胶粘剂：深度解析工业胶水的原材料选择与性能优化

更新时间：2023-12-24 作者：米乐体育网页版官网

  工业胶水的选择需要仔细考虑多个因素，如粘接界面、粘接材料、粘接缝隙、温度以及固化方式等。不一样的胶水具有不一样的特点和优势，如PUR方面具备良好的韧性、较快的固化速度和防水防尘的特点，而新能源胶水需要具备导热和耐热性能，并可返修。在选择胶水时，应该要依据具体材料和使用场景来确定，同时尽可能采用优质的进口原材料来提高工业胶水的性能和质量。

  工业胶水分为树脂类和橡胶类，其中汉高、3M、德邦和回天等大规模的公司主要生产环氧、丙烯酸、聚氨酯和硅胶，UV固化主要为丙烯酸树脂，胶水分为单组份和双组份，橡胶类胶水的固化方式主要为溶剂挥发。

  1.工业胶水按原材料可分为树脂类和橡胶类，树脂类包括有机硅、环氧、丙烯酸和聚氨酯，橡胶类包括合成橡胶和聚醋酸乙烯酯。丁腈橡胶属于橡胶类胶水，而汉高、3M、德邦和回天等大规模的公司主要生产环氧、丙烯酸、聚氨酯和硅胶，较少涉及丁腈橡胶等橡胶类胶水。橡胶类胶水的固化方式主要为溶剂挥发。

  2.UV固化的主体为丙烯酸树脂，其中UV湿气为丙烯酸酯加聚氨酯，UV热固为丙烯酸酯加环氧，软性UV硅胶主要为丙烯酸酯加硅胶。厌氧胶的主体也为丙烯酸树脂，环氧胶则没有这种固化方式。任何化学反应性的胶水，必须有2+种原材料。

  3.胶水分为单组份和双组份，双组份胶水为树脂与固化剂混合后发生反应。单组份胶水有热固的方式，环氧类的热固为树脂与固化剂同时置于1根管子中。其固化剂为热敏，加热到120度，固化剂开始产生活性，然后固化剂与树脂发生反应并进行固化。

  5.热固为硅胶与环氧，丙烯酸没有热固的方式，加热可加速丙烯酸的固化。聚氨酯不具备热固的方式，基本与湿气反应，或者具备自己的固化剂。加热的硅胶与空气中的湿气反应为加热脱醇的固化方式；厌氧主要为丙烯酸，丙烯酸由离子激发，该特定激发方式仅有金属产生离子时可发生反应，环氧需固化剂促进反应，没有该方面的特性；UV主要为丙烯酸，环氧有几率存在UV的情况；聚氨酯与硅胶具备稀释固化的方式。

  6.单组份胶水有热固的方式，环氧类的热固为树脂与固化剂同时置于1根管子中。其固化剂为热敏，加热到120度，固化剂开始产生活性，然后固化剂与树脂发生反应并进行固化。

  工业胶水的剪切强度与界面粘结力有关，环氧胶可粘结金属与塑料，剪切强度可达30-32兆帕，实验室环氧胶可达35-40兆帕；PUR聚氨酯的剪切强度可达10兆帕，纯粘贴作用的可达12-13兆帕；丙烯酸UV胶的剪切强度可达18-20兆帕，双组份丙烯酸可达23-25兆帕；硅胶的剪切强度为5-6兆帕，拉伸强度可达1,000%。

  1.工业胶水的剪切强度与界面的粘结力有关，指与最好的粘结材质粘结的力度。例如环氧可同金属与塑料粘结，其对金属的粘结力度较好。硅胶的粘贴力较弱，其剪切强度为5-6兆帕。工业胶水的拉伸强度指其本体的拉伸强度，拉伸强度与其剪切强度相似。在真实的情况中，应用场景需要10兆帕，10兆帕不允许胶水本体破坏，在测试的过程中允许12兆帕本体破坏。若9兆帕界面破坏，说明胶水与界面粘贴不牢固，需更换胶水。

