導(dǎo)熱塑料拿什么來(lái)證明能力壓鋁材成為L(zhǎng)ED散熱新寵？

LED產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，大大拉動(dòng)了上游材料業(yè)的發(fā)展，也進(jìn)一步促進(jìn)高端材料領(lǐng)域的突破。LED燈具中用到大量的塑料制件，包括LED封裝元件、LED光學(xué)透鏡、光散射元件、高效散熱元件、光反射和光漫射板等，而導(dǎo)熱塑料也正越來(lái)越多地取代金屬部件應(yīng)用于LED燈具的導(dǎo)熱部件，其主要包括燈座、冷卻散熱燈杯和外殼等。

什么是導(dǎo)熱塑料？

導(dǎo)熱塑料既是具有良好導(dǎo)熱性能的塑料。那么如何實(shí)現(xiàn)塑料具有良好的導(dǎo)熱性？簡(jiǎn)單的說(shuō)，導(dǎo)熱塑料是以通用塑料或工程塑料為基材，將高導(dǎo)熱填料添加在塑料基材中均勻共混復(fù)合、通過(guò)熱傳導(dǎo)改性而成的新型高性能塑料。

導(dǎo)熱塑料憑什么能秒殺鋁材？

比起傳統(tǒng)的金屬鋁材料，導(dǎo)熱材料具有很多優(yōu)勢(shì)。

價(jià)格

單位質(zhì)量的導(dǎo)熱塑料價(jià)格高于鋁，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。這是因?yàn)閷?dǎo)熱塑料采用注塑成型工藝，一次成型無(wú)需后續(xù)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，加工成本低。而鋁材，如壓鑄鋁：需要經(jīng)澆鑄、壓鑄、打磨、拋光、鍍、氮化的一系列技術(shù)；加工周期長(zhǎng)、加工成本高。

輕量化

純鋁的密度為2700kg/m3，鋁合金的密度則更大，而導(dǎo)熱塑料的密度通常在1500～2000kg/m3，導(dǎo)熱塑料比鋁材輕 40-50%；選用導(dǎo)熱塑料散熱可以大幅的下降照明商品的分量（約30%～50%），使得照明商品輕量化，有用的削減裝置、運(yùn)輸?shù)拈g接本錢。

設(shè)計(jì)自由度

鋁材散熱器的主要出產(chǎn)辦法是壓鑄或拉伸成型，在出產(chǎn)過(guò)程中較難進(jìn)行較雜亂形狀的加工。而有機(jī)塑膠杰出的流動(dòng)性，可以出產(chǎn)很薄的部件，以及規(guī)劃愈加雜亂的形狀，還可以進(jìn)一步完成商品輕量化。并且，注塑商品漂亮，光潔度好，可以在不需要后續(xù)噴涂、上色等工序的情況下完成商品色彩的多元化。

規(guī)劃批量化出產(chǎn)

導(dǎo)熱塑料可以一次成型，無(wú)需后加工，簡(jiǎn)單完成大規(guī)劃批量化出產(chǎn)，完成規(guī)劃效益。有用的削減了鋁資料在擠出成型后的去毛邊、鍍鎳等后道工序。一起，模具的耗費(fèi)較鋁合金等資料出產(chǎn)小，壽命長(zhǎng)，削減了加工周期和本錢。

安全并簡(jiǎn)化電源構(gòu)造

鋁散熱器由于其高導(dǎo)電性，內(nèi)部必須采用隔離啟動(dòng)系統(tǒng)，否則很難經(jīng)過(guò)耐高壓方面的測(cè)驗(yàn)認(rèn)證。導(dǎo)熱塑料的絕緣特性，在耐高壓測(cè)驗(yàn)方面具有肯定的優(yōu)勢(shì)，使得選用非阻隔式電源出產(chǎn)燈具變成一種可能，不僅可以下降本錢，使商品規(guī)劃得愈加細(xì)巧，更主要的是削減了用戶使用過(guò)程中金屬外殼導(dǎo)電也許發(fā)生的安全隱患。安全環(huán)保，能夠做到循環(huán)利用，良好的絕緣性保證其使用時(shí)的安全。

選購(gòu)導(dǎo)熱塑料需要注意哪些？

面對(duì)眾多的導(dǎo)熱塑料種類，如何更合理地挑選高性價(jià)比的產(chǎn)品，以下幾大材料性能尤其值得關(guān)注：

導(dǎo)熱系數(shù)

