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導熱塑料拿什么來證明能力壓鋁材成為LED散熱新寵?

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發表時間:2018-08-27 15:06來源:金戈新材料

LED產業快速發展,大大拉動了上游材料業的發展,也進一步促進高端材料領域的突破。LED燈具中用到大量的塑料制件,包括LED封裝元件、LED光學透鏡、光散射元件、高效散熱元件、光反射和光漫射板等,而導熱塑料也正越來越多地取代金屬部件應用于LED燈具的導熱部件,其主要包括燈座、冷卻散熱燈杯和外殼等。



什么是導熱塑料?

導熱塑料既是具有良好導熱性能的塑料。那么如何實現塑料具有良好的導熱性?簡單的說,導熱塑料是以通用塑料或工程塑料為基材,將高導熱填料添加在塑料基材中均勻共混復合、通過熱傳導改性而成的新型高性能塑料。


導熱塑料憑什么能秒殺鋁材?

比起傳統的金屬鋁材料,導熱材料具有很多優勢。


價格

單位質量的導熱塑料價格高于鋁,但系統成本卻持平或較低,且數量越大,塑料的成本優勢越明顯。這是因為導熱塑料采用注塑成型工藝,一次成型無需后續加工,而且在注塑成型時,模具可設計為一出四,所以工作效率很高,加工成本低。而鋁材,如壓鑄鋁:需要經澆鑄、壓鑄、打磨、拋光、鍍、氮化的一系列技術;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,而導熱塑料的密度通常在1500~2000kg/m3,導熱塑料比鋁材輕 40-50%;選用導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、運輸的間接本錢。



設計自由度

鋁材散熱器的主要出產辦法是壓鑄或拉伸成型,在出產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,可以出產很薄的部件,以及規劃愈加雜亂的形狀,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,可以在不需要后續噴涂、上色等工序的情況下完成商品色彩的多元化。



規劃批量化出產

導熱塑料可以一次成型,無需后加工,簡單完成大規劃批量化出產,完成規劃效益。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小,壽命長,削減了加工周期和本錢。



安全并簡化電源構造

鋁散熱器由于其高導電性,內部必須采用隔離啟動系統,否則很難經過耐高壓方面的測驗認證。導熱塑料的絕緣特性,在耐高壓測驗方面具有肯定的優勢,使得選用非阻隔式電源出產燈具變成一種可能,不僅可以下降本錢,使商品規劃得愈加細巧,更主要的是削減了用戶使用過程中金屬外殼導電也許發生的安全隱患。安全環保,能夠做到循環利用,良好的絕緣性保證其使用時的安全。


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選購導熱塑料需要注意哪些?

面對眾多的導熱塑料種類,如何更合理地挑選高性價比的產品,以下幾大材料性能尤其值得關注:


導熱系數

作為關鍵技術指標,目前各個廠家的材料,導熱系數是最受用戶關注的。而測試導熱系數的技術標準卻各不相同,有ASTM E1530、ASTM E1461等等。即使在同樣的技術標準下,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,而激光法涉及的設備基本依賴進口,價格昂貴。


材料流動性

通常會用熔融指數來表示。流動性好的導熱材料,其成型比較容易,生產較為順暢?;诹鲃有愿叩膶崴芰?,散熱器的壁厚可以設計比較薄,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該在0.5%以下,大于0.8%會對散熱器尺寸精度產生不利影響。成型收縮率應越小越好。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

導熱塑料散熱器的機械強度取決于幾個關鍵指標: 懸臂梁缺口沖擊強度,抗拉強度,彎曲強度,通??梢员容^不同材料的指標,指標數值越大越好。機械性能優異的導熱塑料,可以在散熱器結構中加入卡扣設計,使得PC罩或透鏡與散熱器的接口通過卡扣來實現,從而避免完全依賴粘膠來固定。


阻燃特性

關鍵有兩點,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

如果在散熱器結構中采用塑包鋁的結構,應考慮外層導熱塑料和內層鋁合金的膨脹系數差異。導熱塑料的膨脹系數應在相同的數量級別,否則會造成不能同步熱脹冷縮,導致散熱器外殼開裂。



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

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

(2)導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,還會導致聚合物力學性能下降。


針對上述問題,金戈新材已經推出分別應用于制備0.4~1.8W/m*K的PA、PP、PBT、PPS等塑料用導熱劑,不僅能提升塑料的導熱性能,改善加工問題,還使制品保持一定的力學性能。

GD-PP004——應用于導熱PP中,填充40~55%,制備0.4~0.6W/m*K導熱塑料。粉體經過特殊處理,具有良好的分散性,白度高,制品性能優異。


GD-PBT003——應用于導熱PBT中,填充40~45%,制備0.4~0.6W/m*K導熱塑料。粉體經過特殊處理,高白,在樹脂中易分散,對制品性能影響小。


GD-PA006——應用于導熱PA、PPS中,填充45~55%,制備0.6~1.0W/m*K導熱塑料。粉體應用時加工性能良好,適用于低填充高導熱領域。


有意向者可與我司客服人員聯系或者咨詢我司業務員。



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