  2.环氧胶的剪切强度可做到30-32兆帕，实验室环氧胶的剪切强度可做到35-40兆帕，尚未验证。行业较少观测环氧胶的断裂拉伸率，原因为环氧胶比较小。

  3.PUR聚氨酯的剪切强度可做到10兆帕，对于纯粘贴作用的聚氨酯，其剪切强度可做到12-13兆帕。

  4.丙烯酸UV胶的剪切强度可做到18-20兆帕，双组份丙烯酸的剪切强度可做到23-25兆帕。丙烯酸做出UV胶可达到150%的断裂拉伸率。

  5.行业主要观测硅胶与聚氨酯的断裂拉伸率，原因为硅胶在较多时候起到密封的作用，例如日常使用的橡胶垫须软且具备弹性。硅胶与聚氨酯的韧性比较好，聚氨酯可到200-300%，硅胶可到1,000%，其本体可拉伸10倍。

  7.产品检测时，最完美的破坏方式为其本体破化，界面粘贴牢固，胶水超出自身承受力度。

  8.工业胶水的剪切强度与界面粘结力有关，环氧胶可粘结金属与塑料，剪切强度可达30-32兆帕，实验室环氧胶可达35-40兆帕；PUR聚氨酯的剪切强度可达10兆帕，纯粘贴作用的可达12-13兆帕；丙烯酸UV胶的剪切强度可达18-20兆帕，双组份丙烯酸可达23-25兆帕；硅胶的剪切强度为5-6兆帕，拉伸强度可达1,000%。

  工业胶水的黏度范围较大，可通过掺杂无机粉调整。PUR取代环氧与丙烯酸作为手机边框粘结剂，具备良好的韧性、固化速度和防水防尘。胶水的高低温性能与基体树脂有关，聚氨酯比较耐磨，可取代橡胶成为汽车轮胎原材料。选择胶水需考虑粘接材质、粘接强度、间隙、客户施胶工艺和颜色等因素。

  1.工业胶水的黏度范围较大，树脂确定后较少使用增稠剂，主要是通过掺杂二氧化硅等无机粉量调整黏度。行业内树脂类胶水的黏度范围为50-100MPAS到10-20万MPAS。

  2.选择胶水需适配粘接界面、粘接材质和粘接缝隙。需考虑粘接强度要求，例如15兆帕，排除硅胶和聚氨酯。需查看粘接间隙，若螺纹锁固，可考虑厌氧胶，否则可排除。需考虑可靠性，是否可通过耐高温和抗跌落的实验。需考虑客户的施胶工艺，通过点胶、喷胶和涂胶所需的黏度排除部分胶水。需考虑胶水的颜色，需要用透明胶或者黑胶等。

  3.PUR取代环氧和丙烯酸作为手机边框粘结剂，并非由于其黏度较高可定型，而是具备良好的韧性、较快的固化速度和防水防尘。宽边框和窄边框有黏度和触变两个指标，水属于牛顿流体，部分高分子属于非牛顿流体，在一定剪切速率下，其黏度会发生变化。

  4.聚氨酯可承受零下40-50度的低温，120-130度的高温开始软化。聚氨酯比较耐磨，若耐高温，聚氨酯可能会取代橡胶成为汽车轮胎的主要原材料。

  5.硅胶为常温固化，其耐高温和低温的性能较好，较好的硅胶可承受250-260度的高温和零下50-60度的低温。

  6.常规丙烯酸可承受零下20度的低温和140-150度的高温，较好的丙烯酸可承受零下40度的低温。

  7.工业胶水的高低温性能与固化方式的关系较小，主要与基体树脂的性能有关。

  技术人员选择胶水时需考虑强度、材质、颜色等因素，电子胶粘剂主要为硅胶、环氧、丙烯酸和聚氨酯，树脂为主要的组成原材料，批量采购成本较低，但国产原料与国外存在差距。

  1.技术人员在选择胶水时，首先会考虑胶水的强度和材质，同时需要与客户沟通，例如UV胶需要仔细考虑固化能量。此外，胶水的颜色也是一个重要的考虑因素，不一样的客户有不同的需求。考虑这一些因素，技术人员才能选择最合适的胶水。

  2.电子胶粘剂主要由硅胶、环氧、丙烯酸和聚氨酯四类胶水组成。与橡胶类胶水不同，电子胶粘剂不包含溶剂，通过反应来固化，防止人体对溶剂过敏。这也是怎么回事组装厂不允许使用甲苯等溶剂的原因。

