耐高溫粘合劑:更好地滿足不同行業的高溫應用要求

文/DELO（德路工業粘合劑）

如今，汽車工業、機械工程和電力電子等行業正面臨著越來越多的高溫應用場合，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品應運而生。

許多應用都有高溫要求

如今，很多行業都需要使用耐高溫 (HT) 粘合劑。例如，在汽車工業中，需要將粘合劑用于高溫環境下的發動機和排氣管理系統中的傳感器上。這使得粘合劑不僅要承受高溫，還要面對腐蝕性化學物質所帶來的挑戰。另外，發動機艙內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對溫度的要求再次提高。這些新型系統更強大，產生的熱量也更多，對發動機艙內的其他部件所產生的影響也更大,因此需要性能更優的粘合劑產品。

另一方面，機械或工具中使用的電動機也正日益變得強勁，所產生的熱量也更多。與此同時，更緊湊的設計也會累積更多的熱量。因此,對于粘接磁體或將轉子固定在軸上的應用來說，耐高溫粘合劑的性能非常關鍵。除此以外，耐高溫粘合劑還可以在工具領域作為一種密封劑，用于固定緊湊型角磨機馬達中轉子的銅線，這些銅線會在設備工作時變得非常熱，而粘合劑需要保護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備中也得到了廣泛使用，如軌道車輛和石油鉆井設備，這些設備強大的能量很輕易就會使電氣元件工作溫度超過200 ℃，因此耐高溫粘合劑的性能對于這些設備而言至關重要。

暴露在高溫下：汽車中的MAP 傳感器將夾帶的氣團傳遞到發動機管理系統，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個術語的含義是很有幫助的。首先是耐溫性，該性能表示即使經過高溫下儲存，粘合劑能夠保持其粘接特性和內聚特性的程度。

第二個是玻璃化轉變溫度。對于聚合物材料，玻璃化轉變溫度是其從玻璃態或剛性轉變為更軟或更有彈性的狀態所對應的溫度值。在這一點上，其力學和物理性能會發生顯著變化。因此，除了一些即使超過該臨界值也幾乎不會改變性能的材料外，高玻璃化轉變溫度是粘合劑擁有高溫穩定性的重要先決條件。

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

工程師們在電動機上越來越依賴于耐高溫粘合劑（圖片來自DELO)

用對粘合劑

聚氨酯是一種常見的結構粘合劑，但從長遠來看，這類粘合劑并不適合高溫環境。它們不僅吸收水分，而且在高溫的影響下會變軟、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品適合高達150 ℃的工作環境，這意味著它們也不太符合對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，適用于正常要求下高達200 ℃的工作環境。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擁有優異的力學穩定性，適用于高達300 ℃的應用。但是，它們的強度一般都很低，僅適用于密封或灌封。這些性能是由玻璃化轉變溫度決定的。硅樹脂的玻璃化轉變溫度通常是-70 ℃，這意味著超過這一溫度，它們在實際應用中是有彈性的，這對其作為密封劑有積極的影響，因為即使在露點以下它們也會保持彈性。但是，由于其固化緩慢以及易膨脹的特性，也會有一定的局限性。

在大多數情況下，熱固化、單組分環氧樹脂粘合劑是溫度超過200 ℃的應用的首選粘合劑。近年來，行業的發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氧樹脂體系，另一種是采用了酸酐硬化劑的環氧樹脂體系。用戶可以根據具體的應用進行選擇。一般，結構化的應用常采用帶有胺類硬化劑的環氧樹脂。這類粘合劑擁有優異的耐沖擊性能，這是動態負載（如出現在電動機中）的一個重要先決條件，如在表面磁體的粘合中。而帶有酸酐硬化劑的環氧樹脂體系交聯更為緊密，這使得這些產品雖然應力較不均衡，但非常堅硬，這造就了極好的高溫密封劑，使得這些產品對汽油、齒輪油或酸等腐蝕性化學物質具有很強的耐受性。一些新的環氧體系粘合劑產品使用溫度高達250 ℃。

DELO公司能為市場提供包含上述粘合劑類型在內的廣泛的產品組合，如：

1.DELO DUALBOND：這是一款具有優異耐高溫性的粘合劑，非常適合于在零部件有較大陰影區域而無法實現單純光固化的情況下使用。這款粘合劑可應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性，使得后續固化過程中能實現靈活的可置性。這款產品可通過光與熱、光與濕氣的形式進行固化。

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

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的粘接。應用時，粘接的部件至少有一個要由可透光材料制成。其快速的固化有助于縮短生產周期。

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

耐高溫粘合劑廣泛應用于電力電子設備中（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、強度，適用于較大的粘接縫隙，可實現理想的應力平衡性。

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。這款產品擁有良好的耐高溫和耐介質性能，適合的溫度范圍60～200 ℃。此外，該產品也包括附加的光以及紫外線固化性能。

7.DELO-GUM：該系列產品可作為單／雙組分粘合劑使用，擁有卓越的抗化學腐蝕性、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，幾分鐘內即可固化。這款產品的性能明顯優于家庭或衛生行業使用的硅膠產品。

不過，需要注意的是，要使粘合劑發揮理想的性能，合理的選擇非常關鍵。

如今，粘合劑工業正不斷突破溫度的界限，因此，現在的許多高溫應用能夠利用粘合劑成功實現。在溫度超過300 ℃后，有機材料通常會開始出現問題，但粘合劑行業仍在繼續開發具有新功能的產品。