膠粘劑具有能將同種或不同種材料牢固粘接在一起、膠接接頭處無應(yīng)力集中、粘接強度較高且易于實現(xiàn)自動化操作等優(yōu)點，因而已在諸多領(lǐng)域（尤其作為電子工業(yè)生產(chǎn)中的輔助材料之一）中得到廣泛應(yīng)用。這得益于電子工業(yè)的不斷發(fā)展，尤其是人們對家電產(chǎn)品外觀和功能性要求的日益提升，而膠粘劑的合理應(yīng)用不僅可滿足電子產(chǎn)品的設(shè)計需求，而且有利于提高生產(chǎn)效率、降低綜合成本。因此，未來膠粘劑產(chǎn)品將向著改性型、反應(yīng)型、多功能型和納米型等方向發(fā)展，并且其應(yīng)用領(lǐng)域也將向著新能源、節(jié)能環(huán)保等方向發(fā)展。

　　1·電子工業(yè)用膠粘劑產(chǎn)品的應(yīng)用趨勢及市場前景

　　隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，膠粘劑及其膠接件在電子工業(yè)和航空工業(yè)中，已成為一種重要的不可或缺的材料之一。膠接技術(shù)除具有簡便、快捷、高效和價廉等特點外，還可實現(xiàn)金屬/非金屬的粘接， 并且能在某些場合中有效替代焊接、鉚接、螺紋連接和其他機械連接等技術(shù)。工程膠粘劑[包括厭氧膠、硅橡膠密封劑、PU（聚氨酯）膠粘劑或密封劑等產(chǎn)品]已廣泛應(yīng)用于汽車、工程機械、新能源、電子電器、醫(yī)療和航空航天等29 個重點行業(yè)中。膠粘劑作為一種用于粘接和密封的特殊產(chǎn)品，并且其可與普通機械連接方式互為補充，因而隨著近年來電子工業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)的不斷提升，某些高性能的硅膠、厭氧膠和PU 膠粘劑等也已廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品中。

　　目前，工程膠粘劑在電子工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用已占市場份額的12%，其銷量也逐年攀升。據(jù)保守估計，目前電子工業(yè)發(fā)展對反應(yīng)型工程膠粘劑的需求量已超過1 億元/a， 未來5 年該類產(chǎn)品需求量將以8%～10%速度增長。

　　膠粘劑在電子工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍很廣，幾乎每種電子工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中都會用到膠粘劑。如洗衣機生產(chǎn)中各種塑料件與金屬件的粘接、密封，需要用到PU 膠粘劑或熱熔膠；為防止螺栓的松脫，洗衣機或空調(diào)會使用厭氧型螺紋鎖固膠進行鎖固，以減少墊片的使用；熱水器管路中使用厭氧型管螺紋密封劑代替生料帶， 可達到更加可靠的密封效果；微波爐、電烤箱和油煙機等廚電設(shè)備中，耐高溫硅橡膠是常用的膠粘劑和密封劑； 平板微波爐門體及腔體密封方面、電熱水器管螺紋密封方面，也都離不開膠粘劑。另外，為了美觀和減少螺紋連接孔，某些產(chǎn)品的整體外觀也采用膠接形式。

　　隨著電子工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)中新結(jié)構(gòu)和新材料的不斷使用，對膠粘劑的性能要求也日益多樣化，并且在電子工業(yè)生產(chǎn)制造過程中選擇哪種膠粘劑， 需要考慮產(chǎn)品的使用工況、裝配工況和生產(chǎn)成本等多重因素，這又對膠粘劑的種類和性能提出了更高的要求。根據(jù)工況不同可選擇不同固化速率的膠粘劑產(chǎn)品：如某個生產(chǎn)程序的零件粘接20 s 后就要轉(zhuǎn)至下一步工序，故膠粘劑產(chǎn)品的初固時間至少為20 s，否則會影響生產(chǎn)效率；某些裝配過程需要間隔較長的時間，膠粘劑的初固時間太短會影響粘接效果，故必須選用另一種型號的膠粘劑來完成這項工作。