  3.胶粘剂的原料众多，批量采购的成本较低。但与油漆等行业相比，胶粘剂的采购量较小，溢价能力较低。

  4.树脂是胶水的主要的组成原材料，规模化采购具有成本优势。行业内企业采购助剂与固化剂的成本相似。原料的品质对工业胶水的性能具有较大的影响。例如，华为部分产品要求国产胶水的上游供应商需实现国产化，对产品质量造成较大的波动。部分国产原料的纯度与批次稳定性不如国外原料。

  5.国产树脂、助剂以及固化剂均与国外原料存在比较大差距。例如，填料中的硅微粉为球形，仅有国外企业可制出球形，国内企业仅能做出椭圆形。固化剂对网状高分子结构具备直接作用，仅有环氧与丙烯酸使用固化剂，硅胶与聚氨酯的固化剂为水，助剂可包含固化剂。

  6.胶水大范围的应用于电子、汽车、建筑等领域。在电子领域，胶水大多数都用在电路板、手机、电视等产品的组装。在汽车领域，胶水大多数都用在车身、底盘等部位的粘接。在建筑领域，胶水大多数都用在玻璃、石材等材料的粘接。

  7.胶水的环保性也是一个重要的考虑因素。目前，一些胶水已经通过了环保认证，符合环保要求。同时，一些企业也在研发更环保的胶水，以满足市场需求。

  8.随着科技的慢慢的提升，胶水的应用领域将会慢慢的广泛。同时，胶水的环保性也将会慢慢的受到关注。未来，胶水将会向更高效、更环保的方向发展。

  PUR具备粘接边框的强度，可用于手机边框中，但不耐高温，易软化，需使用吸盘。胶水的结构对声光电热等物理性质有影响，UV固化胶透明性好，PUR主要制作黑色胶，环氧可为透明。厌氧胶施工便捷简单，多用于汽车发动机等场景，电子胶不使用水性胶，PUR可用于新能源汽车电池中。

  1.过去，PUR未替代黑胶带的原因是其粘接强度较弱，仅有3-4兆帕。但随着粘接强度的提高，现在6-7兆帕的PUR已能用于手机边框的粘接。但必须要格外注意的是，PUR不耐高温，易软化，需要用吸盘。

  4.胶水最后形成固体的结构，对声光电热等物理性质均有影响。例如，在扬声器中需要仔细考虑声学，在摄像头中需要仔细考虑光学。力学属性的第一点为胶水自身的强度，第二点为胶水的弹性模量，第三点为胶水与不一样的材质的粘接性能。例如，厌氧胶仅能粘金属，环氧可粘多种材料，硅胶可粘多种材料，但粘接不牢固。

  5.扬声器的声学模组包括磁路胶、中心胶以及密封胶等。瑞声与歌尔均有声学实验室，胶水的不同硬度对其频率杂音均有影响，需要较专业的调音室来测试。主要测试指标为F0测试指标。

  6.光学方面主要使用UV固化胶，原因为UV固化胶的透明性较好。PUR主要制作黑色胶，主要指标为遮光率与折射率。而环氧可为透明。

  7.厌氧胶的优点为其无需其它的固化方式，施工最简单。较多使用在汽车发动机等场景螺丝与螺母的粘接，并且在隔绝氧气后开始固化。

  8.PUR为聚氨酯的一类，具备双组份的灌封胶，使用在新能源汽车电池中。除加热外，需要一定的导热与耐热可返修。

  新能源胶水主要为双组份聚氨酯，固化方式为湿气固化，对湿气敏感，生产车间需控温控湿；电子胶水使用双组份聚氨酯，生产线与生产的基本工艺与新能源胶水存在比较大区别；手机主要使用单组份聚氨酯，新能源电池主要使用双组份聚氨酯，用胶点不同。

  1.新能源胶水主要为双组份聚氨酯，消费电子胶水使用双组份聚氨酯，新能源胶水生产线的反应釜较大；电子胶水的用胶量较小，附加值较高，从生产到交货，混胶为最简单第一步，即将各种原材料混在一起；下一步为包装，每种胶水的固化方法不一样，例如UV胶的包装车间需要避紫外线与太阳光，使用黄光灯。

