烷偶聯劑KH-550、A-151、六甲基二矽氮烷、二甲基二甲氧基矽烷表麵處理的剛玉粉填充RTV 導熱矽橡膠,材料的熱導率就可從(cong) 1.16w/(m.K)提高2.10w/(m·K),導熱性能提高近一倍。