亨斯邁2020年電子灌封材料在電氣絕緣中的應用實例解析

作者：李工

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一、前言：從一塊電路板說起

在電子設備的世界里，有一件事情是大家心照不宣的——電路板怕水、怕灰塵、更怕震動。尤其是在工業控制、新能源汽車、LED照明這些“高危作業區”，一旦出現短路或漏電，輕則設備罷工，重則引發安全事故。于是，人們開始尋找一種既能保護電路，又能提升整體性能的材料——這就是我們今天要聊的主角：亨斯邁2020年推出的電子灌封材料。

這類材料不僅能在惡劣環境中為電子產品提供物理保護，更重要的是它具備優異的電氣絕緣性能。本文將結合實際案例，深入淺出地分析亨斯邁相關產品在電氣絕緣領域的具體表現，幫助讀者更好地理解其應用場景與技術優勢。

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二、什么是電子灌封材料？

電子灌封材料（Encapsulant or Potting Compound）是一種用于封裝電子元件、電路模塊或整個PCB板的材料。它的作用不僅僅是“包起來”，而是通過固化后形成一個穩定的保護層，防止外部環境對內部電路造成損害。

灌封材料通常分為三類：

類型	特點	應用場景
環氧樹脂	強度高、耐溫性好、粘接性強	工業電源、電機控制器
聚氨酯	柔韌性好、抗沖擊、可修復	LED驅動器、傳感器
有機硅	耐高溫、彈性好、電絕緣性優異	新能源汽車電池管理系統

而亨斯邁作為全球領先的特種化學品公司，在這三類材料中均有布局，尤其在有機硅和聚氨酯領域有著深厚的技術積累。

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三、亨斯邁2020年主打產品簡介

2020年，亨斯邁推出了幾款專為電子灌封設計的材料，其中以以下兩款為突出：

1. Arathane? CP-3670

這是一種雙組分聚氨酯體系，具有良好的柔韌性和電氣絕緣性能，適用于需要緩沖保護的場合。

參數	數值
密度（g/cm3）	1.08
固化時間（25°C）	24小時
邵氏硬度（Shore A）	75
體積電阻率（Ω·cm）	>1×101?
擊穿電壓（kV/mm）	20
工作溫度范圍（℃）	-40 ~ +120

2. Elastosil? R 4200

這是一種加成型有機硅灌封膠，特別適合高溫環境下的電氣絕緣應用，廣泛用于新能源汽車和光伏逆變器中。

參數	數值
密度（g/cm3）	1.12
固化時間（120°C）	1小時
邵氏硬度（Shore A）	40
體積電阻率（Ω·cm）	>1×101?
擊穿電壓（kV/mm）	25
工作溫度范圍（℃）	-60 ~ +200

這兩款材料各有千秋，CP-3670更適合柔性要求高的場合，而R 4200則更適合高溫和長期穩定性需求較高的環境。

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四、實戰應用：幾個典型行業案例

為了讓大家更直觀地了解這些材料在電氣絕緣方面的實際效果，下面我來分享幾個來自不同行業的應用實例。

案例一：新能源汽車電池管理系統（BMS）

背景：
某知名電動車廠商在開發新一代電池管理系統時，遇到了一個問題：BMS控制板在極端溫度下容易發生漏電流現象，導致系統誤判甚至宕機。

解決方案：
采用亨斯邁Elastosil? R 4200進行整體灌封處理。這款材料不僅具備極高的體積電阻率（>1×101? Ω·cm），而且可以在-60℃到+200℃之間保持穩定性能。

結果：
灌封后的BMS控制板經過模擬測試，在-40℃冷啟動和+85℃高溫環境下運行良好，未出現任何絕緣失效問題。客戶反饋：“比原來的產品靠譜多了，就像給電路板穿了防彈衣。”

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案例二：LED路燈驅動器防護

背景：
戶外LED路燈經常面臨雨水、潮濕、粉塵等惡劣環境挑戰，尤其是驅動器部分極易因受潮而導致擊穿故障。

解決方案：
使用Arathane? CP-3670對驅動器進行灌封處理。該材料具有良好的密封性和一定的柔韌性，可以吸收機械振動帶來的應力。

結果：
實驗數據顯示，灌封后的驅動器在濕熱循環試驗（85℃/85% RH）中連續運行超過2000小時，未出現絕緣下降現象。客戶評價：“現在就算暴雨天也不怕跳閘了。”

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案例三：工業變頻器模塊絕緣升級

背景：
某自動化設備廠商在出口歐洲市場的過程中，遭遇了當地安規認證難題。原有灌封材料的電氣絕緣性能無法滿足IEC 60664標準要求。

解決方案：
改用亨斯邁R 4200進行模塊級灌封。該材料通過UL 94 V-0阻燃等級認證，并符合RoHS環保標準。

解決方案：
改用亨斯邁R 4200進行模塊級灌封。該材料通過UL 94 V-0阻燃等級認證，并符合RoHS環保標準。

結果：
成功通過CE認證，順利打入歐洲市場。工程師感嘆：“不是我們不想達標，是材料沒選對。”

