Ligte gewig, lae koste, hoë impaksterkte, vormbaarheid en aanpassing dryf vinnig die vraag na termoplastiek, wat help om elektronika, beligting en motorenjins koel te hou.#Polyolefien
PolyOne se termies geleidende verbindings word gebruik in motor- en E/E-toepassings, soos LED-beligting, koelbakke en elektroniese omhulsels.
Covestro se Makrolon-termiese rekenaarprodukte sluit grade vir LED-lampe en koelbakke in.
RTP se termies geleidende verbindings kan gebruik word in omhulsels soos batterybokse, sowel as verkoelers en meer geïntegreerde hitte-afvoerkomponente.
OEM's in die elektriese/elektronika-, motor-, beligtings-, mediese toerusting- en industriële masjinerie-industrie is al baie jare gretig vir termies geleidende termoplastiek omdat hulle nuwe oplossings soek vir toepassings, insluitend verkoelers en ander hitte-afvoertoestelle, LED's.Kassie en batterykas.
Bedryfsnavorsing toon dat hierdie materiale teen 'n dubbelsyferkoers groei, aangedryf deur nuwe toepassings soos volelektriese voertuie, komplekse motors en groot kommersiële LED-beligtingskomponente.Termies geleidende plastiek daag meer tradisionele materiale uit, soos metale (veral aluminium) en keramiek, omdat dit baie voordele het: plastiekverbindings is ligter in gewig, laer in koste, maklik om te vorm, aanpasbaar en kan meer voordele in termiese stabiliteit bied , Impaksterkte en krapweerstand en skuurweerstand.
Bymiddels wat termiese geleidingsvermoë verbeter, sluit in grafiet, grafeen en keramiekvullers soos boornitried en alumina.Die tegnologie om dit te gebruik vorder ook en word meer koste-effektief.Nog 'n neiging is die bekendstelling van laekoste-ingenieursharse (soos nylon 6 en 66 en PC) in termies geleidende verbindings, wat meer algemeen gebruikte duursame materiale soos PPS, PSU en PEI in kompetisie plaas.
Waaroor gaan al die bohaai?'n Bron by RTP het gesê: "Die vermoë om netonderdele te vorm, die aantal onderdele en monteerstappe te verminder en gewig en koste te verminder, is alles dryfkragte vir die aanvaarding van hierdie materiale.""Vir sekere toepassings, soos elektriese omhulsels en komponent-oorvorming, is die vermoë om hitte oor te dra wanneer 'n elektriese isolator word die fokus van aandag."
Dalia Naamani-Goldman, Bestuurder van Elektroniese en Elektriese Vervoerbemarking van BASF se Functional Materials Business, het bygevoeg: “Termiese geleidingsvermoë is vinnig besig om 'n kwessie van toenemende kommer vir elektroniese komponentvervaardigers en motor-OEM's te word.As gevolg van tegnologiese vooruitgang en ruimtebeperkings, word toepassings geminiaturiseer en daarom termies. Die akkumulasie en verspreiding van krag het die fokus van aandag geword.As die voetspoor van die komponent beperk is, is dit moeilik om ’n metaalverkoeler by te voeg of ’n metaalkomponent in te voeg.”
Naamani-Goldman het verduidelik dat hoër spanning toepassings motors binnedring, en die vraag na verwerkingskrag groei ook.In batterypakke vir elektriese voertuie verhoog die gebruik van metaal om hitte te versprei en te verdryf gewig, wat 'n ongewilde keuse is.Daarbenewens kan metaalonderdele wat teen hoë krag werk, gevaarlike elektriese skokke veroorsaak.Termies geleidende maar nie-geleidende plastiekhars laat hoër spannings toe terwyl elektriese veiligheid gehandhaaf word.
Celanese se veldontwikkelingsingenieur James Miller (voorganger van Cool Polymers wat in 2014 deur Celanese verkry is) het gesê dat elektriese en elektroniese komponente, veral elektriese en elektroniese komponente in elektriese voertuie, saam met die komponentspasie gegroei het. Dit raak al hoe meer druk en krimp steeds.“Een faktor wat die groottevermindering van hierdie komponente beperk, is hul termiese bestuursvermoëns.Verbeterings in termies geleidende verpakkingsopsies maak toestelle kleiner en doeltreffender.”
Miller het daarop gewys dat in krag elektroniese toerusting, termies geleidende plastiek oorgevorm of verpak kan word, wat 'n ontwerpkeuse is wat nie in metale of keramiek beskikbaar is nie.Vir hitte-genererende mediese toestelle (soos mediese toestelle met kameras of kauteriseringskomponente), maak die ontwerp buigsaamheid van termies geleidende plastiek voorsiening vir ligter gewig funksionele verpakking.
