導熱PPS 導熱PPS，PPS礦物增強，PPS導熱

導熱PPS材料發(fā)展的原因，傳統(tǒng)的熱界面材料通常選用壓鑄鋁材，具有導熱性好、熱傳輸速率高、加工成型容易等優(yōu)點，但是比重大、電絕緣性差、加工成型工藝過程污染嚴重、生產效率低、不節(jié)能不環(huán)保。

        導熱PPS材料發(fā)展的原因，隨著歐盟、美國、日本等國家強制立法實施一系列LED照明燈節(jié)能與安保法規(guī)條款，壓鑄鋁材制造的LED照明燈逐漸受到限制與禁用，并會終被市場淘汰，故此盡快研究與開發(fā)出具有環(huán)保、節(jié)能、加工成型快、生產效率高、成本低的LED照明燈中使用的新型熱界面材料成為近年來熱點和迫切市場需求。

        LED照明燈所帶來的卓越效益——能耗低、壽命長、效率高及對環(huán)境影響小，連同新的各個國家立法，都在鼓勵消費者逐漸使用LED照明燈等取代傳統(tǒng)照明燈具。隨著越來越多的新型LED照明燈具的不斷開發(fā)，設計人員與生產制造商的不斷探索與研究，共同一致認為導熱PPS材料是一種合理的新型熱界面材料選擇。

        導熱PPS材料具有優(yōu)良的機械力學性能，如質輕、耐化學腐蝕性強、電絕緣性能優(yōu)異、耐沖擊性高、加工成型簡便，同時導熱系數(shù)較高等特點，傳統(tǒng)的不銹鋼熱傳導率為15 W/m-K，壓鑄鋁合金的熱傳導率為 50-100 W/m-K。

        一般非工程塑料的熱傳導率只有0.2 W/m-K，導熱PPS材料的熱傳導率范圍為1-20 W/m-K，某些材料導熱級可以達到 100 W/m-K。 在適當燈具散熱結構設計及合適條件下，導熱PPS材料在散熱方面具有與傳統(tǒng)壓鑄鋁材同效，可以提供全新的LED照明燈具的設計自由度選擇，減輕燈具的重量，這十分有利于安裝大型的LED照明系統(tǒng)，而且又具有優(yōu)異的電絕緣性能，符合安全法規(guī)要求，完全可替代壓鑄鋁材作為LED照明燈中使用的新型熱界面材料。

        在散熱系統(tǒng)方面，一直以來都是以鋁作為材料。塑料由于其導熱系數(shù)很小，不能滿足散熱要求，所從未用在LED散熱領域。目前帝斯曼公司推出的新型導熱塑料在保持一般塑料材料的優(yōu)點基礎上，增加了它的導熱系數(shù)，使其導熱系數(shù)達到一般塑料的10-50倍。

        鋁材料的導熱系數(shù)在200W/(m·K)，在導熱系數(shù)小于5時，屬于熱傳導受限的情況，這種情況下導熱系數(shù)很小的變化都會造溫度差很大的變化，一般的塑料導熱系數(shù)都在1以下，所以如果用于散熱系統(tǒng)將導致結溫的迅速上升，必然會降低LED燈具的使用壽命。在導熱系數(shù)大于5時，屬于對流受限情況，當材料厚度在5mm及以下的情況下，導熱系數(shù)對溫度差的影響都是趨近于0，所以此時導熱系數(shù)是5W/mK或者200W/mK對結溫的影響已經(jīng)相差不大了。為了滿足不同情況下對材料導熱系數(shù)的要求，導熱系數(shù)分不同等級，其中白色導熱塑料的導熱系數(shù)分別為2，4，6，8，而黑色的導熱塑料的導熱系數(shù)分別為10，15，高可達18W/mK，可以滿足一般大功率LED燈具對散熱效果的要求。 

