美国RTP PPS 1399 X 102903 J 高散热 绝缘导热聚苯硫醚工程塑料

 

导热塑胶
导热PPS
导热尼龙PA
高散热塑料
高导热塑料
导热PPS材料发展的原因[1]

        导热PPS材料发展的原因，传统的热界面材料通常选用压铸铝材，具有导热性好、热传输速率高、加工成型容易等优点，但是比重大、电绝缘性差、加工成型工艺过程污染严重、生产效率低、不节能不环保。

        导热PPS材料发展的原因，随着欧盟、美国、日本等国家强制立法实施一系列LED照明灯节能与安保法规条款，压铸铝材制造的LED照明灯逐渐受到限制与禁用，并会*终被市场淘汰，故此尽快研究与开发出具有环保、节能、加工成型快、生产效率高、成本低的LED照明灯中使用的新型热界面材料成为近年来热点和迫切市场需求。

        LED照明灯所带来的卓越效益——能耗低、寿命长、效率高及对环境影响小，连同新的各个国家立法，都在鼓励消费者逐渐使用LED照明灯等取代传统照明灯具。随着越来越多的新型LED照明灯具的不断开发，设计人员与生产制造商的不断探索与研究，共同一致认为导热PPS材料是一种合理的新型热界面材料选择。

        导热PPS材料具有优良的机械力学性能，如质轻、耐化学腐蚀性强、电绝缘性能优异、耐冲击性高、加工成型简便，同时导热系数较高等特点，传统的不锈钢热传导率为15 W/m-K，压铸铝合金的热传导率为 50-100 W/m-K。

        一般非工程塑料的热传导率只有0.2 W/m-K，导热PPS材料的热传导率范围为1-20 W/m-K，某些材料导热级可以达到 100 W/m-K。 在适当灯具散热结构设计及合适条件下，导热PPS材料在散热方面具有与传统压铸铝材同效，可以提供全新的LED照明灯具的设计自由度选择，减轻灯具的重量，这十分有利于安装大型的LED照明系统，而且又具有优异的电绝缘性能，符合安全法规要求，完全可替代压铸铝材作为LED照明灯中使用的新型热界面材料。

导热PPS材料作为散热材料的可行性

        在散热系统方面，一直以来都是以铝作为材料。塑料由于其导热系数很小，不能满足散热要求，所从未用在LED散热领域。目前帝斯曼公司推出的新型导热塑料在保持一般塑料材料的优点基础上，增加了它的导热系数，使其导热系数达到一般塑料的10-50倍。

        铝材料的导热系数在200W/(m·K)，在导热系数小于5时，属于热传导受限的情况，这种情况下导热系数很小的变化都会造温度差很大的变化，一般的塑料导热系数都在1以下，所以如果用于散热系统将导致结温的迅速上升，必然会降低LED灯具的使用寿命。在导热系数大于5时，属于对流受限情况，当材料厚度在5mm及以下的情况下，导热系数对温度差的影响都是趋近于0，所以此时导热系数是5W/mK或者200W/mK对结温的影响已经相差不大了。为了满足不同情况下对材料导热系数的要求，导热系数分不同等级，其中白色导热塑料的导热系数分别为2，4，6，8，而黑色的导热塑料的导热系数分别为10，15，*高可达18W/mK，可以满足一般大功率LED灯具对散热效果的要求。 

导热PPS材料与铝材优劣对比

        铝材料虽然作为散热系统技术方面已经比较成熟，但仍有一些不足，同样导热PPS材料也不是完全没有缺点，以下就是两者的优劣比较。

导热PPS材料的优点

        （1）质量轻  在室内照明中，灯具的重量对多方面都有影响，比如重量增加会加大灯具的安装、运输难度，也会对人身安全造成隐患等。纯铝的密度为2700kg/m3 ，铝合金的密度将会更大，而导热塑料的密度为1420 kg/m3 左右，约为铝合金的一半，所以在外形相同的情况下，重量也仅为铝合金的一半左右。

        （2）更加环保和安全  在塑料外壳的生产过程中，几乎不会产生什么有毒污染，而铝壳在生产中经常会有电镀的工序，而电镀产生的废液中的金属会对水源和土壤造成严重的污染。安全方面塑料为绝缘材质，不用担心因为灯的外壳导电而产生的安全隐患。在耐高压测试方面，塑料具有绝对的优势。

