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邹小姐(jie)：13326633089 -
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在(zai)节能(neng)(neng)(neng)减排的(de)大趋势下，新能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)汽车(che)行业迎来了前(qian)所未有的(de)发(fa)(fa)展(zhan)机遇。其中，新能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)电(dian)动(dong)汽车(che)使用电(dian)池、电(dian)机和能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)转换系统取(qu)代了过去燃油(you)发(fa)(fa)动(dong)机、变速箱等传(chuan)统驱(qu)动(dong)装(zhuang)置，因此可(ke)有效减少对石油(you)等非可(ke)再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)依赖，成为了它这几年(nian)发(fa)(fa)展(zhan)特别猛(meng)的(de)主(zhu)要原因。
在电(dian)动汽(qi)(qi)车领(ling)域(yu)，由(you)于核(he)心部(bu)件(jian)(jian)组成及设计与传统汽(qi)(qi)车有很大(da)不同，相对应的(de)(de)材料需(xu)求也(ye)大(da)不一样，尤其(qi)在一些新(xin)的(de)(de)核(he)心部(bu)件(jian)(jian)，产生了(le)良多新(xin)的(de)(de)需(xu)求，如(ru)：新(xin)型粘结剂(ji)、密封胶、导(dao)热材料等等。尤其(qi)是导(dao)热材料，因为新(xin)能源(yuan)电(dian)动汽(qi)(qi)车的(de)(de)设计，使得很多部(bu)件(jian)(jian)都需(xu)要(yao)严(yan)格的(de)(de)热治理，如(ru)：电(dian)池、电(dian)控、电(dian)机、娱乐系统等等，需(xu)要(yao)将(jiang)热量及时(shi)导(dao)出(chu)，避免部(bu)件(jian)(jian)的(de)(de)损(sun)坏以及电(dian)池过热引发起火(huo)的(de)(de)风(feng)险。
特(te)斯拉电池(chi)发热自(zi)燃
在(zai)这样的需求驱动(dong)下，也难(nan)怪有行业机构认为热(re)管理是新能源汽车领域的新蓝海，并断言其(qi)价(jia)值量将近传统热管(guan)理的(de)三倍。
导(dao)热灌封(feng)胶的优(you)势
目前(qian)应(ying)用在整车热(re)治理系统的导(dao)(dao)热(re)材(cai)料有：导(dao)(dao)热(re)硅(gui)胶片、导(dao)(dao)热(re)绝(jue)缘材(cai)料、导(dao)(dao)热(re)灌封胶和导(dao)(dao)热(re)填缝材(cai)料。其中导热灌封胶主要用于电(dian)池(chi)组(zu)、磁芯和其他元器件的(de)灌封(feng)导热，具有(you)(you)低(di)粘度、密(mi)度低(di)、高渗(shen)透渗(shen)出性等(deng)特(te)点(dian)。由于它在未固化前属于液(ye)体状，具有(you)(you)流动性，因此相对空(kong)气能(neng)提供(gong)更好的(de)散(san)热效果。
举个例子，在炎热(re)的夏(xia)天，直接(jie)跳进水(shui)里泡着(zhe)显然要比用风扇来降温来得降暑效果更明显，因为水(shui)完全包围着(zhe)人(ren)体(ti)，相较于导热(re)系数非常小的空(kong)气(qi)（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)(se)代表(biao)热(re)界面材(cai)(cai)料(liao)，浅蓝色(se)(se)代表(biao)空(kong)(kong)气，灰色(se)(se)及(ji)黑色(se)(se)代表(biao)两(liang)个不(bu)同(tong)表(biao)面。凡是(shi)表(biao)面都(dou)会有粗糙(cao)度，所以当两(liang)个表(biao)面接(jie)(jie)触(chu)在一(yi)(yi)(yi)起的(de)时候，不(bu)可能完(wan)全接(jie)(jie)触(chu)在一(yi)(yi)(yi)起，总会有一(yi)(yi)(yi)些空(kong)(kong)气隙夹杂(za)在其(qi)中(zhong)，而空(kong)(kong)气的(de)导热(re)系数非常之小，因(yin)此就造(zao)成了比较大的(de)接(jie)(jie)触(chu)热(re)阻。而使(shi)用柔软(ruan)可塑的(de)热(re)界面材(cai)(cai)料(liao)就可以尽量(liang)填充(chong)这个空(kong)(kong)气隙，降低接(jie)(jie)触(chu)热(re)阻，提高散(san)热(re)性能。
