強(qiáng)力高性能膠粘劑剖析,現(xiàn)在才知道硅膠膠水的品種嗎?
膠黏劑的使用有著悠久的歷史,早在4000多年前我國就利用生漆做膠黏劑,軍工方面也早有應(yīng)用。在古代兵器上,中國和日本都是用骨膠連接鎧甲、刀鞘。第二次世界大戰(zhàn)期間,由于軍事工業(yè)的需要,膠黏劑也有了相應(yīng)的變化和發(fā)展,尤其是用在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件上,并出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)膠這一新的名稱。
1941年,英國Aero公司發(fā)明酚醛-聚乙烯醇縮醛樹脂混合型結(jié)構(gòu)膠黏劑,并于1944年7月成功用于戰(zhàn)斗機(jī)主翼的連接。之后又應(yīng)用于“彗星”飛機(jī)制造上。時(shí)至今日,粘結(jié)技術(shù)在日常生活和各行業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用,已成為航空、航天、船舶和電子等現(xiàn)代軍工領(lǐng)域不可或缺的技術(shù)。
隨著軍工領(lǐng)域科技的發(fā)展,對(duì)膠黏劑的性能也有了新的要求。如用于軍工電子的膠黏劑需要具備導(dǎo)電、導(dǎo)熱、防水、減震等功能。運(yùn)載火箭、衛(wèi)星、飛船以及航母等的各個(gè)部位,由于其特殊的應(yīng)用條件,往往需要膠黏劑具有導(dǎo)電、導(dǎo)磁、耐高溫、耐低溫、耐空間環(huán)境等性能。膠黏劑應(yīng)用這么廣,產(chǎn)業(yè)鏈這么大,如何用最短的時(shí)間獲取相關(guān)信息,請(qǐng)看下面將介紹在軍工領(lǐng)域使用的膠黏劑種類和應(yīng)用部位。
一。軍工電子設(shè)備用膠黏劑
軍用電子設(shè)備在制造中,粘結(jié)技術(shù)運(yùn)用十分廣泛,以粘代焊、以粘代鉚、以粘代螺紋連接以及粘代緊配合等,簡(jiǎn)化工藝,降低成本,縮短生產(chǎn)周期,提高生產(chǎn)效率,實(shí)現(xiàn)整機(jī)及部件的加固、密封、絕緣、導(dǎo)熱、導(dǎo)電、標(biāo)識(shí)和裝飾等功能性要求。軍用電子設(shè)備對(duì)膠黏劑的使用除了能進(jìn)行機(jī)械連接和固定外,還有其特殊要求,如導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、絕緣性、減震、密封和保護(hù)等方面的功能,同時(shí)具備適應(yīng)各種惡劣環(huán)境的能力,如防鹽霧、防霉菌和防濕熱等。根據(jù)材料、使用環(huán)境、設(shè)備的特殊要求等的不同,選擇不同的膠黏劑。
表1軍工電子膠黏劑介紹
(1)壓敏膠
簡(jiǎn)介:壓敏膠是一類具有對(duì)壓力有敏感性的膠粘劑,按照主體樹脂成分可分為硅橡膠型和樹脂型兩類。它的應(yīng)用范圍很廣,可用于尿布、婦女用品、雙面膠帶、標(biāo)簽、包裝、醫(yī)療衛(wèi)生、書籍裝訂、表面保護(hù)膜、木材加工、壁紙及制鞋等方面。在軍工電子領(lǐng)域,主要用于金屬銘牌、裝飾條和絕緣墊片等輕質(zhì)結(jié)構(gòu)件的粘結(jié)。
企業(yè):3M、德國漢高、盛禧奧、Royaladhesives&sealants
?。?/span>2)有機(jī)硅膠黏劑
簡(jiǎn)介:有機(jī)硅膠黏劑具有獨(dú)特的耐熱、耐低溫特性,良好的電絕緣性能及耐候性,化學(xué)穩(wěn)定性,疏水防潮性,耐氧化性,可密封性等特點(diǎn)。硅膠為基礎(chǔ)原料,添加各種導(dǎo)熱金屬氧化物、導(dǎo)電金屬粉末,助劑等各種輔料,經(jīng)過特殊工藝加工可制成導(dǎo)熱硅膠,導(dǎo)電硅膠。有機(jī)硅密封膠在軍工電子領(lǐng)域主要用于橡膠密封圈的粘結(jié),具有良好的密封性和防水性能;用于印制板上的元器件如電阻和電容等元器件加固,具有固定和減震作用。導(dǎo)熱硅膠制品具有較高的粘結(jié)性能和超強(qiáng)的導(dǎo)熱效果是目前CPU、GPU和散熱器接觸時(shí)最佳的導(dǎo)熱解決方案。
