關于耐溫性或者耐高溫能力,首先需要界定耐溫的時間和周期問題。
1)種是指膠粘劑瞬間能耐到的溫度(幾秒到幾分鐘不等,累計次數有一定限制),
2)第二種是指膠粘劑累計能經受的溫度(周期性或非周期性工作,每次幾分鐘到幾小時甚至更長,累計次數原則上不限)
3)第三種是指膠粘劑在某個溫度下持續工作的能力
就上面三種情況結合實際大家可以進一步了解其區別:
1)種情況,例如傳統的SMT紅膠在波峰焊里面的耐溫性就屬于此類,或者某些產品COB邦定封膠后再去過SMT制程,經過幾秒鐘的波峰焊(250度左右)或者幾分鐘的回流焊(150度左右)。這里面要求經過此溫度考驗后膠粘劑的基本性能和功能維持不變。一般而言膠粘劑固化后的玻璃化溫度TG點越高,這方面的表現會好一些。當然熱膨脹系數、模量等等也是有較大影響的;
2)第二種情況在膠粘劑進行可靠性測試時經常碰到,例如高低溫考驗溫度,常見的有雙85測試,還有些是從常溫到高溫150度左右幾十幾百甚至上千次循環,每個循環幾分鐘到幾個小時不等,也有從零下到100度左右的。當然這里面考驗的是膠粘劑的綜合性能,不僅僅是耐溫性;
3)第三種是指膠粘劑持續工作的溫度,這個其實是苛刻的耐溫性要求。一般而言常見的有機膠粘劑無論是聚氨酯還是環氧或者有機硅等等其實都比較難在超過500度的溫度下持續工作的。曾經見過一些PI類的有機膠粘劑可以在300度溫度下持續工作,但其固化其實也是在250甚至更高了。而一些無機膠粘劑則在1000度甚至更高情況下都能工作的,例如在航空航天等領域的應用。其實某種意義上無機膠粘劑都有點類似電子漿料中的高溫燒結漿料了,終無機物幾乎已經全部揮發了,而由晶相結構的結合形成連接或膠粘了。
近研究了一款赫能用于喇叭的耐高溫膠水360,資料顯示可以在312度的高溫下持續工作(其實應該是屬于第二種情況,沒有哪個喇叭會長年累月開著吧,呵呵)。發現這類膠水其實是有著大量的溶劑在里面的,完全固化后剩余固化物的估計連50%質量都不到??戳艘幌庐a品的MSDS資料,屬于丁腈酚醛類膠粘劑,而用甲乙酮來做溶劑。順便說一句,在環氧膠粘劑配方里面通過加入酚醛樹脂及一些填料可以改善產品的耐溫性。因為酚醛塑料俗稱電木,由于其絕緣性和耐溫性可用于很多電子電器產品中。
另外膠粘劑的耐溫性往往與固化條件也有很大的關系,一般常溫固化的膠粘劑需要耐到很高的溫度其實有一定的難度的。類似前面提到的耐高位PI膠其固化溫度要求也是比較高的。另外在某些場合下進行分段分溫區固化也能某種意義上提高膠粘劑的耐溫性或者說可靠性。
以上是筆者自己的一些凌亂的經驗和看法。下面摘抄網絡上或文摘中的一些知識與大家分享,另外提供了一篇晚上找到的文章《耐高溫膠粘劑的研究進展》供大家參考!
“對于膠粘劑耐高溫性的定義、分類及評價標準國內外尚未統一。一般來講,耐高溫性應按照在特定溫度、時間和介質中能保持設計所要求的膠接強度或具有一定的強度保持率來評定。也就是說耐高溫膠粘劑除能滿足一定的溫度要求外,還必須滿足以下綜合性能:有良好的熱物理和熱化學性能;有良好的加工性;在較高的溫度和使用工作條件下,有較高的粘接強度和較好的物理機械性能并在規定的時間內能保持這種性能。”
“耐高溫膠水
一、一般認為凡屬下列情況者可視為耐高溫膠粘劑。
(1)在121~175℃下長期使用(累計1~5a)或者在204~232℃下累計使用20000~40000h。
(2)在260~371℃下累計使用200~1000h。
(3)在371~427℃下累計使用24~200h。
(4)在538~816℃下使用2~10min。
(5)1250度以下的膠
(6)1750度以下的膠
二、常見高溫膠水:
高溫膠按性質可以分為有機高溫膠和無機高溫膠兩大類。
1、常見有機高溫膠:
常見的高溫膠一般耐溫范圍在400℃一下,其主要包括有機硅類膠、酚醛樹脂膠、脲醛樹脂膠、耐溫環氧膠、聚酰亞胺膠等。這類膠可以有軟質彈性的,或韌性的,或硬質剛性的。這類膠一般可以加入功能性填料,賦予其絕緣、導熱、導磁、防火、阻燃等功能。
2、無機高溫膠:
無機耐高溫膠耐溫可以達到1800℃,可以在火中長時間使用,打破了耐高溫粘合劑只耐溫在1300℃以下的世界性技術難題,×××耐高溫無機粘合劑是一種利用無機納米材料經縮聚反應制成的耐高溫無機納米復合粘結劑,通過對成分配比以及制備工藝參數的篩選,得到粘結劑是PH值為中性的懸浮分散體系,不僅粘結力強且對金屬基體無腐蝕性,而且可以再高溫下保持良好的粘接性能和抗腐蝕性,使用壽命長。×××耐高溫無機粘合劑使用方便,可用于耐高溫材料的直接粘接,涂料能直接在400-1000℃的高溫基體表面噴涂,在水分揮發的同時,涂料會瞬間粘附在基體表面,形成的耐高溫保護涂層均勻致密,抗熱震性能好,防護效果顯著。
密封型高溫膠簡介:
目前密封型高溫膠以單組分硅酮膠為主,一般耐溫在260℃以下,少數廠家型號可以做到310℃,雙組分硅酮膠據報道有做到400℃的。
粘接填補用高溫膠簡介:
目前250℃以下以各種改性高溫環氧膠為主,250~400℃以有機硅樹脂類膠為主,超過400℃一般就要選用無機類膠粘劑。
無機類高溫膠性脆,一般都剝離強度低剪切強度高。一般用于耐火磚、石棉、陶瓷或這些材質與碳鋼之間的粘接或固定。”