作為關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，目前各個(gè)廠家的材料，導(dǎo)熱系數(shù)是最受用戶關(guān)注的。而測(cè)試導(dǎo)熱系數(shù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)卻各不相同，有ASTM E1530、ASTM E1461等等。即使在同樣的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下，測(cè)試手段又有所不同，比如有平板法，激光法，在不同的測(cè)試手段情況下，最后的測(cè)試結(jié)果誤差范圍是完全不同的。通常激光法的精度要比平板法高，而激光法涉及的設(shè)備基本依賴進(jìn)口，價(jià)格昂貴。

材料流動(dòng)性

通常會(huì)用熔融指數(shù)來(lái)表示。流動(dòng)性好的導(dǎo)熱材料，其成型比較容易，生產(chǎn)較為順暢?；诹鲃?dòng)性高的導(dǎo)熱塑料，散熱器的壁厚可以設(shè)計(jì)比較薄，通常為1-1.2mm, 由于薄的壁厚又會(huì)造成散熱路徑的縮短，從而提高散熱效果。同時(shí)，較薄的壁厚又會(huì)減低材料的克重，降低材料成本。如果是流動(dòng)性差的材料，通常不太容易注塑成形，而且會(huì)容易損壞模具，增加模具維護(hù)費(fèi)用。

成型收縮率

通常在厚度為3mm 條件下，合格的成型收縮率應(yīng)該在0.5%以下，大于0.8%會(huì)對(duì)散熱器尺寸精度產(chǎn)生不利影響。成型收縮率應(yīng)越小越好。如選用較高成型收縮率的材料，將不得不增加壁厚來(lái)彌補(bǔ)。

機(jī)械性能

導(dǎo)熱塑料散熱器的機(jī)械強(qiáng)度取決于幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo): 懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度，彎曲強(qiáng)度，通?？梢员容^不同材料的指標(biāo)，指標(biāo)數(shù)值越大越好。機(jī)械性能優(yōu)異的導(dǎo)熱塑料，可以在散熱器結(jié)構(gòu)中加入卡扣設(shè)計(jì)，使得PC罩或透鏡與散熱器的接口通過(guò)卡扣來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而避免完全依賴粘膠來(lái)固定。

阻燃特性

關(guān)鍵有兩點(diǎn)，第一、是否符合UL94 V0 阻燃等級(jí)，對(duì)出口美國(guó)市場(chǎng)會(huì)比較關(guān)鍵，第二，是否為無(wú)鹵阻燃。有鹵阻燃較難通過(guò)歐洲RoHS， REACH 指令。

熱膨脹系數(shù)

如果在散熱器結(jié)構(gòu)中采用塑包鋁的結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮外層導(dǎo)熱塑料和內(nèi)層鋁合金的膨脹系數(shù)差異。導(dǎo)熱塑料的膨脹系數(shù)應(yīng)在相同的數(shù)量級(jí)別，否則會(huì)造成不能同步熱脹冷縮，導(dǎo)致散熱器外殼開裂。

如何制備具備上述性能的導(dǎo)熱塑料？導(dǎo)熱填料是關(guān)鍵。通過(guò)填充具有導(dǎo)熱性能的填料從而提升塑料的導(dǎo)熱率。然而不是所有的導(dǎo)熱填料都能獲得良好導(dǎo)熱和加工性能的導(dǎo)熱塑料，最常見(jiàn)的問(wèn)題有：

(1) 需要大量填充導(dǎo)熱填料，才能獲得良好的導(dǎo)熱率，但是會(huì)帶來(lái)加工難的弊端。

(2)導(dǎo)熱填料與塑料的相容性差，在樹脂中難分散，無(wú)疑是給加工又增加了一定難度，還會(huì)導(dǎo)致聚合物力學(xué)性能下降。

針對(duì)上述問(wèn)題，金戈新材已經(jīng)推出分別應(yīng)用于制備0.4~1.8W/m*K的PA、PP、PBT、PPS等塑料用導(dǎo)熱劑，不僅能提升塑料的導(dǎo)熱性能，改善加工問(wèn)題，還使制品保持一定的力學(xué)性能。

GD-PP004——應(yīng)用于導(dǎo)熱PP中，填充40~55%，制備0.4~0.6W/m*K導(dǎo)熱塑料。粉體經(jīng)過(guò)特殊處理，具有良好的分散性，白度高，制品性能優(yōu)異。

GD-PBT003——應(yīng)用于導(dǎo)熱PBT中，填充40~45%，制備0.4~0.6W/m*K導(dǎo)熱塑料。粉體經(jīng)過(guò)特殊處理，高白，在樹脂中易分散，對(duì)制品性能影響小。

GD-PA006——應(yīng)用于導(dǎo)熱PA、PPS中，填充45~55%，制備0.6~1.0W/m*K導(dǎo)熱塑料。粉體應(yīng)用時(shí)加工性能良好，適用于低填充高導(dǎo)熱領(lǐng)域。

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