導(dǎo)熱塑料拿什么來證明能力壓鋁材成為LED散熱新寵？

LED產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，大大拉動了上游材料業(yè)的發(fā)展，也進一步促進高端材料領(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。那么如何實現(xiàn)塑料具有良好的導(dǎo)熱性？簡單的說，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。

價格

單位質(zhì)量的導(dǎo)熱塑料價格高于鋁，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)勢越明顯。這是因為導(dǎo)熱塑料采用注塑成型工藝，一次成型無需后續(xù)加工，而且在注塑成型時，模具可設(shè)計為一出四，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、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、運輸?shù)拈g接本錢。

設(shè)計自由度

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)過程中較難進行較雜亂形狀的加工。而有機塑膠杰出的流動性，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，無需后加工，簡單完成大規(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，模具的耗費較鋁合金等資料出產(chǎn)小，壽命長，削減了加工周期和本錢。

安全并簡化電源構(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系統(tǒng)，否則很難經(jīng)過耐高壓方面的測驗認證。導(dǎo)熱塑料的絕緣特性，在耐高壓測驗方面具有肯定的優(yōu)勢，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)劃得愈加細巧，更主要的是削減了用戶使用過程中金屬外殼導(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的安全。

選購導(dǎo)熱塑料需要注意哪些？

面對眾多的導(dǎo)熱塑料種類，如何更合理地挑選高性價比的產(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，目前各個廠家的材料，導(dǎo)熱系數(shù)是最受用戶關(guān)注的。而測試導(dǎo)熱系數(shù)的技術(shù)標準卻各不相同，有ASTM E1530、ASTM E1461等等。即使在同樣的技術(shù)標準下，測試手段又有所不同，比如有平板法，激光法，在不同的測試手段情況下，最后的測試結(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)備基本依賴進口，價格昂貴。

材料流動性

通常會用熔融指數(shù)來表示。流動性好的導(dǎo)熱材料，其成型比較容易，生產(chǎn)較為順暢?；诹鲃有愿叩膶?dǎo)熱塑料，散熱器的壁厚可以設(shè)計比較薄，通常為1-1.2mm, 由于薄的壁厚又會造成散熱路徑的縮短，從而提高散熱效果。同時，較薄的壁厚又會減低材料的克重，降低材料成本。如果是流動性差的材料，通常不太容易注塑成形，而且會容易損壞模具，增加模具維護費用。

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%會對散熱器尺寸精度產(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彌補。

機械性能

導(dǎo)熱塑料散熱器的機械強度取決于幾個關(guān)鍵指標: 懸臂梁缺口沖擊強度，抗拉強度，彎曲強度，通常可以比較不同材料的指標，指標數(shù)值越大越好。機械性能優(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，使得PC罩或透鏡與散熱器的接口通過卡扣來實現(xiàn)，從而避免完全依賴粘膠來固定。

阻燃特性

關(guān)鍵有兩點，第一、是否符合UL94 V0 阻燃等級，對出口美國市場會比較關(guān)鍵，第二，是否為無鹵阻燃。有鹵阻燃較難通過歐洲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)量級別，否則會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，最常見的問題有：

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

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

針對上述問題，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)過特殊處理，高白，在樹脂中易分散，對制品性能影響小。

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)用時加工性能良好，適用于低填充高導(dǎo)熱領(lǐng)域。

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