企業(yè):道康寧、日本信越、施奈仕、漢高、Maxbond、日本三鍵
(3)環(huán)氧導(dǎo)電膠
簡(jiǎn)介:環(huán)氧導(dǎo)電膠是在一般的環(huán)氧膠中加入銀粉、銅粉、炭黑等導(dǎo)電填充劑,固化之后具有一定的導(dǎo)電性和良好的粘結(jié)性能,使被粘結(jié)材料直接形成電通路。環(huán)氧導(dǎo)電膠常用于芯片和發(fā)光二極管的安裝和大功率電阻與鋁散熱片的粘接;電路元件、基片間可用環(huán)氧導(dǎo)電膠粘接,代替低共熔焊接,可避免高熱的不良影響;可用環(huán)氧導(dǎo)電膠將SMD(表面貼裝元件)粘接在電路上;對(duì)有抗電磁干擾要求屏蔽的金屬管殼,可采用環(huán)氧導(dǎo)電膠粘接接地。
企業(yè):EpoxytechnologyInc.、日本三鍵、漢高、3M、信越
二、航空航天產(chǎn)品用膠黏劑
運(yùn)載火箭、衛(wèi)星、飛船等航天器上使用的膠黏劑密封劑與一般工業(yè)領(lǐng)域不同,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)高、要求嚴(yán)、使用環(huán)境苛刻,要經(jīng)歷發(fā)射環(huán)境、空間軌道環(huán)境、再入環(huán)境等,承受高溫、燒蝕、空間溫度的急劇變化、高真空、超低溫、熱循環(huán)、紫外線、帶電粒子、原子氧的特殊環(huán)境的考驗(yàn)。因此往往對(duì)膠黏劑密封劑等有一些特殊的要求,主要可歸納為:
瞬間耐高溫及耐燒蝕:飛行器再入大氣層的環(huán)境特點(diǎn)是瞬時(shí)高晗、高熱流、高溫,膠黏劑要以滿足耐高溫?zé)g為主。對(duì)長(zhǎng)時(shí)間、高晗、地?zé)崃鞯那闆r,則以滿足高溫絕熱性為主。
耐超低溫耐特種介質(zhì):液氫液氧是目前常用的火箭推進(jìn)劑,與其相關(guān)部位的粘結(jié)密封用材料必須滿足-253℃下的使用要求。
耐空間環(huán)境:主要包括空間溫度的交變、高真空、紫外線、帶電粒子、原子氧等對(duì)膠黏劑密封劑的影響。
表2航天航空用途膠黏劑介紹
(1)耐高溫環(huán)氧樹脂膠黏劑
簡(jiǎn)介:環(huán)氧膠黏劑是由環(huán)氧樹脂、固化劑、促進(jìn)劑、改性劑等組成的液態(tài)或固態(tài)膠黏劑。耐高溫環(huán)氧樹脂膠黏劑主要通過在配方中使用耐高溫的環(huán)氧樹脂、改性環(huán)氧樹脂,耐高溫固化劑到達(dá)耐高溫的目的。
企業(yè):波士膠、EpoxytechnologyInc.、日本三鍵、漢高、3M、信越
?。?/span>2)耐高溫酚醛樹脂膠黏劑
簡(jiǎn)介:酚醛樹脂原料易得,具有良好的粘接強(qiáng)度、耐溶劑、阻燃性和電絕緣性,是開發(fā)最早的一種耐高溫樹脂。但純的酚醛樹脂脆性大、剝離強(qiáng)度低、硬度高及韌性差,并且在高溫下易分解,因此,國內(nèi)外航空工業(yè)多采用改性之后的酚醛/縮醛,酚醛/丁腈型耐高溫膠粘劑。耐高溫酚醛樹脂膠黏劑在軍事領(lǐng)域可以用于高速導(dǎo)彈彈體結(jié)構(gòu)和發(fā)動(dòng)機(jī)耐熱材料的粘接和密封。
企業(yè):波士膠、日本三鍵、漢高
(3)耐高溫有機(jī)硅膠黏劑
簡(jiǎn)介:硅樹脂膠黏劑是一種以聚有機(jī)硅氧烷及其改性體為主要原料的一類耐高溫膠黏劑。有機(jī)硅類聚合物分子中,由于Si-0鍵具有很高的鍵能,因此可在很寬的溫度范圍內(nèi)保持理化性能不變,尤其是在高溫下,即具有很高的熱穩(wěn)定性,可以長(zhǎng)期在250℃或更高溫度下使用。機(jī)硅膠黏劑是耐高溫膠黏劑的主要品種之一,在航天工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