　　不同被粘材料所需膠種也不相同。以聚碳酸酯（PC）為例，同種PC 因表面性能不同所適用的膠種也不相同。因此，如何將不同材質(zhì)可靠粘接在一起，也將是未來膠粘劑需要考量的一個新的方向。在針對特定工況選擇合適膠粘劑方面，與熱熔膠、溶劑型膠粘劑相比，反應(yīng)型膠粘劑更能適應(yīng)復(fù)雜結(jié)構(gòu)裝配的工藝要求（如瞬干膠就是一種吸潮固化的反應(yīng)型膠粘劑，其固化速率可通過改變反應(yīng)物等進行調(diào)節(jié)，以滿足不同工況的使用要求）。

　　密封與粘接業(yè)務(wù)的解決方案可為不同用膠企業(yè)提供定制化服務(wù)：如烤箱企業(yè)用膠粘劑，可根據(jù)被粘材料種類（不銹鋼或玻璃）、耐溫等級、功能（蒸或烤）以及生產(chǎn)節(jié)奏快慢等因素，選擇滿足應(yīng)用性能和施膠工藝性能的合適膠粘劑（包括彈性膠或剛性膠、相應(yīng)膠粘劑的固化速率、力學(xué)強度和施膠手段等），最終提供給客戶一個完整的解決方案。通過為客戶選擇合理的用膠方案，既能有效保證電子工業(yè)產(chǎn)品的功能性需求，又能有效提高生產(chǎn)效率和降低綜合成本。另外，膠粘劑除應(yīng)具備被粘材料廣泛、耐溫性高和固化速率可調(diào)外，還應(yīng)考慮其安全環(huán)保性， 如此既能保證終端消費者的使用安全性，又能保證施工人員的操作安全性。

　　2· 粘接技術(shù)的主要功能與應(yīng)用形式

　　粘接技術(shù)的主要形式有非結(jié)構(gòu)型粘接和結(jié)構(gòu)型粘接兩種。非結(jié)構(gòu)型粘接主要是指表面黏涂、密封和功能性粘接，典型的非結(jié)構(gòu)型膠粘劑包括表面粘接用膠粘劑、密封劑和導(dǎo)電膠等； 結(jié)構(gòu)型粘接是將結(jié)構(gòu)單元用膠粘劑牢固粘接在一起，所用的結(jié)構(gòu)膠及其粘接點必須能夠傳遞結(jié)構(gòu)應(yīng)力，并且在設(shè)計范圍內(nèi)不影響其結(jié)構(gòu)的完整性和對環(huán)境的適用性。

　　膠粘劑的主要功能是將被粘材料連接在一起。粘接組件內(nèi)的應(yīng)力傳遞與傳統(tǒng)的機械緊固（鉚接、焊接、過盈連接和螺栓連接等）相比，前者的應(yīng)力分布更均勻、強度更高、成本更低和質(zhì)量更輕。若將薄壁件與厚壁件粘接在一起，可充分發(fā)揮薄壁件的全部強度。而機械緊固、焊接結(jié)構(gòu)的強度受緊固件、焊點及其熱感應(yīng)區(qū)域等影響較大。

