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塑料部件制造中的新型导热材料

时间:2019-12-21 18:43:18  来源:  作者:  浏览量: 1
简介: 公司、Peregrine工业公司、RTP公司等推出各自开发的新型导热材料。这些产品中加入了热传导助剂,导热效果可以是常规塑料制品的10~50倍或更高。采用的导热助剂一般是非金属填

公司、Peregrine工业公司、RTP公司等推出各自开发的新型导热材料。这些产品中加入了热传导助剂,导热效果可以是常规塑料制品的10~50倍或更高。采用的导热助剂一般是非金属填料,所以产品仍是电绝缘体。而对于一些要求同时具有导热、导电性能的特殊部件,则可以根据需要,添加适当助剂使之导电。

  这类材料的快速发展是和移动电器使用的迅猛增加联系在一起的。如计算机(尤其是手提电脑)的小型化,要求部件能快速散热,这是取得回路效应、减少功能衰减、延长使用寿命所必须的。相对于金属材料,塑料有较高的绝缘性能,如:红铜的导热系数为400W/mK,铝为210W/mk,黄铜为100W/mK,钢为35W/mK而塑料的导热系数接近于零,所以塑料不能用于散热件的成型。虽然铝具有良好的导热性、高的热膨胀系数和轻的质地,但铝制品在形状设计上有一定的局限性。而新型导热塑料的出现为这类制品提供了一个新的可选择对象。

  由于塑料制件可采用模塑的生产方式,不仅可以减少部件数,降低成本而且部件可以设计、模塑成薄壁制品,增加制品本身的表面积。而对散热器来说,表面积是增加热传递效果的关键,同时,铝散热器采用传导传热的方式,而导热塑料则为对流传热的方式,这也是塑料制品优于铝制品的又一方面。

  CoolPolymers公司分公司ChipCoolers的产品名为CoolPoly,是新型导热材料的一典型代表。其导热系数上升到了100W/mIK且同样产品使用该材料,重量可减少40%,目前主要应用在便携式了成本,所以导热塑料制成的热管散热板可以替代铝制品。

  PPS等为基料,填充以非金属材料制成的。填充材料可以是陶瓷纤维、粒子、球状物或炭黑,填充量可高达80%为适应注塑、挤出和其他加工工艺,CoolPolymers公司正在研制并将推出12个类别的材料,这些产品将主要应用于商业仪器、自动化设备、齿轮、轴承、移动电话、发动机罩、灯箱中。

  LNP公司去年率先把名为Konduit的导热塑料产品推向市场,产品导热系数为10W/mK.该公司称产品呈简单的对称平板状。材料由陶瓷粒子或碳纤维填充而得,填充量为50%~70%基料可采添加10%的玻纤,可提高材料的机械性能。象CoolPoly公司一样,他们也强调了其产品在移动电器散热器上的应用。

  LNP公司产品生产线具有双重功能,一类可添加陶瓷填充料,产品具有中等导热性,导热系数为2W/mIK如果需要,也可以制作同时具有导电性能的材料,导电率在10~103Qcm.第二类可添加碳纤维,产品可具有高导热性能,导热系数可达10W/mK.目前已经推出的有以PA6为基料的PTF212-11为基料的MT210―14;以PPS为基料的OTF―212―10和OTF202―11.后两者的区别在于填料量不同,比重分别为1. 75和2.23g/cc.以PEEK为基料的产品也正在开发中。

  Pergrine工业公司开发了第三类生产配方,产品用于游泳池加热。过去他们使用铝来制造该加热器,但热传导液有很强的腐蚀性。目前用导热塑料制作的部件厚度约0.6mm,重约2.15kg(铝部件重约5kg)该材料以液晶聚合物为基料,主要利用其在高温下抗化学腐蚀性,同时添加特殊碳类添加剂,据悉该专利填料比碳纤维具有更好的性能价格比,材料导热系数可达25W/mK. 7陈武,季寿元。矿物学导论,地质出版社,19858戈明亮,姚日生,徐卫兵。现代塑料加工应用,2001,13(1)1卜14 9顾群,吴大诚,易国祯等。高等学校化学学报,199920(2)324326 10张径,杨玉昆。高分子学报,2001,(1)798311王一中,武保华,余鼎声。高等学校化学学报,1999,20(7)11431147 19徐卫兵,戈明亮,何平笙。高分子学报,2001,(5)584588 23刘立敏,乔放,朱晓光等。高分子学报,1998,(3)24刘立敏,朱晓光,漆宗能等。高分子学报,1999,(3)27427825李强,赵竹第,欧玉春等。高分子学报,1997,188193 27徐卫兵,戈明亮,何平笙。应用化学,2001,18(9)28张国耀,易国祯,吴立衡等。高分子学报,1999,(3)30931429金小芳,王平,易国祯等。高等学校化学学报,2000 30顾群,吴大诚,易国祯等。高等学校化学学报,1999,20(2)31朱笑初,景肃,孟娟等。塑料工业,2000(上接第27页)2000年6月,PolyOne公司展示了其Ther-maTech材料,同样以工程塑料为基料,导热系数可以在60~12W/mk调节。PolyOne公司称,不同的添加比率可以调整不同的热膨胀系数、刚性、强度和其它物理机械性能。当热处理部件被与金属加热器连接时,热膨胀系数是一重要因素。

  RTP公司以聚烯烃(包括TPOS)弹性体(SEBS)、PA6、PPS、PC、LCP为基料制造导热材料。以PP制成的材料的导热系数在0.并具有低导电性(1012Q/m2),以LCP制的材料导热系数在18W/mIK也具有一定的导电性(101m2)。不同导热塑料材料的热性能和机械性见表1.主要

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