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邹小姐：13326633089 -
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在节能(neng)(neng)(neng)减(jian)排(pai)的(de)大趋势下，新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)汽车行业迎来了(le)(le)前所未有的(de)发(fa)(fa)展机遇。其中，新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)电动(dong)汽车使用电池、电机和能(neng)(neng)(neng)源(yuan)转(zhuan)换系统取代了(le)(le)过去燃油(you)发(fa)(fa)动(dong)机、变速箱等传统驱动(dong)装置，因(yin)此可(ke)有效减(jian)少(shao)对石(shi)油(you)等非可(ke)再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)的(de)依赖(lai)，成为(wei)了(le)(le)它这(zhei)几年发(fa)(fa)展特别猛的(de)主要原(yuan)因(yin)。
在电(dian)(dian)动(dong)(dong)汽(qi)车(che)(che)(che)领(ling)域，由于(yu)核心部件(jian)(jian)(jian)组成(cheng)及设计与传统汽(qi)车(che)(che)(che)有(you)很大不(bu)同，相对应的材料(liao)需求(qiu)也大不(bu)一样(yang)，尤其在一些新(xin)(xin)的核心部件(jian)(jian)(jian)，产生(sheng)了良多新(xin)(xin)的需求(qiu)，如：新(xin)(xin)型粘结剂、密封胶、导热(re)材料(liao)等等。尤其是导热(re)材料(liao)，因为新(xin)(xin)能源电(dian)(dian)动(dong)(dong)汽(qi)车(che)(che)(che)的设计，使得很多部件(jian)(jian)(jian)都需要严格的热(re)治理，如：电(dian)(dian)池(chi)、电(dian)(dian)控、电(dian)(dian)机(ji)、娱(yu)乐系统等等，需要将热(re)量及时导出，避(bi)免部件(jian)(jian)(jian)的损坏(huai)以(yi)及电(dian)(dian)池(chi)过热(re)引发(fa)起火的风(feng)险。
特(te)斯(si)拉电(dian)池发(fa)热自(zi)燃
在这样的(de)需求驱(qu)动下，也(ye)难怪(guai)有行业机构认为热管理是(shi)新(xin)能源汽(qi)车领域的新(xin)蓝海，并断言(yan)其(qi)价值量将近传统热管理(li)的三倍(bei)。
导(dao)热灌封胶的(de)优势
目前应用在整(zheng)车热(re)(re)治理系统(tong)的导热(re)(re)材料(liao)有(you)：导热(re)(re)硅(gui)胶(jiao)片、导热(re)(re)绝缘材料(liao)、导热(re)(re)灌封胶(jiao)和导热(re)(re)填缝材料(liao)。其中(zhong)导热灌封(feng)胶主要用于(yu)电池组(zu)、磁芯和(he)其(qi)他(ta)元器件的(de)灌封(feng)导热，具有(you)低粘(zhan)度、密度低、高渗(shen)透渗(shen)出(chu)性等特点。由于(yu)它在未(wei)固化前属(shu)于(yu)液体状，具有(you)流(liu)动性，因此相对空气能提(ti)供更好的(de)散(san)热效果。
举个例子(zi)，在炎热的夏天(tian)，直(zhi)接跳进水里泡(pao)着显然(ran)要比用(yong)风扇来降温来得(de)降暑效果更明显，因为水完(wan)全(quan)包(bao)围(wei)着人体，相较于导热系数(shu)非常(chang)小的空气（20℃下空气的导热系数为0.0267W/(m.K)），热量能够更快的从身体中传递出去——而灌封胶就是用液体聚合物体系（通常是两个组分）填满电子器件周围空气空间的过程（如下图深蓝色部分）。