  2.新能源胶水主要为聚氨酯，其固化方式为湿气固化，对湿气敏感，生产车间需控温控湿；新能源胶水需要封装于20公斤的大桶中，罐装方式与设备不一样；新能源胶水的生产量按吨生产，电子胶水按百斤生产，原因为电子胶水的用胶量较小，1个动力电池需使用3-6斤胶水。

  3.新能源胶水主要使用双组份聚氨酯的原因为双组份聚氨酯较易施工，单组份聚氨酯的固化时间较长。

  4.双组份聚氨酯的强度与硬度介于环氧与硅胶之间，硅胶不足以满足汽车高温、低温以及颠簸等复杂工况；环氧的韧性较弱，其自身收缩便有可能把电池拉坏；单组份环氧的储存期没有双组份环氧的储存时间长，单组份环氧的固化剂与树脂放在一起；多数单组份环氧的产品必须在低温度的环境下储存，原因为其活性在70-80度开始，夏天30度高温开始反应；双组份聚氨酯的稀释反应速度比单组份聚氨酯快，主要是依据使用场景的施工工艺，原因为单组份聚氨酯与双组份聚氨酯可达到的性能相似。

  5.手机主要使用单组份聚氨酯，新能源电池主要使用双组份聚氨酯的不同之处在于用胶点不同；手机为精密点胶，双组份聚氨酯在手机上点胶不方便，1台手机仅点胶数百毫克，混胶有可能会出现断胶与粘不牢的情况；新能源电池的空间较大，单组份聚氨酯使用水汽固化。

  7.新能源电池使用双组份聚氨酯进行快速充分反应的原因为双组份自行反应进行固化。

  8.双组份聚氨酯的生产线与生产的基本工艺与单组份聚氨酯不同，双组份聚氨酯需要混合后立即使用，单组份聚氨酯则可以长时间储存；双组份聚氨酯的使用需要专门的混胶设备，单组份聚氨酯则能够正常的使用手动混合的方式。

  电子胶水和新能源电池胶水需要不同的生产设备和包装种类。消费电子企业的研发变化会对胶水提出不同的要求。传统胶水市场占有率仍掌握在汉高等企业手中。

  1.电子胶水用胶量较小，生产较少占反应釜与生产物料。3C消费电子用胶的品类可涵盖硅胶、环氧、丙烯酸以及聚氨酯四类胶水。新能源电池95%+的工业胶水为双组份聚氨酯，剩下5%为UV胶。电子胶水为精密点胶，需要配合点胶设备，不同的点胶设备决定工厂需要出示的包装种类。新能源电池胶水可实现大桶罐装的原因为电池厂的点胶机容量为2桶胶水的容量。

  2.电子胶水与新能源电池胶水在反应釜之前的设备相同，在反应釜之后，电子胶水使用分装设备，新能源电池胶水使用罐装设备。环氧、丙烯酸以及聚氨酯的生产线可通到同一个罐装的环节。电子胶水的单组份PUR对湿度要求比较高，需要恒温恒湿设备的控制。

  3.双组份聚氨酯对湿气的要求较低，原因为A组份与B组份分开，各自较少受湿气影响。半导体胶水对洁净程度的要求比较高，需要千级与万级的无尘室，原因为半导体的点胶量较少，不能有杂质与尘埃干扰。半导体生产线设备及运行成本较高。

  4.苹果等消费电子企业在其研发阶段，手机的边框、玻璃以及芯片等零部件发生明显的变化会对胶水提出不同的要求，例如若手机的边框越来越窄，原来胶水标品不足以满足其要求，必须定制化。德邦等国内胶水企业的配合度较好，汉高与富乐等国外胶水企业的核心研发人员不在大陆，调整时效与服务较弱。

  5.消费电子的更新换代较快，对定制化要求比较高。例如德邦的出货量较小，不过定制化胶水的附加值较高，在利润增长的情况下选择上市。

  6.传统燃油汽车行业基本上为发动机、变速箱以及底盘3大件，汉高在40年前落地山东烟台，其开发的厌氧胶与密封胶等胶水未发生明显的变化。除德邦与回天抢下部分份额外，多数传统胶水的市场占有率仍掌握在汉高等传统企业手中。