Jean-Paul Scheepens, hoofbestuurder van PolyOne se spesialiteitsingenieursmateriaalbesigheid, het daarop gewys dat die motor- en E/E-industrie die grootste vraag na termies geleidende verbindings het.Hy het gesê dat hierdie produkte aan 'n verskeidenheid klante- en industriebehoeftes kan voldoen, insluitend uitgebreide ontwerpvryheid, wat ontwerp moontlik maak. Die groter oppervlakte kan termiese stabiliteit verbeter.Termies geleidende polimere bied ook meer liggewig-opsies en deelkonsolidasie, soos die integrasie van heatsinks en omhulsels in dieselfde komponent, en die vermoë om 'n meer verenigde termiese bestuurstelsel te skep.Die goeie ekonomiese doeltreffendheid van die spuitgietproses is nog 'n positiewe faktor.”
Joel Matsco, senior bemarkingsbestuurder vir polikarbonaat by Covestro, glo dat termies geleidende plastiek hoofsaaklik op motortoepassings gefokus is.“Met ’n digtheidsvoordeel van sowat 50% kan hulle gewig aansienlik verminder.Dit kan ook uitgebrei word na elektriese voertuie.Baie batterymodules gebruik steeds metaal vir termiese bestuur, en omdat die meeste modules baie herhalende strukture binne gebruik, gebruik hulle termiese geleidingsvermoë. Die gewig wat bespaar is deur metale met polimere te vervang, het vinnig toegeneem.”
Covestro sien ook 'n neiging tot liggewig van groot kommersiële beligtingskomponente.Matsco wys daarop: "35-pond in plaas van 70-pond hoë baai ligte vereis minder struktuur en is makliker vir installeerders om steierwerk aan te hou."Covestro het ook elektroniese omhulselprojekte soos routers, waarin plastiekonderdele as houer dien en hittebestuur verskaf.Matsco het gesê: "In alle markte, afhangende van die ontwerp, kan ons ook koste met tot 20% verminder."
PolyOne's Sheepens's het gesê dat sleuteltoepassings van sy termiese geleidingsvermoë-tegnologie in motor- en E/E LED-beligting, heatsinks en elektroniese onderstelle, soos moederborde, inverterbokse en kragbestuur-/sekuriteitstoepassings, insluit.Net so sien RTP-bronne dat sy termies geleidende verbindings in behuisings en hittesinks gebruik word, sowel as meer geïntegreerde hitte-afvoerkomponente in industriële, mediese of elektroniese toerusting.
Matsco van Covestro het gesê dat die hooftoepassing van kommersiële beligting die vervanging van metaalstralers is.Net so groei termiese bestuur van hoë-end netwerktoepassings ook in routers en basisstasies.BASF se Naamani-Goldman het spesifiek daarop gewys dat die elektroniese komponente busstawe, hoogspanning-aansluitingsbokse en -koppelaars, motorisolators en voor- en trukameras insluit.
Celanese se Miller het gesê dat termies geleidende plastiek groot vordering gemaak het met die verskaffing van 3D-ontwerp buigsaamheid om aan hoër termiese bestuursvereistes vir LED-beligting te voldoen.Hy het bygevoeg: "In motorbeligting maak ons ​​CoolPoly Thermally Conductive Polymer (TCP) die gebruik van dunprofiel oorhoofse beligtingshuise en aluminiumvervangingsradiators vir eksterne hoofligte moontlik."
Celanese se Miller het gesê CoolPoly TCP bied 'n oplossing vir die groeiende motor-kop-op-skerm (HUD) - as gevolg van beperkte paneelbordspasie, lugvloei en hitte, vereis hierdie toepassing hoër hitte-afvoer as eenvormige beligting.Sonlig skyn op hierdie posisie van die motor."Die gewig van termies geleidende plastiek is ligter as aluminium, wat die impak van skok en vibrasie op hierdie deel van die voertuig kan verminder, wat beeldvervorming kan veroorsaak."
In die batterykas het Celanese 'n innoverende oplossing gevind deur die CoolPoly TCP D-reeks, wat termiese geleidingsvermoë sonder elektriese geleidingsvermoë kan verskaf, en daardeur aan relatief streng toepassingskwaliteitvereistes voldoen.Soms beperk die versterkingsmateriaal in die termies geleidende plastiek die verlenging daarvan, so Celanese materiaal kundiges het 'n nylon-gebaseerde graad CoolPoly TCP ontwikkel, wat taaier is as die tipiese graad (100 MPa buigsterkte, 14 GPa buigmodulus, 9 kJ / m2 Charpy-kerfimpak) sonder om termiese geleidingsvermoë of digtheid in te boet.