深蓝色(se)代(dai)表(biao)(biao)热(re)(re)界(jie)面(mian)材料，浅蓝色(se)代(dai)表(biao)(biao)空气，灰色(se)及黑色(se)代(dai)表(biao)(biao)两个不同表(biao)(biao)面(mian)。凡是表(biao)(biao)面(mian)都会(hui)有粗糙(cao)度，所以当两个表(biao)(biao)面(mian)接(jie)(jie)触(chu)在(zai)一(yi)起的(de)时候，不可能完全(quan)接(jie)(jie)触(chu)在(zai)一(yi)起，总会(hui)有一(yi)些(xie)空气隙(xi)夹(jia)杂(za)在(zai)其中(zhong)，而空气的(de)导热(re)(re)系数非常之小，因(yin)此就(jiu)造成(cheng)了比较大(da)的(de)接(jie)(jie)触(chu)热(re)(re)阻(zu)。而使用柔软可塑(su)的(de)热(re)(re)界(jie)面(mian)材料就(jiu)可以尽量填充(chong)这(zhei)个空气隙(xi)，降低(di)接(jie)(jie)触(chu)热(re)(re)阻(zu)，提高散热(re)(re)性能。
但与泳池案例中水作(zuo)为热(re)传(chuan)递(di)介质一直(zhi)保(bao)持(chi)液态不(bu)同(tong)，聚合(he)物体系(xi)在灌入(ru)后会发生固化，与发热的(de)电子元(yuan)件和(he)散热器保(bao)持密切接触，同时(shi)起到防(fang)水防(fang)潮(chao)、导(dao)热、保(bao)密、防(fang)腐蚀、防(fang)尘、绝缘(yuan)、耐(nai)温、防(fang)震的(de)作用(yong)。如此一来，导(dao)热灌封胶就(jiu)能更有效(xiao)地保(bao)护电池(chi)和(he)磁芯，大大的(de)增加电子产品(pin)在恶(e)劣环境(jing)下作业的(de)稳定(ding)性，防(fang)护性还(hai)有(you)抗震功能(neng)，避免湿气，有(you)更(geng)好(hao)的(de)耐受(shou)热冲(chong)击(ji)能(neng)力，盐(yan)雾对电路的(de)腐蚀，增加产品(pin)的(de)运用(yong)寿(shou)命。同时电子(zi)产品(pin)能够在高功率下(xia)运行，而且温(wen)度比原来(lai)更低。
灌封胶用于动力电池Pack封装
另外，为了在灌封(feng)电子元器件时达到最佳效果，材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)正确应用是关键。混合或搅拌可将气(qi)(qi)泡(pao)引入灌封(feng)材料(liao)(liao)中，而空气(qi)(qi)是传热的(de)(de)(de)大(da)忌，即使是困在灌封(feng)材料(liao)(liao)中的(de)(de)(de)微小气(qi)(qi)泡(pao)也会(hui)影响灌封(feng)材料(liao)(liao)传热能力(li)的(de)(de)(de)有效性。充分的(de)(de)(de)混合以消除气(qi)(qi)泡(pao)以及确保使用正确的(de)(de)(de)混合比率是需要特(te)别注意的(de)(de)(de)关键步骤(zhou)。
适用(yong)于(yu)电(dian)车(che)的灌封(feng)胶的制备
作为新能(neng)源汽车(che)产业化的(de)关(guan)键技术(shu)，对汽车(che)电机绕组端(duan)部进行灌封保护(hu)一直是技术(shu)工作者的(de)关(guan)注重(zhong)点(dian)。考虑到电机的(de)实(shi)际工况条件，所用的(de)灌封胶应具(ju)有高导热(re)、流动(dong)性好、耐开裂、粘结力强等性能(neng)(neng)，否则在用于汽车(che)(che)电(dian)机(ji)时会(hui)有灌封困难，增加汽车(che)(che)整(zheng)重(zhong)造成汽车(che)(che)能(neng)(neng)耗(hao)比过高的问题(ti)。
适用(yong)于电动车里(li)给电子(zi)元器件和(he)动力(li)电池模组(zu)的灌(guan)(guan)(guan)封(feng)胶材料(liao)可(ke)分为(wei)：环氧树(shu)脂灌(guan)(guan)(guan)封(feng)胶；硅(gui)橡胶灌(guan)(guan)(guan)封(feng)胶（有机硅(gui)灌(guan)(guan)(guan)封(feng)胶）；聚(ju)氨酯灌(guan)(guan)(guan)封(feng)胶。但无论(lun)是以(yi)何种高分子(zi)材料(liao)为(wei)基材制备(bei)的灌(guan)(guan)(guan)封(feng)胶，要(yao)制备(bei)出(chu)兼顾(gu)高导热与低(di)黏度(du)的新(xin)能源汽车电机用(yong)灌(guan)(guan)(guan)封(feng)胶，填(tian)(tian)料(liao)种类、填(tian)(tian)料(liao)用量、阻燃填(tian)(tian)料(liao)、硅烷(wan)偶联剂改性等都(dou)必(bi)须要到位(wei)。下面就(jiu)以环氧(yang)树脂灌封胶(jiao)为(wei)例，分项列举一下各个因素对灌封胶(jiao)性能的影响。