企業(yè):東莞市匯瑞膠業(yè)、Ailete、Tesa、漢高
(4)耐低溫膠黏劑
簡(jiǎn)介:耐低溫膠黏劑是指能在超低溫環(huán)境中使用并具有足夠強(qiáng)度的膠黏劑,通常由PU、EP改性PU和PU及PA改性的EP等主體材料配制而成。
企業(yè):上海華誼樹脂
?。?/span>5))阻尼密封膠
簡(jiǎn)介:密封膠的阻尼性能主要來源于基料高聚物分子鏈之間的內(nèi)摩擦(當(dāng)然還有填料與高分子鏈之間的摩擦以及填料之間的內(nèi)摩擦),而不同高聚物的分子鏈結(jié)構(gòu)決定了其阻尼性能。產(chǎn)生阻尼作用的根本原因是高分子材料在受到交變應(yīng)力的作用下發(fā)生的滯后現(xiàn)象和力學(xué)損耗。丁基橡膠,硅橡膠,丁腈橡膠,聚氨酯膠等在飛船,火箭等航天器上使用具有明顯的減震,降噪的作用。
企業(yè):上海艾華科技有限公司、上海衛(wèi)貝科技有限公司、南京曼式聲學(xué)技術(shù)有限公司、晉州市萬達(dá)化工有限公司、3M
三、船舶產(chǎn)品膠黏劑
在傳統(tǒng)船舶修造行業(yè)中,多采用鉚釘、螺接、焊接等固定方式,這些固定方式受材質(zhì)、形狀、厚度、大小、硬度等方面的制約,無法取得令人滿意的連接和固定效果。隨著膠黏劑技術(shù)的發(fā)展,膠黏劑逐漸取代傳統(tǒng)鉚接、螺接、焊接等固定方式。由于船舶長(zhǎng)期航行于江河湖海等復(fù)雜惡劣的環(huán)境中,因此對(duì)膠黏劑提出了特殊的要求,如耐海水、耐氣候老化、耐油、阻燃、耐振動(dòng)等要求。下面介紹在船舶中使用的膠黏劑種類及其使用部位。
表3船舶中膠黏劑介紹
?。?/span>1)橡膠增韌環(huán)氧膠黏劑
簡(jiǎn)介:橡膠增韌環(huán)氧膠黏劑克服了環(huán)氧樹脂膠黏劑脆性大,膠接部位不耐疲勞,延伸率低等缺點(diǎn)。常用的橡膠增韌劑一般有聚硫橡膠,氯丁橡膠,丁腈橡膠等。如聚硫橡膠用作環(huán)氧樹脂膠黏劑的增韌劑,參考用量20~50份液體聚硫橡膠的溶解度參考數(shù)與環(huán)氧樹脂相近,因而相容性好,在環(huán)氧交聯(lián)結(jié)構(gòu)中引入了柔性較好的鏈段,降低環(huán)氧樹脂本體模量,增大韌性。
企業(yè):Ailete、3M、漢高
?。?/span>2)阻燃環(huán)氧樹脂膠黏劑
簡(jiǎn)介:通過在環(huán)氧膠黏劑配方中加入阻燃劑,或者對(duì)環(huán)氧樹脂及其固化劑進(jìn)行阻燃性改性都能實(shí)現(xiàn)環(huán)氧膠黏劑的阻燃性能。
?。?/span>3)聚氨酯膠黏劑
簡(jiǎn)介:聚氨酯膠黏劑主要由異氰酸銨,多元醇,含烴基的聚醚,聚酯和環(huán)氧樹脂,填料,催化劑和溶劑組成。具有反應(yīng)活性高,常溫能固化,耐沖擊等很多優(yōu)異的性能。由于聚氨酯膠黏劑分子鏈中具有較多極性基團(tuán),所以其對(duì)多種材料具有較高的粘附能力,而且可以膠接表面光滑的材料。其最重要的一個(gè)特點(diǎn)就是耐低溫性能好。
企業(yè):3M、德國漢高、Royaladhesives&sealants、波士膠
?。?/span>4)酚醛樹脂膠
簡(jiǎn)介:用于膠黏劑的酚醛樹脂通常是苯酚與甲醛經(jīng)縮聚反應(yīng)而得到的樹脂。酚醛樹脂膠黏劑已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于木材的加工;皮革和橡膠制品的粘接。近些年來還開始用于航空業(yè)、汽車工業(yè)及宇宙工業(yè)等。酚醛樹脂膠具有較強(qiáng)的粘結(jié)強(qiáng)度、耐水、耐熱、耐磨及化學(xué)穩(wěn)定性好、優(yōu)異的耐高溫性能等優(yōu)點(diǎn)。
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