  7.包括光伏的灌封硅胶，回天1个月近百吨的出货量，便形成标准品，每个光伏企业的逆变器灌封均可使用回天的灌封硅胶。其它胶水企业较难竞争的原因为回天的出货量较大，成本较低。

  8.电子胶水和新能源电池胶水需要不同的生产设备和包装种类。消费电子企业的研发变化会对胶水提出不同的要求。传统胶水市场占有率仍掌握在汉高等企业手中。

  胶水在手机、耳机、汽车等工业品中扮演重要角色。随着手机慢慢的变成为标准件，苹果、华为等企业推出VR、AR等设备，每家企业的技术路线不同，对胶水提出不一样的要求。销售量大的企业可打价格战，但新一代产品需要胶水进行适配。新能源电池对胶水的密度、导热系数、弹性模量等指标有要求。在软的胶水里加入硅微粉等无机粉量会导致开裂。消费电子的电池使用的胶水较少，多使用3M的易拉胶。

  1.手机、耳机等电子科技类产品慢慢的变成为标准件，苹果、华为等企业推出VR、AR等设备，每家企业的技术路线不同，对胶水提出不一样的要求。胶水与手机的粘接同工艺相关，例如PUR在点胶完成之后，需要7天湿气固化可达到一定的要求的强度，若某家企业开发出4天湿气固化可达到一定的要求的强度，此为一个优势。

  2.若手机等电子科技类产品的改变较小，销售量较大的企业具有优势，原因为其成本较低，可打价格战。若手机生产厂商的手机2022年为刘海屏，手机外观与内部结构发生改变，由于手机生产线改变，手机生产厂商仍会通过项目招标选择胶水企业定制化生产胶水，考虑胶水性能与价格。

  3.目前手机与耳机等消费电子暂未完全趋同，新一代产品的推出需要胶水进行新一轮的适配。例如华为与小米手机的生产，拥有4-5轮的验证过程，从零部件到整机会遇到较多的问题，需要胶水不断微调，适配产线工艺与初始要求。

  4.新能源电池对胶水的一个重要考量指标为密度，在同一粘接强度与导热的情况下，密度越小，对电池厂商的诱惑力越大；降低密度的原因与整车质量有关，减轻动力电池的重量；新能源电池对胶水的另一个重要考量指标为导热系数，原因为电池被包裹起来，需要散热；另外重要的考量指标为弹性模量，为做到高导热，需添加导热的填料。

  5.在软的胶水里，加入硅微粉等无机粉量，胶水变硬，由于韧性不足，在振动的时候易开裂。

  6.储能电池对弹性模量与密度的要求较低，主要考虑导热系数，更有可能发展为标准胶水产品。

  7.目前消费电子的电池使用的胶水较少，在与手机粘接的时候，多使用3M的易拉胶。

  8.胶水在电子科技类产品、汽车等工业品中扮演重要角色。随着新一代产品的推出，胶水要一直适配。新能源电池对胶水的密度、导热系数、弹性模量等指标有要求。软胶水加入无机粉量易开裂。消费电子的电池使用的胶水较少。

  电子产品中的胶水是重要物料之一，对于手机胶水，要求工艺节拍高，对材料特性要求低；底部填充胶要求耐温性能高；电子胶水更新换代快，研发成本高，定价较高；国产胶水技术薄弱，销售额停留在5,000-8,000万元；华为等大企业对胶水价格敏感度低。

  1.手机胶水对材料特性要求较低，对工艺节拍的要求比较高，包括固化时间与开放时间。手机胶水在进入下个环节前需使用夹具，电池不需要使用夹具。若电池的更新换代速度与手机一样快，其对定制化的要求会较高。

  2.对于芯片的底部填充胶，其方向为提高固定转化温度，随着芯片发热量增加，对耐温性能要求比较高。例如小米要求提高底部填充胶的散热性能。手机边框对PUR的要求，需要综合考量粘接强度与韧性。若电池的更新换代速度与手机一样快，其对定制化的要求会较高。