但(dan)与泳(yong)池案(an)例中水(shui)作为热(re)传递介质一直保持液(ye)态(tai)不同，聚(ju)合物体系在灌入后会发生固化，与发热的电子元件和散热器保(bao)(bao)持密(mi)切接触，同(tong)时起到防(fang)水防(fang)潮(chao)、导(dao)热、保(bao)(bao)密(mi)、防(fang)腐蚀、防(fang)尘、绝(jue)缘、耐温、防(fang)震的作(zuo)用(yong)。如此一来，导(dao)热灌(guan)封胶就能更有效地保(bao)(bao)护电池和磁芯，大大的增加(jia)电(dian)子产(chan)品在恶劣(lie)环境下作(zuo)业(ye)的稳定性，防(fang)护性还(hai)有抗震(zhen)功能(neng)，避(bi)免湿气，有更好的耐受热冲(chong)击能(neng)力，盐雾对电(dian)路的腐蚀，增加(jia)产(chan)品的运用寿(shou)命。同(tong)时电子产(chan)品能够在(zai)高功率下运行，而(er)且温度比(bi)原来更低。
灌封(feng)胶用(yong)于动(dong)力(li)电池Pack封装
另外，为了(le)在灌封(feng)电子元器件时达到(dao)最(zui)佳效果(guo)，材(cai)料的正确(que)应(ying)用是(shi)关(guan)键。混合(he)或搅拌(ban)可将气(qi)泡引入灌封(feng)材(cai)料中，而空气(qi)是(shi)传热(re)的大忌(ji)，即使是(shi)困在灌封(feng)材(cai)料中的微小(xiao)气(qi)泡也会影(ying)响灌封(feng)材(cai)料传热(re)能力的有效性(xing)。充(chong)分的混合(he)以消除气(qi)泡以及(ji)确(que)保使用正确(que)的混合(he)比率(lv)是(shi)需(xu)要特别(bie)注意的关(guan)键步(bu)骤。
适(shi)用于(yu)电车的(de)灌封胶的(de)制备
作为(wei)新能源汽车产业化的关键技术，对汽车电机绕组端部进行灌封(feng)保护(hu)一直(zhi)是(shi)技术工作者的关注重点。考虑到电机的实际工况条件，所用的灌封(feng)胶应(ying)具有高(gao)导热、流动性好、耐开裂、粘(zhan)结力强等性(xing)能，否(fou)则在用于汽(qi)车电机时会有灌封(feng)困(kun)难，增加汽(qi)车整(zheng)重(zhong)造成汽(qi)车能耗比(bi)过高的问题。
适用(yong)(yong)于电(dian)(dian)动(dong)车里给(ji)电(dian)(dian)子元(yuan)器件和动(dong)力(li)电(dian)(dian)池模组的(de)灌(guan)(guan)封(feng)胶材(cai)料可(ke)分(fen)为：环氧树脂灌(guan)(guan)封(feng)胶；硅橡(xiang)胶灌(guan)(guan)封(feng)胶（有机硅灌(guan)(guan)封(feng)胶）；聚氨酯灌(guan)(guan)封(feng)胶。但无论是以何(he)种(zhong)高分(fen)子材(cai)料为基材(cai)制(zhi)备(bei)的(de)灌(guan)(guan)封(feng)胶，要(yao)制(zhi)备(bei)出(chu)兼顾高导热与(yu)低黏度的(de)新能源汽车电(dian)(dian)机用(yong)(yong)灌(guan)(guan)封(feng)胶，填料种类(lei)、填料用(yong)量、阻燃填料、硅(gui)烷偶联剂改性等都(dou)必须要(yao)到位(wei)。下面就以环氧(yang)树脂(zhi)灌(guan)封(feng)胶为例(li)，分项列举一下各(ge)个因素对灌(guan)封(feng)胶性能的影(ying)响。
1.填料对(dui)灌封胶耐开裂性能的影响(xiang)
环氧树脂在固(gu)化(hua)过程(cheng)中会产生(sheng)一定的(de)(de)(de)(de)收(shou)缩(suo)，若使用单纯的(de)(de)(de)(de)环氧树脂用作电(dian)机灌(guan)(guan)封(feng)，当灌(guan)(guan)封(feng)胶固(gu)化(hua)收(shou)缩(suo)产生(sheng)的(de)(de)(de)(de)应力(li)大于灌(guan)(guan)封(feng)胶与(yu)机壳(qiao)间(jian)的(de)(de)(de)(de)粘结力(li)时，会造成(cheng)脱壳(qiao)现(xian)象；而当灌(guan)(guan)封(feng)胶固(gu)化(hua)收(shou)缩(suo)产生(sheng)的(de)(de)(de)(de)应力(li)小于灌(guan)(guan)封(feng)胶与(yu)机壳(qiao)间(jian)的(de)(de)(de)(de)粘结力(li)且灌(guan)(guan)封(feng)胶强(qiang)度较差时，会造成(cheng)灌(guan)(guan)封(feng)胶开裂现(xian)象。所以(yi)，为了避免这些现(xian)象的(de)(de)(de)(de)出现(xian)，需(xu)要降低灌(guan)(guan)封(feng)胶的(de)(de)(de)(de)固(gu)化(hua)收(shou)缩(suo)率(lv)(lv)，增加(jia)灌(guan)(guan)封(feng)胶的(de)(de)(de)(de)强(qiang)度，而往灌(guan)(guan)封(feng)胶中加(jia)入一定量的(de)(de)(de)(de)填(tian)料可以(yi)有效降低灌(guan)(guan)封(feng)胶的(de)(de)(de)(de)固(gu)化(hua)收(shou)缩(suo)率(lv)(lv)。
