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什么是聚合物导热塑料?导热塑料的成分是什么

发布时间:2018-04-11

          聚合物导热塑料主要成分包括基体材料和填料,基体材料包括HDPE、LDPE、PP、ABS、LCP、TPE、PC、PPA等。填料包括铁粉、铝粉、碳钎维、氮化铝、碳化硅、碳晶硅、氧化铝、纤维状高导热碳粉及鳞片状高导热碳粉等。聚合物导热塑料合成后,不仅具有金属和陶瓷的热传递性能,同时还保留了普通塑料在设计、性能和成本方面的其他优点,就其基本性能来说,聚合物导热塑料,必须达到注射级或者吸塑级的导热塑料,其导热性必须是基体材料的100倍以上,导热性能的好坏主要用导热系数(单位:W/m.k)来衡量,而且·热膨胀系数低、·成型收缩率低等特点。聚合物导热塑料是将高导热性增强材料添加在工程塑料或通用塑料中复合而成,它的优点如下:·均匀散热、避免灼热点、减少零件因高温造成的变形、·重量轻(比铝材轻40-50%)等特点,·聚合物导热塑料合成后,成型加工方便,可采用普通塑料的成型工艺,但是模具设计必须是双层设计,前期需要做大量实验,注塑机要求600-1800吨以上,适于大批量生产,无须二次加工。
·聚合物导热塑料分为两大类——导热塑料和导热绝缘塑料,大多以通用塑料(如PP、PE、ABS等)和工程塑料(如PA、PPS、等)为基材,然后在塑料中填充某些金属氧化物粉末、碳、纤维或陶瓷粉末而成。例如将PPS与大颗粒氧化镁(40—325目)相混合就可以制成一种绝缘形的导热塑料,可见,·聚合物导热塑料的技术工艺和成本也会相对比普通塑料高很多。根据提高导热性能的途径,聚合物导热塑料可以分为:合成型聚合物导热塑料和填充型聚合物导热塑料.合成型聚合物导热塑料具有高导热系数的聚合物,如具有完整结晶、通过声子实现导热的聚合物,填充型聚合物导热塑料是通过高导热填料粒子、纤维、层片等对聚合物进行填充,导热系数可以做到8-87W/m.k或更高,主要填料包括金属粉、碳纤维、碳晶硅、石墨烯等。
        塑料材料几乎渗透了所有的行业和领域,同时,在各行各业中以及市场上,很多地方都需要导热材料,因此,聚合物导热性塑料的出现,必然将迅速改变这些行业和领域。例如:聚合物导热塑料具有优良的机械力学性能,如质轻、耐化学腐蚀、电绝缘、导热快等,聚合物导热塑料在散热方面具有与传统压铸铝材相当的效果,同时又具有优异的电绝缘性。因此在LED灯市场中有广泛的应用,近几年开始应用于地温制热、制冷行业、散热器(暖气片)、导热管等,也使用与电子芯片、电池外壳、线圈骨架、电动工具外壳、继电器管或托盘、线路板、电子设备封装、电阻器或转换器等领域,一般塑料的热传导率只有0.2W/m-K,而聚合物导热塑料的热传导率范围为1-58W/(m•K),某些品级可以达到100W/(m•K),这一数值大约是传统塑料的5-100倍。近两年受到国内外许多塑料公司产品的开发。国外方面,主要的代表性公司有美国Cool Polymers、日本Kaneka等。国内方面也有众多公司积极介入,主要有深圳卓尤、上海ballbet贝博BB登录、佛山宝利玛等公司。
        但是目前聚合物导热塑料材料制作成本高,这也决定了这种行业不具备价格优势,比如说按填充型聚合物导热塑料的生产成本,1吨高密度聚乙烯(HDPE)的价位是12000元每吨,碳晶硅的价位为18000每吨,它们的比例为1:1,那么平均价位是15000每吨的原料成本,这里还不包含原料混合、烘烤、提炼、注塑及人工的加工费用等,在降低系统成本就单价来说,单位质量的聚合物导热塑料价格必然是高于铝的,但系统成本却持平或较低,且数量越大,聚合物导热塑料的成本优势越明显。另外,导热塑料制作的导热材料,目前处于一个初级阶段,将来的价格随产业的发展和产品量的增加一定会降低,而铝作为有色金属的价格却不太可能有明显的降低,聚合物导热塑料降低成本主要体现在加工费用、配料等方面,我们可能用其它的材料,来代替目前高昂的碳晶硅,这样就会大大的降低我们的生产成本。