粘接学术论文Academicpapers研究报告与专论
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基于新能源汽车电机的灌封胶研究宋真玉（陕西工业职业技术学院汽车工程学院，陕西咸阳712000）
摘要：文章主要针对新能源汽车电机对其所用高导热低黏度灌封胶进行了研制。实验结果表明，在环氧树脂中添加复配粒径氧化铝，灌封胶黏度会在氧化铝添加量增多的影响下逐渐增大，而且复配粒径氧化铝对于树脂基体具备最佳导热性。氢氧化铝与氢氧化镁复配，只需添加30份量阻燃剂，便能够达到最佳阻燃效果。稀释剂添加量不断增多，灌封胶的黏度与耐热性会渐渐降低，最佳稀释剂用量应控制在25%。而KH560系列硅烷偶联剂添加5份量时，灌封胶黏度处于平稳的最低状态。混合料处于110℃状态下，保温时
间为3h，并抽真空到-0.095MPa下，保持大约30min，以此便能够获取高导热低黏度灌封胶。关键词：新能源；灌封胶；环氧树脂中图分类号：TQ436+.9文献标识码：A文章编号：1001-5922（2019）08-0001-04
ResearchonPouringSealantBasedonNewEnergyAutomobileMoto
SONGZhen-yu（ShaanxiPolytechnicInstituteSchoolofAutomotiveEngineering，XianyangShaanxi712000，China）Abstract：Inthispaper，thehighheatconductivityandlowviscositypouringsealantusedinnewenergyautomo⁃bilemotorwasdeveloped.Theexperimentalresultsshowthatwhenaluminawithcompositesizeisaddedtoep⁃
oxyresin，theviscosityofencapsulationadhesivewillgraduallyincreasewiththeincreaseofaluminacontent，andaluminawithcompositesizehasthebestthermalconductivitytotheresinmatrix.Whenaluminumhydrox⁃ideandmagnesiumhydroxidearecombined，only30portionsofflameretardantcanbeaddedtoachievethebestflameretardanteffect.Withtheincreaseofdiluentdosage，theviscosityandheatresistanceofpouringseal⁃antwillgraduallydecrease，andtheoptimumdiluentdosageshouldbecontrolledat25%.However，when5partsofKH560seriessilanecouplingagentwasadded，theviscosityofthepouringsealantwasintheloweststablestate.Whenthemixtureiskeptat110℃for3hoursandvacuumto-0.095MPaforabout30minutes，highthermalconductivityandlowviscositycanbeobtained.
Keywords：newenergy；pouringsealant；epoxyresin
收稿日期：2019-05-16作者简介：宋真玉（1987-），男，河南郑州人，硕士研究生，讲师，研究方向：汽车应用和新能源汽车技术。基金项目：增程式电动汽车整车控制策略分析与研究（ZK19-25）
001粘接学术论文Academicpapers研究报告与专论
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新能源汽车可以在很大程度上有效降低对于石油的依赖程度，直接给汽车行业实现跨越式发展带来了全新的机遇，但是由于相关技术尚不完善和成熟，依旧存在锂电池发热等不良现象。厂家就汽车锂电池发热问题，主要通过加成型导热灌封胶进行弥补。然而由于加成型导热灌封胶的密度比较大，会造成汽车整车重量显著增大，而且黏度非常高，流动性差。所以，进行高导热低黏度灌封胶制备开始备受关注[1]。1实验1.1材料环氧树脂由无锡蓝星树脂厂生产；硅烷偶联剂由南京能德化工有限公司生产；氧化铝由淄博麟凯化工材料有限公司生产；稀释剂由武汉森茂化工有限公司生产；固化剂由徐州中研科技有限公司生产。1.2灌封胶制备获取定量无水乙醇和硅烷偶联剂，放置到三个烧瓶中进行水解，在1h之后，添加定量氧化铝，提高温度到80℃，反应3.5h，然后过滤、烘干、研磨以待用。取适量环氧树脂、稀释剂、固化剂放置到烧杯，添加各种比例改性氧化铝，通过高速分散机进行分散并均衡。然后倒进预热模具，在75℃状态进行真空脱泡。1.3性能测试
粒度分布选用Mastersizer2000型激光粒度仪进行测试；黏度选择NDJ-7型旋转式黏度计进行测试，恒温设定为25℃；热导率选用热导率测试仪进行测试；阻燃性根据ANSI/UL94-2013进行测试；硬度选用硬度计进行测试[2]。2结果分析
