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金属-陶瓷复合粘接UV胶树脂的技术突破与应用实践

一、复杂基材粘接的工业级解决方案
在精密电子制造与高端装备领域,金属与陶瓷复合材料的界面粘接长期面临热膨胀系数差异大、表面能低导致的附着力不足等难题。U-9210作为专为金属-陶瓷复合粘接开发的UV胶树脂,通过阳离子-自由基杂化固化体系,在400-600mj/cm²能量照射下实现分子级渗透与快速交联,其800mPa·s的低粘度特性可充分润刻金属氧化层与陶瓷微孔结构。该材料固化后65%的断裂伸长率赋予粘接层应力缓冲能力,有效缓解异质材料因温度变化产生的界面剪切应力,适用于需承受-40℃至120℃工况的工业组件封装。
二、材料性能与结构设计适配性
U-9210的1.05比重与金属/陶瓷基材接近性,避免了传统UV胶因密度差异导致的固化分层现象。其GPC分子量控制在900道尔顿,在保持树脂流动性的同时,通过分子链末端的丙烯酸酯基团与阳离子活性中心协同作用,形成互穿网络结构。这种双固化机制使材料在金属表面通过自由基反应实现快速定位,在陶瓷界面则通过阳离子开环聚合完成深层固化,最终获得兼具2H铅笔硬度与5级附着力的复合粘接层(基于GB/T 9286划格法测试)。
该树脂的Gardner色度稳定在2级以内,在高温高湿环境下仍保持透明状态,满足光学传感组件等对胶层透光率有严格要求的场景。与硫鎓盐/碘鎓盐光引发剂的兼容性,使其可适配工业产线现有UV固化系统,通过调整引发剂浓度实现3-15秒内完成5mm厚度胶层的完全固化。
三、特种环境下的可靠性验证
针对工业场景中常见的腐蚀性环境,U-9210展现出色的耐受性能:
1. 化学稳定性:固化后胶层在30%硫酸溶液浸泡240小时后无溶胀脱落
2. 耐湿热性:85℃/85%RH环境中保持1000小时界面粘接强度衰减率<15%
3. 抗紫外老化:QUV加速老化测试300小时黄变指数Δb<1.5
这些特性使其特别适用于新能源汽车电池模组中金属端板与陶瓷绝缘片的封装、工业传感器金属壳体与压电陶瓷元件的粘接等场景,在保持结构强度的同时实现长期环境防护。
四、工艺实施中的关键技术控制
为充分发挥金属-陶瓷复合粘接UV胶树脂的性能,需重点关注以下工艺参数:
· 表面预处理:建议对金属基材进行微蚀刻处理(Ra 0.8-1.2μm),陶瓷表面采用等离子活化
· 涂布厚度:单次涂覆控制在50-150μm可获得最佳机械性能
· 固化策略:采用两段式光照(先365nm LED预固化定位,后395nm主固化)
· 后固化管理:阳离子固化特性允许暗反应持续进行,72小时内模量提升约20%
五、在先进制造中的拓展应用
除传统粘接场景外,U-9210的类ABS模量特性(拉伸模量2.1-2.3GPa)使其在3D打印领域展现出独特价值:
· 作为支撑材料用于金属/陶瓷复合件的增材制造
· 打印成型件经二次UV固化后可承受CNC加工
· 355nm激光固化精度达±25μm,适用于精密模具修复
该材料通过ISO 10993生物相容性认证,进一步拓展至医疗设备中金属-生物陶瓷组件的无菌封装,体现工业级UV胶树脂的技术延展性。