　　膠粘劑在電子工業(yè)上的應(yīng)用多種多樣， 從微電路定位直至大電機線圈的粘接。膠粘劑一旦失靈，后果十分嚴重，計算機將停止運行，城市會一片黑暗。電氣用膠粘劑除要求機械緊固外，還必須具備導(dǎo)電、絕緣、減振、密封和保護基材等功能。其不同應(yīng)用所要求的特性包括：使用壽命從數(shù)秒至幾年不等，工作溫度范圍為-270～500 ℃；用膠量既可低于1 μg，也可超過1 t。EP（環(huán)氧樹脂）膠粘劑在電子工業(yè)中的應(yīng)用最為廣泛，這是由于其具有通用性強、粘接性優(yōu)、適應(yīng)性廣、使用方便、電性能好以及耐老化性能佳等諸多優(yōu)點； 有機硅膠粘劑適用于要求柔韌性佳、溫度范圍寬、耐高頻、耐高溫和耐大氣污染等場合；在要求快速裝配、強度較低和工作溫度不高的條件下，可使用熱熔膠； 選用丙烯酸酯膠粘劑主要是考慮其具有良好的電性能、穩(wěn)定性、耐老化性和透明性，并且能快速固化；PU膠粘劑從低溫至121 ℃時始終保持柔軟、堅韌和牢固等優(yōu)勢；預(yù)涂聚乙烯醇縮丁醛可形成堅韌、易組裝的膠接接頭。膠粘劑在微電子領(lǐng)域中的3 種主要應(yīng)用是管心粘接、封裝、電路元件與基板的粘接。另外，其主要應(yīng)用于印制線路板。由于必須耐受250 ℃的焊接溫度， 因而限制了膠粘劑用于鋼箔與層壓印制線路板的粘接。膠粘劑也可用于大型設(shè)備（如發(fā)電機、變壓器和其他高溫運轉(zhuǎn)的設(shè)備等），包括必須在惡劣環(huán)境和高溫條件下運轉(zhuǎn)20～40 a 的設(shè)備。很多設(shè)備的尺寸排除了烘箱固化的可能性，而銅和其他金屬的熱傳導(dǎo)又使局部加熱無法實現(xiàn)，故必須使用室溫固化的膠粘劑。幾乎所有的電子設(shè)備上都能找到膠粘劑的應(yīng)用案例，例如雷達天線復(fù)合材料的粘接，為電子元件的工作提供了導(dǎo)熱和導(dǎo)電等功能。

　　目前，風(fēng)電設(shè)備也將擁有廣闊的市場空間。為延長風(fēng)能設(shè)備和風(fēng)機葉片等使用壽命，德國勞埃德船級社開發(fā)出一種動葉片粘接用 PU 膠粘劑———Macroplastuk8340：與傳統(tǒng)膠粘劑技術(shù)相比，該膠粘劑增大了優(yōu)化動葉片的生產(chǎn)流程，提升了整個生產(chǎn)流程的運行效率， 為PU 膠粘劑的利用開辟了廣闊的新空間。我國的風(fēng)電行業(yè)已得到迅猛發(fā)展，目前我國風(fēng)能裝機容量約為5 900 MW， 風(fēng)力發(fā)電機葉片制造企業(yè)已超過30 家。研制風(fēng)力發(fā)電機葉片所需的碳纖維復(fù)合材料用膠粘劑，將成為膠粘劑行業(yè)發(fā)展的新課題之一。

　　3· 電工產(chǎn)品用膠粘劑的種類及其特點

　　3.1 PU 彈性密封劑

　　PU 彈性密封劑的最大特點是表面硬度高、彈性佳、耐寒性優(yōu)良和耐油性好，并且其在低溫時的粘接強度甚至高于室溫時的粘接強度。若改變原料組分和配比，還可獲得性能優(yōu)異的彈性體（邵氏硬度為20～80、彈性模量為5～600 MPa 和拉伸強度為5～8 MPa 等）。如此優(yōu)良的性能，目前還無更合適的彈性體可替代之。

　　3.2 電工產(chǎn)品用抗化學(xué)介質(zhì)侵蝕膠粘劑

　　化學(xué)介質(zhì)是多種多樣的，這些化學(xué)物質(zhì)特性各異，但有一個共同點就是對復(fù)合材料膠層均具有腐蝕破壞作用， 會導(dǎo)致其破裂失效。因此，膠粘劑必須具備良好的耐化學(xué)介質(zhì)侵蝕性能， 即在化學(xué)介質(zhì)環(huán)境中膠粘劑能保持良好的粘接力和足夠的剝離強度。這種膠粘劑之所以能抗酸抗堿，是由于其分子鏈中除含有與普通PU 相同的氨基甲酸酯結(jié)構(gòu)外， 還含有少量能與表面活性元素反應(yīng)形成牢固粘接的特殊基團。普通膠粘劑依靠簡單的黏附力發(fā)揮其粘接作用， 而這種膠粘劑除黏附力外，還能形成化學(xué)鍵力，從而更能經(jīng)受各種介質(zhì)的侵蝕。