        （3）提高设计自由度  塑料的流动性很好，所以可以生产很薄的部件，以及设计更加复杂的形状。铝壳的主要生产方法是压铸或拉伸成型，在生产过程中无法进行较复杂形状的加工。另外在表观效果来说，注塑产品会更加漂亮，还可以加上与其它企业不同的自身标志。

        （4）加工方便，效率更高  塑料导热材料与其他塑料件一样，可以一次成型，无需后加工，而且在注塑成型时，模具可设计为一出四，所以工作效率很高。铝材料在挤出成型后往往还要有去毛边的程序，如果对外形的要求比较高的话，铝材料还要进行镀镍等工序，加工周期还将增长。

        （5）启动系统简化  在外壳为铝合金时，由于外壳导电，内部必须采用隔离启动系统，塑料本身绝缘，没所以用作散热系统时可以采用非隔离启动系统，由于非隔离系统相对于隔离系统来说不仅成本较低而且体积较小，这样不仅可以降低成本而且所占空间会更小。

        （6）降低系统成本  就单价来说，单位质量的导热塑料价格必然是高于铝的，但系统成本却持平或较低，且数量越大，塑料的成本优势越明显。另外，塑料导热材料目前处于一个初级阶段，将来的价格随产业的发展和产品量的增加一定会降低，而铝作为有色金属的价格却不太可能有明显的降低。塑料降低成本主要体现在加工费用方面。

导热PPS材料与铝相比也会有劣势

        （1）导热系数较低  塑料的散热系数始终比铝低很多，所以即使散热效果能够达到要求，灯的温度也会比铝壳稍高。

        （2）数量较小时成本问题  以上的成本计算是建立在量比较大的情况下，如果量小时，塑料导热材料的模具成本体现在每一个上面就会比较大，而铝壳的使用厂家由于加工难度大一般会直接采购成品，不会有模具方面而导致的成本的问题。

        （3）市场接受度  铝一直以来都是作为散热系统的材料，但塑料作为散热材料才刚刚起步，所以很多厂家目前因担心风险，因而不太愿意尝试开模制作产品。

.目前发达国家提高导热PPS的理想工艺

单靠PPS自身导热是不理想的，很难达到使用需求，*新发达国家的生产工艺主要是在PPS配方中添加高纯大单晶氮化硼粉末来提高PPS的导热性，而且提高了绝缘性，产品易加工。目前在国内龙门陶瓷科技公司由于引进德国先进生产工艺生产的氮化硼粉末，纯度可达99.8%，单晶颗粒是目前*大的生产工艺，可达20-50UM。http://shop1348042679302.cn.alibaba.com/    同时德国先进工艺氮化硼纤维的引入，在高端导热方面不可替代。

常用导热PPS材料及其性能

        LNP* Konduit* OTF2AXXP PPS SABIC Innovative Plastics Asia Pacific 玻纤碳纤增强 导电导热 注塑 耐热272C

        LNP* Konduit* OTF2B PPS SABIC Innovative Plastics 玻纤增强 导热 注塑 耐热264C

        LNP* Konduit* OX10324 PPS SABIC Innovative Plastics Asia Pacific 矿物增强 导热 注塑 耐热258C

        LNP* Konduit* OX11315 PPS SABIC Innovative Plastics 矿物增强 导热 绝缘 注塑 耐热228C

        RTP Compounds 1300 TC-C-30 FR PPS RTP Company 导电 导热 注塑

        RTP Compounds 1399 X 102903 J PPS RTP Company 导热 绝缘 注塑

        Sumikon FM-TK210 PPS Sumitomo Bakelite Co., Ltd. 导热 辐射屏蔽 金属置换

        Sumikon FM-TK215 PPS Sumitomo Bakelite Co., Ltd. 碳纤增强 导热 有机填料 辐射屏蔽 金属置换

        Laticonther 80 CPG/700 PPS LATI S.p.A. 70%玻纤增强 导热

        Laticonther 80 GR/50 PPS LATI S.p.A. 石墨粉润滑剂 导热

        Therma-Tech SF-4500 TC PPS PolyOne Corporation 导电 导热

导热PPS材料的物理性能

 