2.1填料对灌封胶性能的影响在环氧树脂固化时会出现收缩现象，如果利用单一环氧树脂作为电机进行灌封，在灌封胶固化收缩所生成应力超过灌封胶、机壳之间粘接力的时候，会导致脱壳。但是相反情况下，灌封胶强度较低，会导致开裂。因此为防止这些现象，应降低灌封胶固化收缩率，适度增强灌封胶，并且在其中添加定量填料，以此有效促使固化收缩率有所下降[3]。在环氧树脂中添加填料之后，灌封胶具体性能，如表1所示。
表1填料对灌封胶性能的影响结果Tab.1Effectoffillersonthepropertiesofpouringsealant
填料量（份）黏度（mPa·s）收缩率（%）硬度（D）
02905.2821406303.38326011101.08533053100.786400120100.4787
从表可知，在添加填料不断增多的趋势下，灌封胶固化收缩率开始快速下降。但在添加到260份的时候，收缩率控制在1%左右，尽管再次添加更大量填料，能够持续促使收缩率下降，但是黏度也在随之增加，因此，为确保灌封胶流动性良好，以及收缩率较低，则明确控制260份填料添加量。2.2稀释剂对灌封胶性能的影响
基于基体树脂和固化剂对稀释剂在灌封胶性能中的影响做了详细分析。具体如表2所示。
表2稀释剂对灌封胶性能的影响结果Tab.2Effectofdiluentsonthepropertiesofpouringsealant
稀释剂（%）黏度（mPa·s）起始分解温度（℃）质量残余率（%）
0161038811.92511103668.24159903546.38256703325.93356503184.72
从表中可以看出，稀释剂添加量越多，灌封胶的黏度就会随之降低，如果稀释剂用量是基体树脂的大约1/4时，黏度处于最佳降幅水平，即使再添加，下降幅度也只越来越小。而且稀释剂添加量越多，灌封胶的耐热性也会有所降低。因此，就黏度与耐热性而言，稀释剂添加量在25%的时候，效果最突出[4]。
002粘接学术论文Academicpapers研究报告与专论
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2.3氧化铝对灌封胶性能的影响一般的环氧树脂固化物的热导率大约在0.2~0.3W/m·K之间，为了保证灌封胶导热性良好，需从中添加导热料。不同的填料对于灌封胶能性的影响不同，具体如表3所示。
表3不同填料对灌封胶能性的影响Tab.3Effectsofdifferentfillersonthepropertiesofpouringsealant
黏度（mPa·s）热导率（W/m·K）硬度（D）弯曲强度（MPa）拉伸强度（MPa）氧化铝10001.58572.227.1氮化硼膏体1.98574.128.1M1:M2=1:113101.78679.127.8M1:M2=3:120101.88782.729.4M1:M2=1:38101.5
8381.228.6
注释注释：：M1代表6μm粒径氧化铝质量粒径氧化铝质量，，M2
代表2020μμm粒径氧化铝质量粒径氧化铝质量。。
从表中可以看出，只利用氧化铝，虽然可以促使灌封胶热导率提升，但是和复配氧化铝相比，导热能力差异非常大。这主要是由于单一氧化铝的颗粒无法较好地融入灌封胶内部以形成连续性导热通道，颗粒间缝隙过大。而复配氧化铝，其中小粒径颗粒之间界面接触多，传热阻力大，大粒径颗粒接触界面少，传热阻力小，更加容易形成导热通道。而二者结合，小粒径填充到大粒径缝隙中，以此使得导热材料粒子间相互融合堆砌，颗粒达到最大程度致密堆砌状态，进而促使灌封胶产生最佳导热性能。而就力学性能来讲，复配填料能够有效提高灌封胶弯曲强度，但是在拉伸强度中的作用并不突出。在硬度上，小粒径氧化铝能够提高灌封胶局部性能。另外，复配氧化铝能够科学有效促使灌封胶黏度下降[5]。2.4阻燃剂对灌封胶性能的影响
阻燃剂的添加能够显著提升灌封胶阻燃性能，充分发挥阻燃性。阻燃剂对灌封胶性能的影响，具体如表4所示。表4阻燃剂对灌封胶性能的影响结果Tab.4Effectofflameretardantsonthepropertiesofpouringsealant
用量（份）黏度（MPa·s）阻燃等级
氢氧化铝805000V-0氢氧化镁806000V-0M1:M2=1:1303500V-0M1:M2=2:1506000V-0M1:M2=1:250
7000V-0
注释注释：：M1代表氢氧化铝质量代表氢氧化铝质量，，M2
代表氢氧化镁质量代表氢氧化镁质量。。
从表中可以看出，单独使用阻燃填料，需要添加80份量，而氢氧化铝与强氧化镁1:1复配，只需添加30份量，两者阻燃等级便相同。这主要是由于氢氧化铝与氢氧化镁阻燃性较好，原理是脱水并吸收热量。在达到氢氧化铝分解温度时，氢氧化铝先吸收热量产生阻燃作用，在温度再次上升，氢氧化镁脱水，并发挥阻燃效果。所以两者复配使用，能够减少阻燃料添加量，以此降低灌封胶密度，确保汽车电机运行异常时不会出现胶体助燃现象[6]
。
2.5偶联剂对灌封胶性能的影响
表5偶联剂对灌封胶性能的影响结果Tab.5Effectofcouplingagentonthepropertiesofpouringsealant
黏度（mPa·s）有无沉淀热导率（W/m·K）硬度（D）弯曲强度（MPa）拉伸强度（MPa）KH5501370轻微1.42858428.7KH5601190无1.468585.828.3KH5701560轻微1.48