　　3.3 強通用型膠粘劑

　　強通用型膠粘劑要求具備良好的適應(yīng)性，除復(fù)合普通光膜外，還能用于鍍鋁膜、鋁箔的復(fù)合。與普通型膠粘劑相比，強通用型膠粘劑是通過在分子中引入功能性基團，使分子鏈結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化而發(fā)揮作用的； 其除含有與普通PU 相同的氨基甲酸酯的羧酸酯結(jié)構(gòu)外，還含有能與鋁金屬表面活性元素反應(yīng)的特殊基團，從而使膠層與鋁層之間牢固結(jié)合（類似于架橋效應(yīng)）。因此，該類膠粘劑可提供比普通型膠粘劑強得多的牢固度，完全勝任各種基材的復(fù)合。

　　3.4 高透明度膠粘劑

　　隨著產(chǎn)品檔次的不斷提高以及為滿足出口需要，高透明度已逐漸成為客戶的需求指標(biāo)。復(fù)合包裝產(chǎn)品透明度的影響因素，除塑料基材外，還與膠粘劑流動性不足、展平性差和對基材濕潤性欠佳等因素有關(guān)。通過控制基體樹脂的Mr（相對分子質(zhì)量）大小，可使分子鏈段長度保持在一個適宜的范圍內(nèi)，使之具有含量高而黏度低、流動性好等特點，從而能有效提高膠粘劑產(chǎn)品的透明度。

　　3.5 快固化型膠粘劑

　　通常，雙組分膠粘劑復(fù)合后，需在50 ℃左右的環(huán)境中放置24～28 h（甚至更長時間），以使膠層充分固化；然后才能進入下一道工序。使用快固化型膠粘劑，可在不影響膠接件應(yīng)用性能的前提下縮短其施工周期。這是由于該膠粘劑的功能組分于常溫時呈惰性，只有在某一特定溫度范圍內(nèi)，膠粘劑的特殊功能組分才起作用。

　　3.6 耐高溫型膠粘劑

　　耐高溫型膠粘劑包括了耐長時間高溫和耐瞬時高溫兩種膠粘劑。前者是指食品加工工藝中加熱加壓殺菌時和高溫蒸煮時所用膠粘劑，后者是指制袋封口過程中瞬間高溫壓合時所用膠粘劑。研究結(jié)果表明：為了滿足耐高溫性能要求（即在以上兩種情況下，膠粘劑都必須保持良好的粘接性能和較高的剝離強度、不變形且不破袋），選擇上膠量為4.5～5 g/m2，并采用PET/CPP（聚酯/未拉伸聚丙烯）復(fù)合膜制袋，裝入酸食品封口，然后在121～125 ℃范圍內(nèi)高溫蒸煮30、45 min，均未出現(xiàn)變形、離層等現(xiàn)象。

　　4 ·膠粘技術(shù)及膠粘劑的應(yīng)用發(fā)展

　　膠粘技術(shù)是指將適宜的膠粘劑用于材料的修復(fù)工藝，采用適當(dāng)?shù)慕宇^形式和合理的粘接工藝來達到連接的目的，即將待修零部件進行修復(fù)的技術(shù)。