CoolPoly TCP bied buigsaamheid in konveksie-ontwerp en kan voldoen aan die hitte-oordragvereistes van baie toepassings wat histories aluminium gebruik het.Die voordeel van sy spuitgietwerk is dat aluminium gietstukke een derde van die energie van aluminium verbruik, en die lewensduur word met ses keer verleng.
Volgens Matsco van Covestro, in die motorsektor, is die hooftoepassing om verkoelers in koplampmodules, mislampmodules en agterligmodules te vervang.Hitte-sinks vir LED-hoog- en laestraalfunksies, LED-ligpype en liggeleiders, dagryligte (DRL) en flikkerligte is almal potensiële toepassings.
Matsco het daarop gewys: "Een van die belangrikste dryfkragte van Makrolon termiese rekenaar is die vermoë om die hitteafvoerfunksie direk in die beligtingskomponente (soos weerkaatsers, rame en omhulsels) te integreer, wat bereik word deur veelvuldige spuitgietwerk of twee- komponent metodes.“Deur die weerkaatser en raam wat gewoonlik van rekenaar gemaak word, kan die verbeterde adhesie gesien word wanneer die termies geleidende rekenaar weer daarop gevorm word om hitte te beheer, en sodoende die behoefte aan bevestiging van skroewe of kleefmiddels verminder.Vraag.Dit verminder die aantal onderdele, hulpbedrywighede en algehele stelselvlakkoste.Boonop sien ons op die gebied van elektriese voertuie geleenthede in die termiese bestuur en ondersteuningstruktuur van batterymodules.”
BASF se Naamani-Goldman (Naamani-Goldman) het ook in elektriese voertuie gesê dat batterypakkomponente soos batteryskeiers baie belowend is."Litium-ioonbatterye genereer baie hitte, maar hulle moet in 'n konstante omgewing van ongeveer 65 °C wees, anders sal hulle afbreek of misluk."
Aanvanklik was termies geleidende plastiekverbindings gebaseer op hoë-end ingenieursharse.Maar in onlangse jare het bondelingenieursharse soos nylon 6 en 66, PC en PBT 'n groot rol gespeel.Covestro se Matsco het gesê: “Dit alles is in die natuur gevind.Weens kosteredes blyk dit egter dat die mark hoofsaaklik op nylon en polikarbonaat gekonsentreer is.”
Scheepens het gesê hoewel PPS nog baie gereeld gebruik word, het PolyOne se nylon 6 en 66 en PBT toegeneem.
RTP het gesê dat nylon, PPS, PBT, PC en PP die gewildste harse is, maar afhangende van die toepassingsuitdaging, kan baie hoër werkverrigting termoplastieke soos PEI, PEEK en PPSU gebruik word.’n RTP-bron het gesê: “Byvoorbeeld, die heatsink van ’n LED-lamp kan van nylon 66-saamgestelde materiaal gemaak word om ’n termiese geleidingsvermoë van tot 35 W/mK te verskaf.Vir chirurgiese batterye wat gereelde sterilisasie moet weerstaan, word PPSU vereis.Elektriese isolasie eienskappe en verminder vogophoping.”
Naamani-Goldman het gesê dat BASF verskeie kommersiële termiesgeleidende verbindings het, insluitend nylon 6 en 66 grade.“Die gebruik van ons materiaal is in produksie in 'n verskeidenheid toepassings soos motorhuise en elektriese infrastruktuur ingestel.Aangesien ons voortgaan om die behoeftes van klante vir termiese geleidingsvermoë te bepaal, is dit 'n aktiewe gebied van ontwikkeling.Baie kliënte weet nie watter vlak hulle geleiding benodig nie, so materiaal moet aangepas word vir spesifieke toepassings om doeltreffend te wees.”
DSM Engineering Plastics het onlangs Xytron G4080HR bekendgestel, 'n 40% glasveselversterkte PPS wat die werkverrigting van elektriese voertuie se termiese bestuurstelsels optimaliseer.Dit is ontwerp met termiese verouderingseienskappe, hidrolise weerstand, dimensionele stabiliteit, chemiese weerstand by hoë temperature en inherente vlamvertraging.
Volgens berigte kan hierdie materiaal 'n sterkte van 6000 tot 10 000 uur handhaaf by 'n aaneenlopende werkstemperatuur van meer as 130°C.In die mees onlangse 3000-uur 135°C water/glikol vloeistof toets het die treksterkte van Xytron G4080HR met 114% toegeneem en die verlenging by breek het met 63% toegeneem in vergelyking met die ekwivalente produk.
