热固化热固化粘合剂的机理（交联反应及其类型）

什么是热固化胶粘剂？

顾名思义，热固性粘合剂是一种受热后发生硬化反应的粘合材料。有些粘合剂以薄膜形式存在，但大多数为液体。将不同分子量的材料混合到液体中，通过交联反应（热量促使这些分子的功能基团三维连接并聚合）固化并粘合。

交联反应是不可逆反应

交联反应是不可逆反应。为了说明这一点，我们来探讨一下可逆反应的反面概念。以下列出了一些常见的粘合剂类别——例如透明胶带等粘合剂也属于压敏粘合剂，但本文我们仅讨论粘合剂本身发生变化的情况。

一些常见的可发生可逆反应的粘合剂包括用于学校手工的淀粉糊和胶棒、用于家庭 DIY 项目的木胶以及热熔胶。热熔胶，也称为热胶，遇热会熔化，冷却凝固后用于固定部件。近年来，它们经常与热胶枪一起使用，以制作配件等手工制品。这种热胶的主要成分是热塑性树脂，它会在加热后从硬状态变为软状态。换句话说，这种变化是可逆的。这是因为树脂分子对热的反应不是交联反应，而是分子间力的变化，类似于冰融化成水——分子结构本身不会改变。

然而，热固性粘合剂会发生不可逆反应，例如由热引发的交联反应，使液体转变为固体（相变）。一旦发生相变，再次加热树脂不会引起状态变化。这是因为分子间交联反应产生的结构非常坚固且稳定。在制造热固性粘合剂时，可以通过调整材料的类型和比例来提高交联密度，从而提高固化后的耐热性以及耐化学性和耐湿性。

因此，热固化胶粘剂在粘合后具有很高的可靠性，并被广泛用作工业胶粘剂，例如用于电子部件的半导体安装材料。

用于电子零件的五种主要热固化胶粘剂

电子元件生产中使用的热固化型粘合剂有五种类型。下面让我们来了解一下每种粘合剂的特性。

■环氧-酸酐

这种胶粘剂由咪唑和酸酐反应结合，然后与环氧树脂聚合固化而成。许多酸酐粘度较低，因此可以与其他多种成分混合。添加填料来增强胶粘剂的功能性也很容易，通过添加填料来提高机械性能，可以制造出即使在高温下也能保持其有用特性的胶粘剂。

另一方面，酸酐有与水结合后分解产生游离酸的性质。储存中容易吸湿，对湿度的耐受性低，所以使用期限短可能是缺点。因为硬化温度高，硬化时间长反应性慢，而且粘度低，所以也有在硬化中容易产生气体的缺点。

尽管存在这些缺点，但上述出色的耐热性仍然是一个吸引人的优势。环氧酸酐胶粘剂目前广泛用于半导体安装材料，被称为高可靠性胶粘剂。

■环氧-阴离子聚合体系

环氧阴离子聚合胶粘剂的固化原理是，环氧基团与用作固化剂的胺分子结合而固化。这类胶粘剂的应用历史悠久，目前已开发出多种类型的胺作为固化剂，使其物理性质易于控制。

胶粘剂可分为单组分胶粘剂和双组分胶粘剂两种。单组分环氧阴离子聚合胶粘剂通常使用粉末状固化剂，因此混合液的粘度较高。粘度越高，就越难以提高填料密度以增加耐热性，导致线膨胀系数（物体尺寸因热而变化的系数）增大。高粘度、高固化温度、长固化时间等因素导致使用困难是这类胶粘剂的缺点，但近年来，迪睿合不断开发低温快速固化胶粘剂，探索其新用途和新应用。

■硅-加成反应体系

与其他胶粘剂相比，有机硅加成反应胶粘剂的分子键长相对较长，从而具有更高的柔韧性。其玻璃化转变温度 (Tg) 极低，因此可以生产固化温度低至零下几十度的产品。这类胶粘剂因其易于使用且优异的耐热耐寒性而广泛应用于各种领域。

很多硅胶都是双组分粘合剂，具有固化温度低的优势，但固化时间也较长。此外，硅胶的结构中含有低分子量的硅氧烷，因此粘合后随着时间的推移，材料会转变为绝缘体，存在导致接触不良的风险。此外，硅胶虽然防水性强，但同时也允许水分渗透。在电子元件等带有电气通路的部件中使用硅胶时，必须考虑到这些特性。

■环氧硫醇系

环氧硫醇胶粘剂与其他热固性胶粘剂相比，固化反应速度相对较快。它们使用咪唑和硫醇（两种常用于寒冷地区双组分涂料的材料）作为固化环氧树脂的材料。这种组合的特点是反应性极高，即使在室外气温为0°C的情况下，混合后也会发生固化反应，但这也使其操作困难，因此将其制成单组分胶粘剂一直被认为很困难。近年来，通过对催化剂和稳定剂进行调整，开发出了单组分版本，其固化速度显著加快，同时仍可在相对较低的温度下固化——性能已提升至在100-120°C下数秒内固化的程度。随着数秒内固化的热固性胶粘剂的出现，新的应用正在被开发出来。

■环氧-阳离子聚合体系

环氧阳离子聚合粘合剂的固化物由醚键组成，这使其在精密部件粘合剂中具有显著优势，例如高耐水性、低固化收缩率和固化过程中低释气性。另一方面，如果被粘物表面存在碱或水分，催化剂会产生酸并抑制固化，因此可能导致金属腐蚀。其使用方法和部件受到诸多限制，例如催化剂中含有难以处理的有毒物质锑。但由于其卓越的性能，它已成为某些电子部件（例如图像传感器盖密封件和液晶面板玻璃贴纸）不可或缺的粘合剂。

上述五种热固化型胶粘剂的特性，仅以它们作为电子部件胶粘剂的应用为中心进行讨论。每种胶粘剂的优缺点会根据具体情况而变化。例如，不可逆粘合可产生更牢固的粘合力，这对于部件固定有利，但在维修方面则不利。随着技术进步和生活方式的改变，粘合和固定的概念将不断变化，目前被认为是缺点的东西，随着观念的转变，可能会变成有用的优点。迪睿合将继续运用其在胶粘剂领域的专业知识和经验，迎接胶粘剂技术的新挑战，并满足客户的需求。