　　例如PU 密封劑是以PU 橡膠為基體的富有彈性的密封劑。PU 橡膠是一種較特殊的橡膠，實際上是介于橡膠和塑料之間的高分子化合物。

　　PU 密封劑的基體， 通常是異氰酸酯與端羥基多元醇反應(yīng)后，生成端-NCO 基的線狀PU 高分子化合物。異氰酸酯具有很大的活性，室溫時其幾乎可與所有含活潑氫的化合物（如羥基、羧基、胺類、醇類和水等）反應(yīng)。目前，用得最多的是TDI（甲苯二異氰酸酯）和MDI（二苯基甲烷二異氰酸酯）。多元醇中最具代表性的是聚醚和聚酯，聚醚多元醇具有良好的彈性、耐寒性和耐介質(zhì)性能。PU 密封劑可預(yù)先合成預(yù)聚體，然后再加入硫化劑配制而成；也可以在配制過程中同時進行合成。

　　隨著膠粘劑合成技術(shù)的不斷成熟，膠粘劑使用領(lǐng)域也越來越廣，其市場占有率也越來越大。隨著環(huán)保要求的日益提高和環(huán)保法規(guī)的日趨完善，環(huán)境友好型膠粘劑逐漸成為發(fā)展的主流，未來膠粘劑的發(fā)展方向主要體現(xiàn)在以下方面。

　?。?）從溶劑型向水基型、無溶劑型轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)膠粘劑廣泛使用苯、甲苯等有毒、有害和易揮發(fā)有機溶劑，既污染了環(huán)境，又危害了人體健康，同時存在燃燒、爆炸等安全隱患；水基型、無溶劑型膠粘劑具有無毒、安全和對環(huán)境友好等特點，將是未來市場需求的主流產(chǎn)品。從低甲醛向零甲醛的轉(zhuǎn)變：甲醛對人體健康危害巨大，盡管通過加入甲醛捕捉劑、調(diào)整配料比和改善聚合工藝等方法可實現(xiàn)低甲醛釋放，但甲醛縮合系膠粘劑退出歷史舞臺是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢； 選擇無毒、無臭的“綠色”原料、助劑，改善膠粘劑行業(yè)從業(yè)人員的工作環(huán)境，也將是膠粘劑工業(yè)發(fā)展的方向之一。為減少與膠粘劑的接觸和方便使用，盡量采用單組分形式包裝。

　?。?）近年來高品質(zhì)、高性能和高附加值膠粘劑異軍突起， 并且已成為膠粘劑市場新的利潤增長點和新的研究熱點：研制具有多重官能團、多種功能基的膠粘劑，克服單一品種的性能缺陷；利用共聚、共混復(fù)合、接枝、交聯(lián)和互穿網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代高分子材料科學(xué)的新手段，開發(fā)耐水、耐高溫、高強度、阻燃、室溫固化、納米級和生命活性等新型功能化膠粘劑，發(fā)展微電子用、工程灌漿用、防滲堵漏用、航空航天用和醫(yī)療衛(wèi)生用等特種膠粘劑； 發(fā)展具有新型固化方式的膠粘劑，主要包括光固化型膠粘劑、輻射固化型膠粘劑、高頻熱合膠、吸濕固化膠、壓敏膠、熱熔膠和需氧膠等；合成工藝復(fù)雜、設(shè)備要求苛刻的膠種不易推廣應(yīng)用， 而原料來源廣泛、容易制備且使用方便的高性能“綠色”環(huán)保膠粘劑將成為市場的“寵兒”。

　　5 ·結(jié)語

　　近代膠粘技術(shù)的飛速發(fā)展，使許多產(chǎn)品（尤其是電工產(chǎn)品）均離不開膠粘劑。目前，膠接技術(shù)的應(yīng)用已遍及現(xiàn)代工業(yè)的各個領(lǐng)域，在很多場合膠粘劑及其膠粘技術(shù)已取代了傳統(tǒng)的鉚接、焊接、鑲、配等工藝，并顯示出優(yōu)越的性能?？梢灶A(yù)見，隨著科學(xué)技術(shù)的進一步發(fā)展和不斷進步，膠接技術(shù)必將發(fā)揮越來越大的作用。（武漢市漢陽區(qū)自力新村：李婷）