RTP het verklaar dat enige van 'n verskeidenheid bymiddels volgens toepassingsvereistes gebruik kan word om termiese geleidingsvermoë te verbeter, en het daarop gewys: “Die gewildste bymiddels is steeds bymiddels soos grafiet, maar ons het nuwe opsies soos grafeen of nuwe keramiek bymiddels..stelsel.”
'n Voorbeeld van laasgenoemde is verlede jaar geïnisieer deur Martinswerk Div ​​van Huber Engineered Polymers.Volgens verslae, gebaseer op alumina, en vir nuwe migrasie-tendense (soos elektrifisering), is die prestasie van Martoxid-reeks bymiddels beter as ander alumina en ander geleidende vullers.Martoxid word verbeter deur die beheer van deeltjiegrootteverspreiding en morfologie om verbeterde pakking en digtheid en unieke oppervlakbehandeling te verskaf.Volgens berigte kan dit gebruik word met 'n vulhoeveelheid van meer as 60% sonder om meganiese of reologiese eienskappe te beïnvloed.Dit toon uitstekende potensiaal in PP, TPO, nylon 6 en 66, ABS, PC en LSR.
Covestro se Matsco het gesê dat beide grafiet en grafeen wyd gebruik is, en het daarop gewys dat grafiet 'n relatief lae koste en matige termiese geleidingsvermoë het, terwyl grafeen gewoonlik meer kos, maar duidelike termiese geleidingsvoordele het.Hy het bygevoeg: "Daar is dikwels 'n behoefte aan termies geleidende, elektries isolerende (TC/EI) materiale, en dit is waar bymiddels soos boornitried algemeen voorkom.Ongelukkig kry jy niks.In hierdie geval verskaf boornitried Die elektriese isolasie word verbeter, maar die termiese geleidingsvermoë word verminder.Boonop kan die koste van boornitried baie hoog wees, so TC/EI moet 'n wesenlike prestasie word wat dringend kosteverhoging moet bewys.
BASF se Naamani-Goldman stel dit so: “Die uitdaging is om 'n balans tussen termiese geleidingsvermoë en ander vereistes te vind;om te verseker dat materiaal doeltreffend in groot hoeveelhede verwerk kan word en dat die meganiese eienskappe nie te veel daal nie.Nog 'n uitdaging is om 'n stelsel te skep wat wyd aangeneem kan word.Koste-effektiewe oplossing.”
PolyOne's Scheepens glo dat beide koolstofgebaseerde vullers (grafiet) en keramiekvullers belowende bymiddels is wat na verwagting die vereiste termiese geleidingsvermoë sal bereik en ander elektriese en meganiese eienskappe sal balanseer.
Celanese se Miller het gesê die maatskappy het 'n verskeidenheid bymiddels ondersoek wat die bedryf se wydste keuse van vertikaal geïntegreerde basisharse kombineer om eie bestanddele te verskaf wat termiese geleidingsvermoë maak. Die reeks is 0,4-40 W/mK.
Die vraag na multifunksionele geleidende verbindings soos termiese en elektriese geleidingsvermoë of termiese en vlamvertragers blyk ook toe te neem.
Covestro se Matsco het daarop gewys dat toe die maatskappy sy termies geleidende Makrolon TC8030 en TC8060 PC bekend gestel het, kliënte dadelik begin vra het of dit in elektriese isolasiemateriaal gemaak kan word.“Die oplossing is nie so eenvoudig nie.Alles wat ons doen om EI te verbeter, sal 'n negatiewe impak op TC hê.Nou bied ons Makrolon TC110 polikarbonaat en ontwikkel ander oplossings om aan hierdie vereistes te voldoen.”
Naamani-Goldman van BASF het gesê dat verskillende toepassings termiese geleidingsvermoë en ander kenmerke vereis, soos batterypakke en hoëspanningsverbindings, wat almal hitteafvoer benodig en aan streng vlamvertragerstandaarde moet voldoen wanneer litium-ioonbatterye gebruik word.
PolyOne, RTP en Celanese het almal 'n groot vraag na multifunksionele verbindings van alle marksegmente gesien, en bied termiese geleidingsvermoë en EMI-afskerming, hoër impak, vlamvertraging, elektriese isolasie en verbindings met funksies soos UV-weerstand en termiese stabiliteit.
Tradisionele giettegnieke is nie effektief vir hoë-temperatuur materiale nie.Vormmakers moet sekere toestande en parameters verstaan ​​om die probleme op te los wat soms deur hoë temperatuur spuitgiet veroorsaak word.
'n Nuwe studie toon hoe die tipe en hoeveelheid LDPE gemeng met LLDPE die verwerkbaarheid en sterkte/taaiheid van geblaasde film beïnvloed.Data word getoon vir LDPE-ryke en LLDPE-ryke mengsels.