  3.电池胶水的毛利不如电子胶水的原因为电池胶水的产量较大，计算机显示终端的议价能力较强。电子胶水的更新产品较快，研发成本比较高，可讲故事，以较高的价格出售。电子行业主要是通过代理商发展客户，代理商会有部分返利给到计算机显示终端。

  4.强势的代理商与计算机显示终端关系较好，甚至部分为从终端客户中出来。在初期外商垄断的时候，多数电子胶水为进口，其定价较高，例如汉高的利润可达到70-80%。

  5.目前华米OV的中国自主研发的手机厂商仅有30%的份额给到国产定制化胶水，剩余多数份额属于汉高等国外企业的标牌胶水，其原因为国产胶水的技术能力较为薄弱。部分国产胶水企业的销售额较长时间停留在5,000-8,000万元，难以更进一步的原因为客户对胶水企业的历史稳定性比较看重。

  7.目前定制化胶水的毛利缓慢下降，例如，在国产刚开始替代的时候，1毫升PUR的售价为150-200元，目前1毫升PUR的售价为120-130元，并且近期原材料成本有所上升。

  8.华为与宁德时代等大企业对胶水价格的敏感度较低，主要考虑胶水的性能，原因为胶水在产品总成本中所占的比例较低。

  新能源汽车和光伏行业需要减少相关成本，胶水成本占电子科技类产品成本的5‰，但目前汽车不使用溶剂胶因为花了钱的人气味敏感。新能源企业每年有降本指标，而电子企业的研发周期较长，售卖周期较短。光伏和新能源动力电池行业的头部客户较集中，而手机胶水的附加值较高，新能源电池胶水的附加值较低。

  1.新能源汽车和光伏行业需要减少相关成本，胶水成本一般占电子科技类产品成本的5‰。目前汽车不使用溶剂胶，因为花了钱的人气味比较敏感。水性胶没有气味问题，但粘接强度较低，粘接不牢固。宁德时代等新能源企业每年有降本的指标要求，数年前甚至存在收购德邦的想法。

  2.电子企业的研发周期较长，售卖周期较短，其采购人员主要与代理商谈账期的问题。在电子行业中，立讯、歌尔以及瑞声等大客户没有经销商，原厂销售与其直接沟通。闻泰与富士康等企业有众多的分厂，需要代理商与其沟通。苹果在研发的时候会确定一部分胶水，指定富士康仅能从此类胶水中选择，后胶水企业与富士康联系。

  3.光伏与新能源动力电池行业的头部客户较集中，代理商较少，主要是通过原厂的销售覆盖该企业。宁德时代数年前甚至存在收购德邦的想法，由于使用量较大，为减少相关成本。新能源电池胶水附加值较低的原因为国外胶水暂未进入市场，国产胶水已经抢占市场。

  4.手机组装使用的胶水一般由原厂销售来谈合作，马达与风扇等零部件的厂商较多，一般由代理商覆盖。例如华为与OPPO自研的手机要求使用指定的产品，部分产品给闻泰与富士康提要求，由闻泰与富士康选择胶水。关于手机胶水的经销商，汉高的主要经销商为黄埔乐天，德邦与回天等国产定制化胶水企业具备经销商，多为华为等企业的原先员工或者其它原料的供应商。

  5.华为等大企业会把对胶水的要求直接与原厂联系，经销商主要负责商务与跟进服务，原厂会派技术人员解决技术问题。汽车的经销商较小，原因为其量较小。在汽车中，若使用汉高的厌氧胶与平面密封胶，其价格比国产胶水高20-30%，汉高的毛利为50%+。

  6.手机胶水高的附加价值的原因为手机当时作为新兴行业，其技术方面的要求相似。新能源电池胶水附加值较低的原因为国外胶水暂未进入市场，国产胶水已经抢占市场。

  7.华为在研发时会将对胶水的要求直接与原厂联系，经销商主要负责商务与跟进服务，原厂会派技术人员解决技术问题。机组装使用的胶水一般由原厂销售来谈合作，马达与风扇等零部件的厂商较多，一般由代理商覆盖。胶水企业再与富士康联系，苹果在研发的时候会确定一部分胶水，指定富士康仅能从此类胶水中选择。