1.填料对灌封(feng)胶耐开(kai)裂(lie)性能的(de)影响
环氧(yang)树脂在(zai)固化(hua)(hua)过程中会(hui)(hui)产生一(yi)定(ding)的(de)(de)收(shou)缩，若使用(yong)单纯的(de)(de)环氧(yang)树脂用(yong)作电机灌(guan)(guan)(guan)(guan)封(feng)(feng)(feng)，当灌(guan)(guan)(guan)(guan)封(feng)(feng)(feng)胶(jiao)(jiao)固化(hua)(hua)收(shou)缩产生的(de)(de)应力(li)(li)(li)大(da)于(yu)灌(guan)(guan)(guan)(guan)封(feng)(feng)(feng)胶(jiao)(jiao)与机壳(qiao)(qiao)间的(de)(de)粘结力(li)(li)(li)时，会(hui)(hui)造(zao)成脱壳(qiao)(qiao)现象；而(er)当灌(guan)(guan)(guan)(guan)封(feng)(feng)(feng)胶(jiao)(jiao)固化(hua)(hua)收(shou)缩产生的(de)(de)应力(li)(li)(li)小于(yu)灌(guan)(guan)(guan)(guan)封(feng)(feng)(feng)胶(jiao)(jiao)与机壳(qiao)(qiao)间的(de)(de)粘结力(li)(li)(li)且(qie)灌(guan)(guan)(guan)(guan)封(feng)(feng)(feng)胶(jiao)(jiao)强度较差时，会(hui)(hui)造(zao)成灌(guan)(guan)(guan)(guan)封(feng)(feng)(feng)胶(jiao)(jiao)开裂现象。所以，为了(le)避免这些现象的(de)(de)出现，需要降(jiang)低(di)灌(guan)(guan)(guan)(guan)封(feng)(feng)(feng)胶(jiao)(jiao)的(de)(de)固化(hua)(hua)收(shou)缩率，增加(jia)灌(guan)(guan)(guan)(guan)封(feng)(feng)(feng)胶(jiao)(jiao)的(de)(de)强度，而(er)往(wang)灌(guan)(guan)(guan)(guan)封(feng)(feng)(feng)胶(jiao)(jiao)中加(jia)入(ru)一(yi)定(ding)量的(de)(de)填料(liao)可以有效降(jiang)低(di)灌(guan)(guan)(guan)(guan)封(feng)(feng)(feng)胶(jiao)(jiao)的(de)(de)固化(hua)(hua)收(shou)缩率。
但是填(tian)料的添加量不可过多也不可太少(shao)。填(tian)料用量太少(shao)灌封(feng)胶(jiao)的固化收缩率高，加多了(le)虽然可以继续降低(di)灌封(feng)胶(jiao)的固化收缩率，但是随着填(tian)料的增加，灌封(feng)胶(jiao)的黏度也会大幅(fu)增长(zhang)。
2.填料对灌封胶导热性能及力学性能的影响
普通环氧树脂固化物的(de)热导率一(yi)般只有0.2～0.3W/(m·K)，为使灌封胶具有较高的导热性能，一般需要往灌封胶中混入导热填料，常用的导热填料有氧化铝、氮化硼、硅微粉等。但氮化硼导热能力虽好，可添加后灌封胶的状态会呈膏体，无法满足灌注的基本要求，因此目前使用氧化铝和硅微粉为主。
