在電子電氣、新能源、汽車、工業(yè)控制等領(lǐng)域，為了保護敏感元器件免受濕氣、灰塵、振動、化學腐蝕及電擊穿等環(huán)境因素的影響，常采用“灌封”工藝——即將液態(tài)膠料注入殼體或模塊內(nèi)部，固化后形成堅固或柔韌的保護層。這種用于灌封的材料即為灌封膠。

目前市場上主流的灌封膠主要包括三大類：有機硅灌封膠、環(huán)氧樹脂灌封膠和聚氨酯灌封膠。它們在化學組成、物理性能、工藝特性及適用場景上各有優(yōu)劣。本文將系統(tǒng)介紹這三種灌封膠的構(gòu)成、核心特點及典型應(yīng)用，并在文末提供對比表格，便于工程選型參考。

一、有機硅灌封膠

構(gòu)成

有機硅灌封膠以聚有機硅氧烷（如端羥基或端乙烯基聚二甲基硅氧烷）為基礎(chǔ)聚合物，配合交聯(lián)劑（如含氫硅油）、催化劑（鉑金或錫類）、填料（如二氧化硅、氧化鋁）及助劑組成。根據(jù)固化機理可分為：

• 縮合型（室溫硫化，RTV）；
• 加成型（需加熱或室溫加鉑催化）。

特點

• 優(yōu)異的耐高低溫性：長期使用溫度范圍通常為-55℃ 至 +200℃，部分特種型號可達250℃；
• 高柔韌性與彈性：邵氏硬度可低至10A，能有效吸收熱應(yīng)力和機械沖擊；
• 良好的電絕緣性：介電強度高（>20 kV/mm），適合高壓應(yīng)用；
• 疏水性強：防潮、防水性能突出；
• 缺點：機械強度較低，粘接性一般（尤其對非極性材料），成本較高，易受小分子硅遷移影響精密光學器件。

應(yīng)用場景

廣泛用于對溫度循環(huán)要求嚴苛或需緩沖應(yīng)力的場合，例如：

• LED驅(qū)動電源、太陽能逆變器；
• 汽車電子（ECU、傳感器、電池管理系統(tǒng)BMS）；
• 航空航天電子模塊；
• 高壓互感器、變壓器灌封。

二、環(huán)氧樹脂灌封膠

構(gòu)成

以雙酚A型或改性環(huán)氧樹脂為主劑，配合胺類、酸酐類或酚醛類固化劑，加入無機填料（如氧化鋁、硅微粉）、稀釋劑及偶聯(lián)劑等組成。多為雙組分體系，需按比例混合后固化，可室溫或加熱固化。

特點

• 高強度與高硬度：固化后邵氏硬度可達80D以上，抗壓、抗沖擊性能優(yōu)異；
• 優(yōu)異的粘接性：對金屬、陶瓷、FR-4等基材附著力強；
• 低收縮率：固化體積收縮通常<2%，尺寸穩(wěn)定性好；
• 良好的耐化學性和耐濕熱性（尤其酸酐固化體系）；
• 缺點：脆性大、柔韌性差，熱膨脹系數(shù)高，在劇烈溫度變化下易開裂；放熱峰高，厚壁灌封易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；部分胺類固化劑有氣味或毒性。

應(yīng)用場景

適用于結(jié)構(gòu)強度要求高、工作環(huán)境穩(wěn)定、無需頻繁熱循環(huán)的場合，例如：

• 電力電子模塊（IGBT、整流橋）；
• 變壓器、電感、繼電器灌封；
• 工業(yè)傳感器、電機繞組；
• 軍工和軌道交通設(shè)備中的高可靠性組件。

三、聚氨酯灌封膠

構(gòu)成

由異氰酸酯預(yù)聚體（如MDI、TDI改性物）與多元醇（聚醚或聚酯型）反應(yīng)而成，通常為雙組分體系。聚醚型耐水解性好，聚酯型力學性能更優(yōu)但易水解。

特點

• 良好的柔韌性與耐磨性：硬度范圍寬（邵氏A30–D70），兼具彈性和強度；
• 優(yōu)異的耐低溫性能：部分配方可在-40℃以下保持彈性；
• 良好的耐油、耐溶劑性（尤其聚酯型）；
• 中等耐溫性：長期使用溫度一般為-40℃ 至 +120℃，短期可耐135℃；
• 缺點：耐濕熱老化性較差（尤其聚酯型易水解），高溫下易黃變；對水分敏感，施工需控制環(huán)境濕度（<70% RH）；固化過程釋放CO?（若含水分）可能導致氣泡。

應(yīng)用場景

適用于中等溫度、需兼顧柔韌與防護的工業(yè)和民用產(chǎn)品，例如：

• 汽車線束連接器、傳感器；
• 戶外電源適配器、充電模塊；
• 電動工具控制器；
• 水下電纜接頭、礦用設(shè)備。

四、三種灌封膠性能對比表

注：具體性能因配方（如填料種類、固化劑類型）差異較大，選型時應(yīng)參考廠商技術(shù)數(shù)據(jù)表（TDS）并進行實際驗證。

五、總結(jié)

有機硅、環(huán)氧樹脂和聚氨酯灌封膠各有其“擅長的戰(zhàn)場”。

• 若追求極端溫度適應(yīng)性與應(yīng)力緩沖，有機硅是首選；
• 若強調(diào)結(jié)構(gòu)強度、尺寸穩(wěn)定性和高可靠性，環(huán)氧樹脂更為合適；
• 若需在成本、柔韌性和中等防護之間取得平衡，聚氨酯則具有顯著優(yōu)勢。

在實際工程中，還應(yīng)綜合考慮灌封深度、散熱需求、返修可能性、環(huán)保法規(guī)（如RoHS、REACH）等因素。建議在批量應(yīng)用前進行小樣測試，包括熱循環(huán)（-40℃?125℃）、高溫高濕（85℃/85%RH）、冷熱沖擊等可靠性試驗，以確保灌封方案的長期有效性。