大功率汽車揚(yáng)聲器耐高溫膠粘技術(shù)作者：浙江天樂集團(tuán)公司副總工程師 彭國亮在揚(yáng)聲器和揚(yáng)聲器配件的生產(chǎn)過程中，都離不開膠粘劑的使用，膠粘劑是一種很重要的精細(xì)化工產(chǎn)品，其應(yīng)用已深入到國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域。其中，耐高溫膠粘劑在大功率汽車揚(yáng)聲器的生產(chǎn)中己被廣泛應(yīng)用，而且對膠粘劑在特殊環(huán)境下耐熱性、耐介質(zhì)性及其它性能的要求愈加苛刻，對于膠粘劑的耐高溫性能的定義、分類及評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)國內(nèi)外尚未統(tǒng)一。一般來講，耐高溫性應(yīng)按照在特定溫度、時(shí)間和介質(zhì)中能保持設(shè)計(jì)所要求的膠接強(qiáng)度或具有一定的強(qiáng)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(xué)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(qiáng)度和較好的物理機(jī)械性能并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)能保持這種性能。目前，大功率汽車揚(yáng)聲器中所使用的耐高溫膠粘劑主要以有機(jī)膠粘劑為主。有機(jī)耐高溫膠粘劑種類較多，應(yīng)用較廣的主要有環(huán)氧樹脂類、酚醛樹脂類、有機(jī)硅類以及含氮雜環(huán)聚合物，近年來，對上述膠粘劑系列的熱穩(wěn)定性、氧化穩(wěn)定性、粘接性能等方面的研究取得了較大的進(jìn)展，具體介紹如下：1 ．環(huán)氧類膠粘劑環(huán)氧樹脂（ EP ）是泛指含二個或二個以上環(huán)氧基的高分子化合物的總稱，是一種從液態(tài)到粘稠、固態(tài)多種形態(tài)的熱固性樹脂，這類物質(zhì)不能單獨(dú)使用，只有和固化劑混合后才能固化交聯(lián)起到粘接作用。耐高溫環(huán)氧膠粘劑具有粘接強(qiáng)度高，綜合性能好，使用工藝簡便的特點(diǎn)。突出優(yōu)點(diǎn)是固化過程中揮發(fā)物少，收縮率小，可在－50——232℃長期工作，最高使用溫度可達(dá) 500——1000℃ ，因此得到廣泛應(yīng)用。環(huán)氧樹脂在高溫下的性能主要取決于膠料的熱變形溫度和熱氧化穩(wěn)定性。環(huán)氧樹脂本身官能團(tuán)越多，兩個環(huán)氧基之間距離越短，固化后樹脂交聯(lián)密度越大，熱變形溫度越高，耐熱性越好，因而選擇多官能團(tuán)的環(huán)氧樹脂是配制耐熱環(huán)氧樹脂膠粘劑的途徑之一。但不經(jīng)改性的環(huán)氧膠粘劑固化后較脆，機(jī)械性能、耐熱性能差，而環(huán)氧樹脂、固化劑的分子結(jié)構(gòu)以及它們之間相互反應(yīng)性決定了固化物的熱變形溫度和熱氧化穩(wěn)定性，因此，選用耐高溫、熱穩(wěn)定性優(yōu)良的固化劑以及在膠系中加入增韌劑、抗熱氧劑和其它功能性填料是改善環(huán)氧膠粘劑的有效途徑。2 ．酚醛脂類膠粘劑酚醛樹脂是苯酚（或酚類有機(jī)物）與甲醛在酸或堿催化劑存在下縮聚而成的熱塑性或熱固性樹脂，是開發(fā)最早的耐高溫樹脂，在膠粘劑領(lǐng)域中，其用量和產(chǎn)量都很大。酚醛樹脂膠粘劑粘合力強(qiáng)，有良好的耐化學(xué)腐蝕和電絕緣性能，耐高溫（在 300 ℃ 下，具有很高的粘接強(qiáng)度）。酚醛樹脂可與多種聚合物共混改性，如聚乙烯醇縮醛、聚酞胺、氯丁橡膠等。耐高溫改性酚醛樹脂主要是用丁睛橡膠來改性的，這類膠粘劑的綜合物理機(jī)械性能、耐老化、耐介質(zhì)和抗疲勞性能均很好，可以作為膠液或膠膜使用，也可以粘接鋼、不銹鋼、鋁合金、鈦合金及其它金屬。但純的酚醛樹脂脆性大，剝離強(qiáng)度低，硬度高，韌性差，并且在高溫下易分解，施膠工藝比較復(fù)雜，因此在一些領(lǐng)域限制了該膠的應(yīng)用。3 ．耐高溫有機(jī)硅膠粘劑有機(jī)硅膠粘劑可分為硅樹脂膠粘劑和硅橡膠膠粘劑，其聚合物含有無機(jī)結(jié)構(gòu)Si-0鍵，兼有無機(jī)和有機(jī)材料的某些性能，可在很寬的溫度內(nèi)（－60——1200℃ ) 保持理化性能不變。