另外，使用不(bu)同粒径(jing)复配的(de)(de)(de)(de)(de)填料(liao)配制的(de)(de)(de)(de)(de)灌封胶的(de)(de)(de)(de)(de)导(dao)(dao)热(re)能力也会较好(hao)。这(zhei)是因为(wei)单一粒(li)径(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)填料(liao)颗粒(li)不能很(hen)好(hao)地在灌封胶内部(bu)形成连续的(de)(de)(de)(de)(de)导(dao)(dao)热(re)通道(dao)，颗粒(li)与(yu)颗粒(li)之间(jian)(jian)(jian)存在间(jian)(jian)(jian)隙，而(er)不同粒(li)径(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)填料(liao)颗粒(li)之间(jian)(jian)(jian)，小粒(li)径(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)填料(liao)可以(yi)很(hen)好(hao)地弥补(bu)大(da)颗粒(li)填料(liao)之间(jian)(jian)(jian)产生的(de)(de)(de)(de)(de)间(jian)(jian)(jian)隙，形成完整的(de)(de)(de)(de)(de)导(dao)(dao)热(re)通道(dao)，达到更好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)传热(re)效果。
在(zai)力学性(xing)能方面(mian)，经过不同粒(li)径(jing)复配后的(de)(de)填(tian)(tian)料对(dui)灌封(feng)胶(jiao)的(de)(de)弯(wan)曲强度有较好的(de)(de)提(ti)升(sheng)(sheng)作用，而对(dui)拉伸强度影(ying)响不大；在(zai)硬(ying)度方面(mian)，小粒(li)径(jing)填(tian)(tian)料的(de)(de)加入可(ke)以提(ti)升(sheng)(sheng)灌封(feng)胶(jiao)的(de)(de)部分性(xing)能。此外，不同粒(li)径(jing)复配的(de)(de)填(tian)(tian)料可(ke)以更好低降地灌封(feng)胶(jiao)的(de)(de)黏度。
3.阻燃(ran)剂用量(liang)对灌封胶性能的影响
阻(zu)燃(ran)剂(ji)的加入(ru)可以(yi)(yi)提高灌(guan)封胶的阻(zu)燃(ran)性能，目前主(zhu)要(yao)以(yi)(yi)氢(qing)(qing)氧化铝(lv)及氢(qing)(qing)氧化镁的使(shi)用为主(zhu)。不过当(dang)使(shi)用单(dan)一的氢(qing)(qing)氧化铝(lv)或者(zhe)氢(qing)(qing)氧化镁作为阻(zu)燃(ran)剂(ji)时，阻(zu)燃(ran)效果不如采用阻(zu)燃(ran)剂(ji)复配手段。而且采用复配过的阻(zu)燃(ran)剂(ji)，可以(yi)(yi)使(shi)灌(guan)封胶的黏度更低。
之所(suo)以复(fu)配使用时阻燃效果更好，可(ke)能是(shi)因为氢氧(yang)化铝的分解(jie)温度约为250℃，吸收热量为1965J/g，氢氧化镁的分解温度在300℃以上，它们都具有很好的阻燃性能，其阻燃机理主要是脱水、吸收热量。当温度达到氢氧化铝的分解温度时，首先氢氧化铝会吸收大量的热量起到阻燃的效果，当温度进一步升高，氢氧化镁脱除水分也会起到一定的阻燃效果，因此二者1:1复配使用可降低阻燃填料的用量，这也保证了汽车电机在运行中出现异常情况时胶体不助燃。
4.偶(ou)联剂对灌封(feng)胶(jiao)性能的(de)影响
合(he)适的(de)(de)(de)黏度(du)不仅可以(yi)增加(jia)(jia)灌封胶(jiao)的(de)(de)(de)流动(dong)性(xing)，提高消泡能力(li)，还能提高灌封胶(jiao)中填料的(de)(de)(de)抗沉(chen)降能力(li)，从而保(bao)证产(chan)品(pin)的(de)(de)(de)稳定(ding)(ding)性(xing)，偶(ou)联剂的(de)(de)(de)加(jia)(jia)入(ru)就(jiu)能有(you)效(xiao)解决以(yi)上(shang)问题。据研究(jiu)，在树脂(zhi)与填料混合(he)的(de)(de)(de)过程中，在一定(ding)(ding)范围内树脂(zhi)的(de)(de)(de)黏度(du)会(hui)随(sui)着(zhe)硅烷偶(ou)联剂加(jia)(jia)入(ru)量的(de)(de)(de)增加(jia)(jia)而降低，直到趋(qu)于(yu)稳定(ding)(ding)。
资料来源：
高(gao)导热低黏度新能源汽车(che)用(yong)灌封胶(jiao)的制备及性能研究，杨李(li)懿(yi)，邬国明，李(li)利坤，黄(huang)静。
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