导热PPS OTF2AXXP 物理性能表

填料/增强材料	玻璃、碳纤维增强材料
导热PPS OTF2AXXP 性能特点	导电	导热
导热PPS OTF2AXXP 加工方法	注射成型
导热PPS OTF2AXXP 物理性能	额定值	单位制	测试方法
导热PPS OTF2AXXP 比重	1.74	g/cm³	ASTM D792, ISO 1183
导热PPS OTF2AXXP 收缩率
流动: 24小时	0.2	%	ASTM D955
横向流量: 24小时	0.47	%	ISO 294-4
流量: 24小时	0.2	%	ISO 294-4
导热PPS OTF2AXXP 机械性能	额定值	单位制	测试方法
导热PPS OTF2AXXP 拉伸模量	51800	MPa	ISO 527-2/1
导热PPS OTF2AXXP 抗张强度
断裂	143	MPa	ASTM D638
断裂	109	MPa	ISO 527-2
伸长率
断裂	0.8	%	ASTM D638
断裂	0.27	%	ISO 527-2
导热PPS OTF2AXXP 弯曲模量	41400	MPa	ASTM D790
导热PPS OTF2AXXP 弯曲强度	200	MPa	ASTM D790
导热PPS OTF2AXXP 摩擦系数			ASTM D3702 Modified
导热PPS OTF2AXXP 与自身 - 动态	0.25
导热PPS OTF2AXXP 与自身 - 静态	0.34
磨损因数 - Washer	4	10^-10 in^5-min/ft-lb-hr	ASTM D3702 Modified
导热PPS OTF2AXXP 冲击性能	额定值	单位制	测试方法
悬壁梁缺口冲击强度
23°C	32	J/m	ASTM D256
23°C 2	3.6	kJ/m²	ISO 180/1A
无缺口悬臂梁冲击
23°C	270	J/m	ASTM D4812
23°C 2	12	kJ/m²	ISO 180/1U
装有测量仪表的落镖冲击
23°C, Energy at Peak Load	3.6	J	ASTM D3763
--	3.6	J	ISO 6603-2

 

导热PPS OX10324 物理性能表 

导热PPS OX10324 填料/增强材料	矿物填料
导热PPS OX10324 性能特点	导热	阻燃性能
导热PPS OX10324 加工方法	注射成型
导热PPS OX10324 物理性能	额定值	单位制	测试方法
导热PPS OX10324 密度	1.75	g/cm³	ASTM D792
导热PPS OX10324 收缩率			ASTM D955
导热PPS OX10324 流动: 24小时	0.16	%
导热PPS OX10324 横向流动: 24小时	0.2	%
导热PPS OX10324 吸水率 (23°C, 24 hr)	0.01	%	Internal Method
导热PPS OX10324 机械性能	额定值	单位制	测试方法
导热PPS OX10324 拉伸模量 3	13500	MPa	ASTM D638
导热PPS OX10324 抗张强度 4 (断裂)	49	MPa	ASTM D638
导热PPS OX10324 伸长率 4 (断裂)	0.6	%	ASTM D638
弯曲模量 5 (50.0 mm 跨距)	15600	MPa	ASTM D790
弯曲强度 5 (断裂, 50.0 mm 跨距)	75	MPa	ASTM D790
导热PPS OX10324 冲击性能	额定值	单位制	测试方法
悬壁梁缺口冲击强度 (23°C)	24	J/m	ASTM D256
导热PPS OTF2AXXP 无缺口悬臂梁冲击 (23°C)	70	J/m	ASTM D4812
导热PPS OX10324 热性能	额定值	单位制	测试方法
热变形温度 (1.8 MPa, 未退火, 6.40 mm)	258	°C	ASTM D648
导热PPS OX10324 线形膨胀系数			ASTM E831
流动: -40 到 40°C	0.000013	cm/cm/°C
横向: -40 到 40°C	0.000025	cm/cm/°C
RTI Elec	130	°C	UL 746
RTI Imp	130	°C	UL 746
RTI Str	130	°C	UL 746