有機(jī)硅樹脂是以聚有機(jī)硅氧烷及其改性體為主要原料的一類耐高溫膠粘劑，常用于高溫保護(hù)層。純有機(jī)硅樹脂膠粘劑具有優(yōu)異的耐熱性能，可在－60——400 ℃ 下長期使用，短期使用至 450—— 550 ℃ ，瞬間使用可達(dá) 1000——1200 ℃ ；但主要缺點(diǎn)是性脆，粘接強(qiáng)度低，固化溫度過高。為獲得更好的高溫理化性能，常用酚醛、環(huán)氧、聚氨酯等樹脂對其改性，降低固化溫度和減少固化時(shí)間，可達(dá)到粘附性好，室溫固化、耐高溫度的要求。硅橡膠膠粘劑分為熱硫化硅橡膠膠粘劑和室溫硫化硅橡膠膠粘劑。前者近年來有一定的發(fā)展，但具硫化工藝比較復(fù)雜；而后者因其硫化工藝簡單，同時(shí)又具有耐氧化、耐高低溫變化，耐寒、耐臭氧和優(yōu)異的電絕緣性能等，日益受到人們的重視，目前發(fā)展很快，已達(dá)到上百個品種。4 ．含氮雜環(huán)類的膠粘劑在耐高溫有機(jī)膠粘劑中，雜環(huán)高分子化合物的耐熱性最好，品種主要有聚酰亞胺、聚苯并咪唑和聚苯基喹惡啉，其中聚酰亞胺（PI）是迄今工業(yè)上應(yīng)用耐熱等級最高的一種商業(yè)化聚合材料。聚酰亞胺（ PI ）是指分子鏈中含有酰亞胺環(huán)狀結(jié)構(gòu)的環(huán)鏈高聚物，具有優(yōu)良的耐熱老化性能和化學(xué)穩(wěn)定性、耐容積性、熱膨脹系數(shù)小以及優(yōu)異的力學(xué)性能和電性能。根據(jù)其合成及加工成型方法，可分為縮聚型和加工型。縮聚型聚酰亞胺最早是由芳香族四酸二酐與芳香族二胺在極性溶液中反應(yīng)生成聚酰胺酸，再加熱脫水縮合而成。通過把柔性基團(tuán)引入 PI 主鏈，并在 PI 上引入側(cè)鏈等方法降低了 PI 分子的剛性，增加柔性，得到熱塑性 PI ，使 PI 膠粘劑有了重要進(jìn)展。加工型 PI 是由不飽和活性基團(tuán)，通過端基間反應(yīng)而形成高度交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的，這種交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是熱固型的，可用熱固型塑料加工方法來加工，沒有氣孔，與各種填料混溶性好，性能穩(wěn)定。聚苯并咪唑（ PBI ）是另一種重要的耐高溫膠粘劑，是由芳香族四胺與芳香族二元羧酸或其衍生物經(jīng)縮聚反應(yīng)而得。對許多金屬及非金屬材料均有良好的粘接性能，起始粘接強(qiáng)度較高，有良好的耐水、耐油、耐高溫及瞬間超高溫性能，可在－253——260℃下長期使用，在 539 ℃ 下短期使用。但由于PBI分子結(jié)構(gòu)中 N 一 H 鍵存在導(dǎo)致耐熱老化性能欠佳和原料成本高昂，使得 PBI 膠粘劑至今未得到廣泛應(yīng)用。聚苯基喹惡啉（PBO）是由雙（鄰）苯二胺和對苯二甲酸化合物縮聚而成，是一種耐高溫的芳雜環(huán)高聚物。在 500 ℃ 加熱 3h 不分解，易成膜，可用作大面積的粘接。但價(jià)格昂貴，加工溫度高（ 370 ℃ ）限制了其廣泛應(yīng)用。在汽車揚(yáng)聲器中耐高溫膠粘劑應(yīng)用也將日益擴(kuò)大，對其技術(shù)要求也愈加苛刻。盡管耐高溫膠粘劑新產(chǎn)品、新用途不斷被報(bào)道，但迄今為止，限于膠粘劑本身的固有缺陷，其性能很難有根本上的突破，這在很大程度上限制了它們的應(yīng)用。當(dāng)今耐高溫膠粘劑研究的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1、開發(fā)新型的有機(jī)耐高溫膠粘劑，制備出耐高溫、力學(xué)性能好、高耐久性的膠粘劑。2、利用和開發(fā)新型的改性技術(shù)對現(xiàn)有的耐高溫樹脂進(jìn)行改性，提高其綜合性能，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。3、利用納米材料和晶須材料等新型材料的特殊性能制備出高性能核心功能的復(fù)合膠粘劑。4、開發(fā)新型的無機(jī)膠粘劑，改善并提高對基材的粘接強(qiáng)度、降低脆性和耐水性等性能，使其能適用于各種產(chǎn)品

標(biāo)簽：天樂技術(shù)論文浙江