導(dǎo)熱塑料:利用導(dǎo)熱填料對(duì)高分子基體材料進(jìn)行均勻填充,以提高其導(dǎo)熱性能。導(dǎo)熱性能的好壞主要用導(dǎo)熱系數(shù)(單位:W/m.k)來衡量。

分類

導(dǎo)熱導(dǎo)電塑料、導(dǎo)熱絕緣塑料

產(chǎn)品類型

塑料

所屬學(xué)科

材料學(xué)

主要分類

導(dǎo)熱塑料分為兩大類:導(dǎo)熱導(dǎo)電塑料和導(dǎo)熱絕緣塑料。

成分結(jié)構(gòu)

導(dǎo)熱塑料主要成分包括基體材料和填料?;w材料包括PPS、PA6/PA66、LCP、TPE、PC、PP、PPA、PEEK等;填料包括AlN、SiC、Al2O3、石墨、纖維狀高導(dǎo)熱碳粉、鱗片狀高導(dǎo)熱碳粉等。

產(chǎn)品特性

(1)散熱均勻,避免灼熱點(diǎn),減少零件因高溫造成的局部變形

(2)重量輕,比鋁材輕40-50%

(3)成型加工方便,無需二次加工

(4)產(chǎn)品設(shè)計(jì)自由度高

(5) 由于成型方式主要為模具注塑成型,膠料在加熱后經(jīng)過加壓流入模具中,然后經(jīng)過冷卻成型。加工工藝的特性使得材料成型后的導(dǎo)熱系數(shù)呈現(xiàn)出各向異性的特點(diǎn),即注塑時(shí)膠料流動(dòng)的方向(in-plane)和垂直膠料流動(dòng)的方向(through-plane)。一般膠料流動(dòng)方向上的導(dǎo)熱系數(shù)是垂直膠料流動(dòng)方向上的導(dǎo)熱系數(shù)的5~10倍,這種差異是由于膠料在注塑成型時(shí),在流動(dòng)方向易形成連續(xù)的分子鏈所造成的。

應(yīng)用領(lǐng)域

這些領(lǐng)域包括LED照明、汽車、加熱/冷卻/制冷。

加工參數(shù)

PA基材:

預(yù)干燥:4~6H @ 100C

模具溫度:80~100C

背壓:1~3MPa

料筒溫度:射嘴溫度270C(推薦),前段260C(推薦),中段250C(推薦),后段240C(推薦)。

[1]

優(yōu)勢(shì)對(duì)比

鋁材料雖然作為散熱系統(tǒng)技術(shù)方面已經(jīng)比較成熟,但仍有一些不足,同樣塑料導(dǎo)熱材料也不是完全沒有缺點(diǎn),以下就是兩者的優(yōu)劣比較。首先是塑料導(dǎo)熱材料相對(duì)鋁來說存在的優(yōu)點(diǎn):

(1)質(zhì)量輕在室內(nèi)照明中,燈具的重量對(duì)多方面都有影響,比如重量增加會(huì)加大燈具的安裝、運(yùn)輸難度,也會(huì)對(duì)人身安全造成隱患等。純鋁的密度為2700kg/m3,鋁合金的密度將會(huì)更大,而導(dǎo)熱塑料的密度為1420 kg/m3左右,約為鋁合金的一半,所以在外形相同的情況下,重量也僅為鋁合金的一半左右。

(2)安全方面塑料為絕緣材質(zhì),不用擔(dān)心因?yàn)闊舻耐鈿?dǎo)電而產(chǎn)生的安全隱患。在耐高壓測試方面,塑料具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。

(3)提高設(shè)計(jì)自由度塑料的流動(dòng)性很好,所以可以生產(chǎn)很薄的部件,以及設(shè)計(jì)更加復(fù)雜的形狀。鋁殼的主要生產(chǎn)方法是壓鑄或拉伸成型,在生產(chǎn)過程中無法進(jìn)行較復(fù)雜形狀的加工。另外在表觀效果來說,注塑產(chǎn)品會(huì)更加容易生產(chǎn),還可以加上與其它企業(yè)不同的自身標(biāo)志。

(4)加工方便,效率更高塑料導(dǎo)熱材料與其他塑料件一樣,可以一次成型,無需后加工,而且在注塑成型時(shí),模具可設(shè)計(jì)為一出四,所以工作效率很高。鋁材料在擠出成型后往往還要有去毛邊的程序,如果對(duì)外形的要求比較高的話,鋁材料還要進(jìn)行鍍鎳等工序,加工周期還將增長。

(5)啟動(dòng)系統(tǒng)簡化在外殼為鋁合金時(shí),由于外殼導(dǎo)電,內(nèi)部必須采用隔離啟動(dòng)系統(tǒng),塑料本身絕緣,沒所以用作散熱系統(tǒng)時(shí)可以采用非隔離啟動(dòng)系統(tǒng),由于非隔離系統(tǒng)相對(duì)于隔離系統(tǒng)來說不僅成本較低而且體積較小,這樣不僅可以降低成本而且所占空間會(huì)更小。

(6)降低系統(tǒng)成本就單價(jià)來說,單位質(zhì)量的導(dǎo)熱塑料價(jià)格必然是高于鋁的,但系統(tǒng)成本卻持平或較低,且數(shù)量越大,塑料的成本優(yōu)勢(shì)越明顯。另外,塑料導(dǎo)熱材料目前處于一個(gè)初級(jí)階段,將來的價(jià)格隨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和產(chǎn)品量的增加一定會(huì)降低,而鋁作為有色金屬的價(jià)格卻不太可能有明顯的降低。塑料降低成本主要體現(xiàn)在加工費(fèi)用方面。