热固化胶粘剂的五大挑战及其解决方案

热固化胶粘剂的五大改进领域

热固性胶粘剂广泛应用于电子元件的粘合，但其某些特性仍需改进。以下概述了其中五项改进。

1. 低温固化

许多热固性粘合剂的固化温度在120至180℃之间，因此难以用于耐热性较低的被粘物。由于耐热性高的塑料材料价格昂贵、光学部件需要避免哪怕是轻微的热变形、以及产品小型化的需求（被粘物越小越薄，耐热性就越低）等因素，对可在60至80℃低温下固化的热固性粘合剂的需求日益增加。

2. 快速固化

热固化粘合剂不会像紫外线固化粘合剂那样在几秒钟内变硬。
许多产品需要 30 分钟到几个小时才能固化，有时会在提高生产力时造成瓶颈。

3. 减少废气排放

热固性胶粘剂的低分子量成分有可能在固化过程中或固化后气化，从而污染设备或工作环境。

4. 提高固定精度

由于硬化需要时间，因此在凝固之前必须高精度地保持被粘体。

5. 更高的可靠性

随着电子设备变得越来越小、性能越来越高，对粘合剂的可靠性的要求也越来越高。

为了满足这些改进需求，迪睿合正在努力开发创新的新型热固化胶粘剂。

满足改进需求

上述改进需求并非近期出现，而是持续发展的课题，尚未得到解决。即便如此，数值目标和具体目标也在不断更新，以适应技术进步和市场需求。关键在于，改进必须在不牺牲其他特性的情况下进行，但尝试改进时总会以对其他特性的影响为代价。为了改进热固性胶粘剂，必须找到一种既能满足这些需求又不会带来任何负面影响的解决方案。
在讨论迪睿合的具体解决方案之前，我们先来谈谈迄今为止所做的努力。

对于低温固化和快速固化而言，改进需求本身就构成了一种权衡取舍的局面。通常，提高固化温度意味着固化速度加快，而降低固化温度则意味着固化时间延长。这并非降低固化温度或缩短固化时间那么简单——固化温度和固化时间必须根据具体用例的需求进行设计。

换句话说，我们希望粘合剂在合适的时间（温度和时间）下硬化。

为了同时实现低温固化和快速固化，基本方法是设计化学反应性更高的粘合剂，使其能够在低能量活化下硬化。然而，一次性硬化的粘合剂也是一个问题。为了解决这个问题，市面上出现了双组分热固化粘合剂，将主粘合剂和固化剂分离，以防止意外固化。

双组分体系仅在两种液体混合时才会发生反应。因此，它们可以在低能量活化的情况下保持粘合力并长期保存，并且广泛应用于多种场合，例如用于寒冷地区的涂料以及在接近室温下使用的低温固化粘合剂，作为低温固化和快速固化的解决方案。

另一方面，双组分体系需要两种液体以精确的比例均匀混合才能实现稳定的性能。在移动设备等对精度要求较高的应用中，即使是混合比例的细微差异或混合不均匀也会导致粘合质量的波动，从而有可能损害部件定位精度和可靠性的提升。因此，客户需要确保操作的准确性和快速性。

热固化胶粘剂的新举措

对于精密设备，单组分胶粘剂优于双组分胶粘剂。​由于单组分胶粘剂会自行固化，因此可以实现稳定的粘合力，而无需担心与双组分系统相关的问题，例如由于混合比例、混合不均匀和液体组分不均匀而导致的差异。然而，它们也有缺点——由于单组分系统在暴露于轻微的热量下时能够开始反应，因此某些产品在室温下单独放置时会开始硬化。因此，许多单组分系统通常储存在冰箱中。它们在室温下放置几十分钟到一个小时，然后在使用前在容器中解冻。解冻后，使用精密分配器使用指定量的胶粘剂。
本公司从材料的精度、便利性和提高生产性的角度出发，致力于单液热固化胶粘剂的开发。

接下来，我们将介绍迪睿合克服热固化胶粘剂所面临的挑战而成功开发的产品。

采用潜伏性聚合引发剂的环氧阳离子聚合热固化胶粘剂

在迪睿合开发的众多胶粘剂中，最近成功的创新是将环氧阳离子热固化胶粘剂与封装聚合引发剂相结合的产品。

由于所得固化物主要由醚键组成，环氧阳离子胶粘剂具有高耐水性、低固化收缩率和固化过程中较少的释气性，从而满足了上述两项改进需求。然而，它们也存在固化反应缓慢以及聚合引发剂引发问题等缺点。因此，它们很少被考虑作为固定精密部件的胶粘剂选择。

我们相信，环氧阳离子热固性胶粘剂的低固化收缩率在精密胶粘剂领域具有巨大潜力，并有望开发新的应用，因此我们开始致力于改进该反应体系。传统上，该反应体系通常使用有毒的锑（Sb）作为聚合引发剂，这也是这类胶粘剂被避免使用的原因之一。因此，我们着手改进聚合引发剂。在开发新型聚合引发剂的过程中，我们的目标不仅在于实现低温快速固化，还在于寻找不使用有毒物质或卤素的引发剂。最终，我们研发出了现在的引发剂。虽然新型引发剂满足了低温固化和快速固化的预期，但它的活性很高，以至于固化反应会在添加后立即开始，而不是在最合适的时机。为了保证粘合质量并方便生产，单组分体系是必需的，这反过来又需要一种能够将活性隐藏到所需时间点来创造延迟的方法。

我们为新型聚合引发剂赋予潜伏性的方法，是将引发剂封装在采用我们独有工艺制成的聚合物胶囊中。胶囊由特殊聚合物制成，当温度超过一定温度时，胶囊就会破裂，使内部的引发剂与周围的液体接触并开始反应。只要温度不超过阈值，引发剂就会留在胶囊内，不会发生固化。这种用于热固化的潜伏性聚合引发剂的开发，使得一种单组分解决方案能够充分利用环氧阳离子胶粘剂低固化收缩率的优势，应用于热固化胶粘剂领域。

迪睿合正在进一步探索这项潜伏性技术的应用，包括进一步改进高活性材料封装技术和控制反应的聚合物胶囊技术。此外，我们还在进一步改进主剂树脂。新型阳离子聚合热固化型粘合剂将能够满足客户的各种需求，例如低温固化、快速固化、减少离子杂质和排气。迪睿合将继续专注于此领域，并致力于推广该技术。
※迪睿合株式会社生产并销售使用潜在性固化剂的热固化型粘合剂，但请注意，迪睿合株式会社不向外部销售潜在性固化剂。