        鋁材料雖然作為散熱系統(tǒng)技術方面已經(jīng)比較成熟，但仍有一些不足，同樣導熱PPS材料也不是完全沒有缺點，以下就是兩者的優(yōu)劣比較。

導熱PPS材料的優(yōu)點

        （1）質量輕  在室內照明中，燈具的重量對多方面都有影響，比如重量增加會加大燈具的安裝、運輸難度，也會對人身安全造成隱患等。純鋁的密度為2700kg/m3 ，鋁合金的密度將會更大，而導熱塑料的密度為1420 kg/m3 左右，約為鋁合金的一半，所以在外形相同的情況下，重量也僅為鋁合金的一半左右。

        （2）更加環(huán)保和安全  在塑料外殼的生產過程中，幾乎不會產生什么有毒污染，而鋁殼在生產中經(jīng)常會有電鍍的工序，而電鍍產生的廢液中的金屬會對水源和土壤造成嚴重的污染。安全方面塑料為絕緣材質，不用擔心因為燈的外殼導電而產生的安全隱患。在耐高壓測試方面，塑料具有的優(yōu)勢。

        （3）提高設計自由度  塑料的流動性很好，所以可以生產很薄的部件，以及設計更加復雜的形狀。鋁殼的主要生產方法是壓鑄或拉伸成型，在生產過程中無法進行較復雜形狀的加工。另外在表觀效果來說，注塑產品會更加漂亮，還可以加上與其它企業(yè)不同的自身標志。

        （4）加工方便，效率更高  塑料導熱材料與其他塑料件一樣，可以一次成型，無需后加工，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。鋁材料在擠出成型后往往還要有去毛邊的程序，如果對外形的要求比較高的話，鋁材料還要進行鍍鎳等工序，加工周期還將增長。

        （5）啟動系統(tǒng)簡化  在外殼為鋁合金時，由于外殼導電，內部必須采用隔離啟動系統(tǒng)，塑料本身絕緣，沒所以用作散熱系統(tǒng)時可以采用非隔離啟動系統(tǒng)，由于非隔離系統(tǒng)相對于隔離系統(tǒng)來說不僅成本較低而且體積較小，這樣不僅可以降低成本而且所占空間會更小。

        （6）降低系統(tǒng)成本  就單價來說，單位質量的導熱塑料價格必然是高于鋁的，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。另外，塑料導熱材料目前處于一個初級階段，將來的價格隨產業(yè)的發(fā)展和產品量的增加一定會降低，而鋁作為有色金屬的價格卻不太可能有明顯的降低。塑料降低成本主要體現(xiàn)在加工費用方面。

導熱PPS材料與鋁相比也會有劣勢

        （1）導熱系數(shù)較低  塑料的散熱系數(shù)始終比鋁低很多，所以即使散熱效果能夠達到要求，燈的溫度也會比鋁殼稍高。

        （2）數(shù)量較小時成本問題  以上的成本計算是建立在量比較大的情況下，如果量小時，塑料導熱材料的模具成本體現(xiàn)在每一個上面就會比較大，而鋁殼的使用廠家由于加工難度大一般會直接采購成品，不會有模具方面而導致的成本的問題。

        （3）市場接受度  鋁一直以來都是作為散熱系統(tǒng)的材料，但塑料作為散熱材料才剛剛起步，所以很多廠家目前因擔心風險，因而不太愿意嘗試開模制作產品。

單靠PPS自身導熱是不理想的，很難達到使用需求，新發(fā)達國家的生產工藝主要是在PPS配方中添加高純大單晶氮化硼粉末來提高PPS的導熱性，而且提高了絕緣性，產品易加工。目前在國內龍門陶瓷科技公司由于引進德國先進生產工藝生產的氮化硼粉末，純度可達99.8%，單晶顆粒是目前大的生產工藝，可達20-50UM。http://shop1348042679302.cn.alibaba.com/    同時德國先進工藝氮化硼纖維的引入，在導熱方面不可替代。

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