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电气和照明届的宠儿：导热塑料的九大关键知识点！

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电气和照明届的宠儿：导热塑料的九大关键知识点！

电气和照明届的宠儿：导热塑料的九大关键知识点！

链塑网

2023-04-24

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导读：从塑料的导热系数开始讲起

塑料的低导热性，限制了其应用范围，如不可用于各类摩擦起热或需要及时散热的场合。随着电气领域集成技术和组装技术的迅速发展，电子元器件和逻辑电路的体积成千万倍的缩小，迫切需要具有高散热性的绝缘封装材料。

而传统的金属、金属氧化物、金属氮化物和炭类导热材料已无法满足此类需要，所以人们将目光投向具有优异综合性能的塑料上来。今天我们就来了解一下导热塑料。

一

什么是导热塑料

导热塑料是以PP、ABS、PC、PA、PPA、PBT、LCP、PPS、PEI、PEEK等通用塑料或工程塑料为基材，将高导热复合材料添加在塑料基材中共混复合、通过热传导改性而成的新型高性能塑料。

二

导热塑料的机理及

导热系数是怎样的？

1.导热机理

◆填充型导热塑料的导热机理

A.导热塑料的导热性能取决于聚合物和导热填料的相互作用

B.填料种类不同其导热机理不同

金属填料是靠电子运动进行导热

非金属填料主要依靠声子导热，其热能扩散速率主要取决于邻近原子或结合基团的振动

C.导热填料对导热性能影响因素

填料种类

填料形体和粒径

填料含量

填料表面处理方式

导热塑料导热机理

◆导热塑料导热机理

图源 | 嘉峪检测网

图源 | 嘉峪检测网

2.导热系数

导热性能的好坏主要用导热系数（单位：W/m.k）来衡量。

未经改性普通塑料的热传导率或导热系数很低，一般为0.2-0.46W/(m.K)左右，而经过热传导改性的导热塑料可依据产品要求大大提高其热传导率或导热系数，一般为2-20W/(m.K)，某些特殊品级导热塑料的导热系数可达50W/(m.K)或更高，最高可达100W/(m.K)。通过热传导改性的塑料其导热系数是传统普通塑料的5-100倍甚至更高，这使得导热塑料的热传导率或导热系数可与某些金属媲美，如不锈钢[15W/m.K]和某些铸铝合金[50-100W/m.K]。

常用高分子材料的导热系数

常用填料的导热系数

三

有哪些导热塑料？

根据提高导热性能的途径，导热塑料可以分为：

A.合成型导热塑料

合成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

B.填充型导热塑料

通过高导热填料粒子、纤维、层片等对聚合物进行填充

填充型导热塑料又可分为两类：

导热绝缘塑料:

►导热系数不高，1.5W/m.k 左右；

►主要填料包括金属氧化物 Al2O3、MgO、SiO2，金属氮化物 AlN、Si3N4、BN 及 SiC 、B4C3等；

导热导电塑料:

►导热系数可以做到5.0W/m.k或更高；

►主要填料包括金属粉/ 纤维、石墨、碳纤维、CNT、石墨烯等；

四

导热塑料有何优点？

1.重量轻，比铝材轻 40-50%

2.成型加工方便，无需二次加工

3.产品设计自由度高

五

导热塑料对比铝的优势

六

目前有哪些基材和填料？

目前市场是主要的导热塑料所采用的基材有：PS、PPS、PPA、PEEK、PC、LCP、PA6、PA66、PA46、PA12、TPE等。其中PPS产品较多，但具体使用何种基材可能与具体的导热、性能及使用场合的要求有关。

导热填料顾名思义就是添加在基体材料中用来增加材料导热系数的填料，主要填料有：AlN、SiC、Al2O3、Mg(OH)2、石墨等，其中，尤以微米级氧化铝、硅微粉为主体，纳米氧化铝，氮化物做为高导热领域的填充粉体；而氧化锌大多做为导热膏（导热硅脂）填料用。

七

导热塑料的主要用途

1.照明领域：

导热塑料最典型的应用是在照明领域，主要用于制作需要散热良好的LED节能灯灯杯等。

2.电子电器领域：

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、电阻器或转换器等等。

3.加热/冷却/制冷：

化工生产中的热交换器、导热壳体及加热器/供热设备、轴承和电机外壳，太阳能热水器，蓄电池冷却器，散热器（暖气片），导热管等。

八

导热塑料的市场

导热塑料市场容量现状及预测（百万美元）

九

怎么选择导热填料？

常见导热填料优缺点分析：

以上盘点如有疏漏之处，敬请您在留言区指正。

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责任编辑：初阳

排版：初阳

内容来源：嘉峪检测网

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