導(dǎo)熱PPS 導(dǎo)熱PPS，PPS礦物增強(qiáng)，PPS導(dǎo)熱

導(dǎo)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(dǎo)熱性好、熱傳輸速率高、加工成型容易等優(yōu)點(diǎn)，但是比重大、電絕緣性差、加工成型工藝過程污染嚴(yán)重、生產(chǎn)效率低、不節(jié)能不環(huán)保。

        導(dǎo)熱PPS材料發(fā)展的原因，隨著歐盟、美國、日本等國家強(qiáng)制立法實(shí)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(huì)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(chǎn)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(diǎn)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(gè)國家立法，都在鼓勵(lì)消費(fèi)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(shè)計(jì)人員與生產(chǎn)制造商的不斷探索與研究，共同一致認(rèn)為導(dǎo)熱PPS材料是一種合理的新型熱界面材料選擇。

        導(dǎo)熱PPS材料具有優(yōu)良的機(jī)械力學(xué)性能，如質(zhì)輕、耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)、電絕緣性能優(yōu)異、耐沖擊性高、加工成型簡便，同時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)較高等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的不銹鋼熱傳導(dǎo)率為15 W/m-K，壓鑄鋁合金的熱傳導(dǎo)率為 50-100 W/m-K。

        一般非工程塑料的熱傳導(dǎo)率只有0.2 W/m-K，導(dǎo)熱PPS材料的熱傳導(dǎo)率范圍為1-20 W/m-K，某些材料導(dǎo)熱級可以達(dá)到 100 W/m-K。 在適當(dāng)燈具散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及合適條件下，導(dǎo)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(shè)計(jì)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(dǎo)熱系數(shù)很小，不能滿足散熱要求，所從未用在LED散熱領(lǐng)域。目前帝斯曼公司推出的新型導(dǎo)熱塑料在保持一般塑料材料的優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上，增加了它的導(dǎo)熱系數(shù)，使其導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到一般塑料的10-50倍。

        鋁材料的導(dǎo)熱系數(shù)在200W/(m·K)，在導(dǎo)熱系數(shù)小于5時(shí)，屬于熱傳導(dǎo)受限的情況，這種情況下導(dǎo)熱系數(shù)很小的變化都會(huì)造溫度差很大的變化，一般的塑料導(dǎo)熱系數(shù)都在1以下，所以如果用于散熱系統(tǒng)將導(dǎo)致結(jié)溫的迅速上升，必然會(huì)降低LED燈具的使用壽命。在導(dǎo)熱系數(shù)大于5時(shí)，屬于對流受限情況，當(dāng)材料厚度在5mm及以下的情況下，導(dǎo)熱系數(shù)對溫度差的影響都是趨近于0，所以此時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)是5W/mK或者200W/mK對結(jié)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(dǎo)熱系數(shù)的要求，導(dǎo)熱系數(shù)分不同等級，其中白色導(dǎo)熱塑料的導(dǎo)熱系數(shù)分別為2，4，6，8，而黑色的導(dǎo)熱塑料的導(dǎo)熱系數(shù)分別為10，15，高可達(dá)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(shù)方面已經(jīng)比較成熟，但仍有一些不足，同樣導(dǎo)熱PPS材料也不是完全沒有缺點(diǎn)，以下就是兩者的優(yōu)劣比較。

導(dǎo)熱PPS材料的優(yōu)點(diǎn)

        （1）質(zhì)量輕  在室內(nèi)照明中，燈具的重量對多方面都有影響，比如重量增加會(huì)加大燈具的安裝、運(yùn)輸難度，也會(huì)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(huì)更大，而導(dǎo)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(chǎn)過程中，幾乎不會(huì)產(chǎn)生什么有毒污染，而鋁殼在生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)有電鍍的工序，而電鍍產(chǎn)生的廢液中的金屬會(huì)對水源和土壤造成嚴(yán)重的污染。安全方面塑料為絕緣材質(zhì)，不用擔(dān)心因?yàn)闊舻耐鈿?dǎo)電而產(chǎn)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(shè)計(jì)自由度  塑料的流動(dòng)性很好，所以可以生產(chǎn)很薄的部件，以及設(shè)計(jì)更加復(fù)雜的形狀。鋁殼的主要生產(chǎn)方法是壓鑄或拉伸成型，在生產(chǎn)過程中無法進(jìn)行較復(fù)雜形狀的加工。另外在表觀效果來說，注塑產(chǎn)品會(huì)更加漂亮，還可以加上與其它企業(yè)不同的自身標(biāo)志。

        （4）加工方便，效率更高  塑料導(dǎo)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(shí)，模具可設(shè)計(jì)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(jìn)行鍍鎳等工序，加工周期還將增長。

        （5）啟動(dòng)系統(tǒng)簡化  在外殼為鋁合金時(shí)，由于外殼導(dǎo)電，內(nèi)部必須采用隔離啟動(dòng)系統(tǒng)，塑料本身絕緣，沒所以用作散熱系統(tǒng)時(shí)可以采用非隔離啟動(dòng)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(huì)更小。

        （6）降低系統(tǒng)成本  就單價(jià)來說，單位質(zhì)量的導(dǎo)熱塑料價(jià)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(dǎo)熱材料目前處于一個(gè)初級階段，將來的價(jià)格隨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和產(chǎn)品量的增加一定會(huì)降低，而鋁作為有色金屬的價(jià)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(fèi)用方面。

導(dǎo)熱PPS材料與鋁相比也會(huì)有劣勢

        （1）導(dǎo)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(dá)到要求，燈的溫度也會(huì)比鋁殼稍高。

        （2）數(shù)量較小時(shí)成本問題  以上的成本計(jì)算是建立在量比較大的情況下，如果量小時(shí)，塑料導(dǎo)熱材料的模具成本體現(xiàn)在每一個(gè)上面就會(huì)比較大，而鋁殼的使用廠家由于加工難度大一般會(huì)直接采購成品，不會(huì)有模具方面而導(dǎo)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(dān)心風(fēng)險(xiǎn)，因而不太愿意嘗試開模制作產(chǎn)品。

單靠PPS自身導(dǎo)熱是不理想的，很難達(dá)到使用需求，新發(fā)達(dá)國家的生產(chǎn)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(dǎo)熱性，而且提高了絕緣性，產(chǎn)品易加工。目前在國內(nèi)龍門陶瓷科技公司由于引進(jìn)德國先進(jìn)生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的氮化硼粉末，純度可達(dá)99.8%，單晶顆粒是目前大的生產(chǎn)工藝，可達(dá)20-50UM。http://shop1348042679302.cn.alibaba.com/    同時(shí)德國先進(jìn)工藝氮化硼纖維的引入，在導(dǎo)熱方面不可替代。

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