但是填(tian)料的(de)(de)添(tian)加量不可过多也不可太(tai)少。填(tian)料用量太(tai)少灌(guan)封胶的(de)(de)固化(hua)收(shou)缩(suo)率高，加多了虽然可以继续降(jiang)低灌(guan)封胶的(de)(de)固化(hua)收(shou)缩(suo)率，但是随(sui)着(zhe)填(tian)料的(de)(de)增加，灌(guan)封胶的(de)(de)黏度(du)也会(hui)大幅增长。
2.填料对灌封胶(jiao)导热性能及力学(xue)性能的影响
普通环氧树脂固化物的热(re)导(dao)率一般只(zhi)有(you)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，使用不同粒径(jing)复配的填(tian)料(liao)配(pei)制的灌封胶的导热(re)(re)能力也会较好。这是因(yin)为单(dan)一粒(li)径(jing)(jing)(jing)的填(tian)料(liao)颗粒(li)不能很(hen)好地(di)在灌封胶内部(bu)形成连续的导热(re)(re)通(tong)(tong)道(dao)，颗粒(li)与颗粒(li)之(zhi)间(jian)存(cun)在间(jian)隙，而不同粒(li)径(jing)(jing)(jing)的填(tian)料(liao)颗粒(li)之(zhi)间(jian)，小(xiao)粒(li)径(jing)(jing)(jing)的填(tian)料(liao)可以很(hen)好地(di)弥补大颗粒(li)填(tian)料(liao)之(zhi)间(jian)产生的间(jian)隙，形成完(wan)整的导热(re)(re)通(tong)(tong)道(dao)，达到更好的传(chuan)热(re)(re)效(xiao)果(guo)。
在力学性能方面，经过不(bu)同(tong)粒径(jing)复配后的(de)填料(liao)对灌封(feng)(feng)胶(jiao)的(de)弯曲(qu)强(qiang)度有较好的(de)提(ti)升(sheng)(sheng)作(zuo)用，而对拉伸强(qiang)度影响(xiang)不(bu)大；在硬度方面，小粒径(jing)填料(liao)的(de)加入可以提(ti)升(sheng)(sheng)灌封(feng)(feng)胶(jiao)的(de)部分(fen)性能。此(ci)外，不(bu)同(tong)粒径(jing)复配的(de)填料(liao)可以更好低降(jiang)地灌封(feng)(feng)胶(jiao)的(de)黏度。
3.阻燃(ran)剂用量对灌封胶性能的影响
阻(zu)(zu)燃(ran)剂(ji)(ji)的(de)加入可以(yi)提高灌封胶的(de)阻(zu)(zu)燃(ran)性能，目前主要以(yi)氢氧化(hua)(hua)铝及氢氧化(hua)(hua)镁的(de)使(shi)用(yong)为主。不过当使(shi)用(yong)单一的(de)氢氧化(hua)(hua)铝或者氢氧化(hua)(hua)镁作为阻(zu)(zu)燃(ran)剂(ji)(ji)时(shi)，阻(zu)(zu)燃(ran)效(xiao)果(guo)不如采用(yong)阻(zu)(zu)燃(ran)剂(ji)(ji)复配(pei)手段(duan)。而且采用(yong)复配(pei)过的(de)阻(zu)(zu)燃(ran)剂(ji)(ji)，可以(yi)使(shi)灌封胶的(de)黏度更低。
之所以复配使用时阻(zu)燃效果更好，可能是因为氢氧化(hua)铝的(de)分解温度约为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.偶联剂对灌(guan)封胶性能的影响
合适的(de)(de)(de)(de)黏(nian)度(du)不仅可以(yi)增加(jia)(jia)灌封(feng)胶(jiao)的(de)(de)(de)(de)流动(dong)性，提高消泡能力(li)，还能提高灌封(feng)胶(jiao)中(zhong)填料(liao)的(de)(de)(de)(de)抗沉(chen)降能力(li)，从而保(bao)证产品的(de)(de)(de)(de)稳(wen)定(ding)性，偶联(lian)剂的(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)入就(jiu)能有效解决(jue)以(yi)上问(wen)题。据(ju)研究，在(zai)树脂与(yu)填料(liao)混合的(de)(de)(de)(de)过程中(zhong)，在(zai)一定(ding)范围(wei)内(nei)树脂的(de)(de)(de)(de)黏(nian)度(du)会随(sui)着(zhe)硅(gui)烷(wan)偶联(lian)剂加(jia)(jia)入量(liang)的(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)而降低，直到趋(qu)于稳(wen)定(ding)。
资料(liao)来源：
高导热(re)低黏度新能源汽车(che)用灌封胶的制备及(ji)性能研究(jiu)，杨李(li)(li)懿(yi)，邬(wu)国明，李(li)(li)利坤，黄(huang)静。
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