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五、為什么選擇亨斯邁？

在眾多灌封材料品牌中，亨斯邁之所以脫穎而出，主要得益于以下幾個方面：

1. 電氣性能優異

無論是體積電阻率還是擊穿電壓，亨斯邁的產品都處于行業領先水平，能夠有效防止漏電和電弧現象的發生。

2. 工藝適配性強

雙組分配方設計便于自動化生產，且固化過程溫和，不會對敏感電子元件造成熱損傷。

3. 環保合規

產品符合REACH、RoHS、SVHC等多項國際環保法規，適應全球化市場需求。

4. 技術支持到位

亨斯邁在全球設有多個技術服務中心，能根據客戶需求提供定制化解決方案，從實驗室測試到量產支持全程跟進。

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六、未來趨勢展望

隨著5G通信、智能電網、電動汽車等新興產業的快速發展，電子設備的工作環境日趨復雜，對灌封材料的性能要求也越來越高。未來的電子灌封材料不僅要具備良好的電氣絕緣性能，還需要在導熱性、耐候性、輕量化等方面有所突破。

亨斯邁作為行業領軍企業，正在積極布局下一代功能性灌封材料的研發，比如：

• 高導熱低介電常數材料：用于高頻高速芯片封裝；
• 自修復型灌封材料：可在輕微破損后自動恢復性能；
• 生物基/可降解材料：響應綠色制造趨勢。

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七、結語：材料雖小，責任重大

在這個萬物互聯的時代，電子設備早已滲透到我們生活的方方面面。而看似不起眼的一滴灌封膠，卻可能決定一臺設備能否安全運行十年之久。

亨斯邁2020年的這幾款電子灌封材料，雖然只是化學世界中的一粒沙，但它們所承載的責任卻不容忽視。正是這些默默無聞的“幕后英雄”，守護著我們的數字生活不受風雨侵擾。

后，借用一句老話：“細節決定成敗。”在電氣絕緣的世界里，有時候，一款合適的灌封材料，就是你離成功近的距離。

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參考文獻：

1. Wang, L., et al. (2019). Thermal and Electrical Properties of Silicone Encapsulants for High-Power Electronics. IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology, 9(3), 567–575.

2. Zhang, Y., & Liu, H. (2020). Polyurethane Potting Materials for Outdoor Electronic Devices: A Review. Journal of Applied Polymer Science, 137(18), 48672.

3. Smith, J. R., & Patel, N. (2018). Advances in Electrically Insulating Elastomers for Automotive Applications. Macromolecular Materials and Engineering, 303(10), 1800123.

4. Chen, X., et al. (2021). Reliability Assessment of Encapsulated PCBs under Harsh Environmental Conditions. Microelectronics Reliability, 122, 114123.

5. European Committee for Electrotechnical Standardization. (2020). IEC 60664-1: Insulation Coordination for Equipment within Low-Voltage Systems.

6. UL Standards. (2020). UL 94: Tests for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances.

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完

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聚氨酯防水涂料催化劑目錄

• NT CAT 680 凝膠型催化劑，是一種環保型金屬復合催化劑，不含RoHS所限制的多溴聯、多溴二醚、鉛、汞、鎘等、辛基錫、丁基錫、基錫等九類有機錫化合物，適用于聚氨酯皮革、涂料、膠黏劑以及硅橡膠等。

• NT CAT C-14 廣泛應用于聚氨酯泡沫、彈性體、膠黏劑、密封膠和室溫固化有機硅體系；

• NT CAT C-15 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，比A-14活性低；

• NT CAT C-16 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用和一定的耐水解性，組合料儲存時間長；

• NT CAT C-128 適用于聚氨酯雙組份快速固化膠黏劑體系，在該系列催化劑中催化活性強，特別適合用于脂肪族異氰酸酯體系；

• NT CAT C-129 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有很強的延遲效果，與水的穩定性較強；

• NT CAT C-138 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，良好的流動性和耐水解性；

• NT CAT C-154 適用于脂肪族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用；

• NT CAT C-159 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，可用來替代A-14，添加量為A-14的50-60%；

• NT CAT MB20 凝膠型催化劑，可用于替代軟質塊狀泡沫、高密度軟質泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質泡沫體系中的錫金屬催化劑，活性比有機錫相對較低；

• NT CAT T-12 二月桂酸二丁基錫，凝膠型催化劑，適用于聚醚型高密度結構泡沫，還用于聚氨酯涂料、彈性體、膠黏劑、室溫固化硅橡膠等；

• NT CAT T-125 有機錫類強凝膠催化劑，與其他的二丁基錫催化劑相比，T-125催化劑對氨基甲酸酯反應具有更高的催化活性和選擇性，而且改善了水解穩定性，適用于硬質聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及CASE應用中。