Лёгкі вага, нізкі кошт, высокая ўдарная трываласць, здольнасць да фармавання і наладжванне імкліва спрыяюць росту попыту на тэрмапласты, якія дапамагаюць захоўваць электроніку, асвятленне і аўтамабільныя рухавікі астуджанымі.#Поліалефін
Цеплаправодныя злучэнні PolyOne выкарыстоўваюцца ў аўтамабільнай і электронна-электроннай прамысловасці, такіх як святлодыёднае асвятленне, радыятары і электронныя карпусы.
Тэрмапрадукцыя Makrolon ад Covestro ўключае ў сябе маркі для святлодыёдных лямпаў і радыятараў.
Цеплаправодныя злучэнні RTP могуць выкарыстоўвацца ў такіх карпусах, як батарэйныя скрынкі, а таксама ў радыятарах і больш убудаваных кампанентах рассейвання цяпла.
Вытворцы камплектнага абсталявання ў галіне электратэхнікі/электронікі, аўтамабільнай прамысловасці, асвятлення, медыцынскага абсталявання і прамысловага машынабудавання на працягу многіх гадоў захапляліся цеплаправоднымі тэрмапластамі, таму што яны шукаюць новыя рашэнні для прымянення, уключаючы радыятары і іншыя прылады рассейвання цяпла, святлодыёды.Чахол і корпус батарэі.
Прамысловыя даследаванні паказваюць, што гэтыя матэрыялы растуць двухзначнымі тэмпамі, абумоўленыя новымі прымяненнямі, такімі як цалкам электрычныя транспартныя сродкі, складаныя аўтамабілі і буйныя камерцыйныя кампаненты святлодыёднага асвятлення.Цеплаправодныя пластмасы кідаюць выклік больш традыцыйным матэрыялам, такім як металы (асабліва алюміній) і кераміка, таму што яны маюць шмат пераваг: пластмасы лягчэйшыя па вазе, меншыя ў кошце, простыя ў фармаванні, наладжвальныя і могуць забяспечыць больш пераваг у тэрмічнай стабільнасці , Ударная трываласць і ўстойлівасць да драпін і ўстойлівасць да ізаляцыі.
Дадаткі, якія паляпшаюць цеплаправоднасць, ўключаюць графіт, графен і керамічныя напаўняльнікі, такія як нітрыд бору і аксід алюмінія.Тэхналогіі іх выкарыстання таксама развіваюцца і становяцца больш эканамічна эфектыўнымі.Іншая тэндэнцыя - увядзенне недарагіх інжынерных смол (такіх як нейлон 6 і 66 і PC) у цеплаправодныя злучэнні, што ставіць у канкурэнцыю больш часта выкарыстоўваюцца дарагія матэрыялы, такія як PPS, PSU і PEI.
Што за мітусня?Крыніца ў RTP сказала: «Магчымасць фарміравання сеткаватых дэталяў, скарачэнне колькасці дэталяў і этапаў зборкі, а таксама зніжэнне вагі і кошту - усё гэта рухаючыя сілы для прыняцця гэтых матэрыялаў».«Для некаторых прыкладанняў, такіх як электрычныя карпусы і фармаванне кампанентаў, здольнасць перадачы цяпла, калі становіцца электрычным ізалятарам, знаходзіцца ў цэнтры ўвагі».
Далія Наамані-Голдман, менеджэр па маркетынгу электроннага і электрычнага транспарту аддзела функцыянальных матэрыялаў BASF, дадала: «Цеплаправоднасць хутка становіцца праблемай, якая выклікае ўсё большую занепакоенасць у вытворцаў электронных кампанентаў і OEM-вытворцаў аўтамабіляў.З-за тэхналагічнага прагрэсу і абмежаванасці прасторы прыкладання мініяцюрныя і, такім чынам, цеплавыя. Назапашванне і распаўсюджванне энергіі апынулася ў цэнтры ўвагі.Калі памер кампанента абмежаваны, цяжка дадаць металічны радыятар або ўставіць металічны кампанент».
Наамані-Голдман патлумачыла, што дадаткі больш высокага напружання пранікаюць у аўтамабілі, і попыт на вылічальную магутнасць таксама расце.У акумулятарных блоках электрамабіляў выкарыстанне металу для рассейвання і рассейвання цяпла павялічвае вагу, што з'яўляецца непапулярным выбарам.Акрамя таго, металічныя часткі, якія працуюць на высокай магутнасці, могуць выклікаць небяспечнае паражэнне электрычным токам.Цеплаправодная, але неправодная пластыкавая смала дазваляе атрымліваць больш высокія напружання пры захаванні электрабяспекі.
Інжынер па распрацоўцы радовішча Celanese Джэймс Мілер (папярэднік Cool Polymers, набыты Celanese ў 2014 годзе) сказаў, што электрычныя і электронныя кампаненты, асабліва электрычныя і электронныя кампаненты ў электрамабілях, выраслі разам з прасторай кампанентаў. Яно становіцца ўсё больш і больш цесным і працягвае скарачацца.«Адным з фактараў, якія абмяжоўваюць памяншэнне памеру гэтых кампанентаў, з'яўляюцца іх магчымасці кіравання тэмпературай.Паляпшэнні варыянтаў цеплаправоднай упакоўкі робяць прылады меншымі і больш эфектыўнымі».
Мілер адзначыў, што ў сілавым электронным абсталяванні цеплаправодныя пластыкі можна фармаваць або ўпакоўваць, што з'яўляецца дызайнерскім выбарам, недаступным для металаў або керамікі.Для медыцынскіх прыбораў, якія выдзяляюць цяпло (напрыклад, медыцынскія прыборы з камерамі або кампанентамі для прыпякання), гібкасць канструкцыі цеплаправодных пластмас дазваляе ствараць лёгкую функцыянальную ўпакоўку.
Жан-Поль Шыпэнс, генеральны менеджэр аддзела спецыяльных матэрыялаў PolyOne, адзначыў, што найбольшы попыт на цеплаправодныя злучэнні ёсць у аўтамабільнай і электронна-электроннай прамысловасці.Ён сказаў, што гэтыя прадукты могуць задаволіць розныя патрэбы кліентаў і прамысловасці, у тым ліку пашыраную свабоду дызайну, дазваляючы дызайн. Павялічаная плошча паверхні можа палепшыць цеплавую стабільнасць.Цеплаправодныя палімеры таксама забяспечваюць больш лёгкія варыянты і кансалідацыю дэталяў, напрыклад, інтэграцыю радыятараў і карпусоў у адзін і той жа кампанент, а таксама магчымасць стварэння больш уніфікаванай сістэмы кіравання тэмпературай.Добрая эканамічная эфектыўнасць працэсу ліцця пад ціскам - яшчэ адзін станоўчы фактар.»
Джоэл Мацко, старшы менеджэр па маркетынгу полікарбаната кампаніі Covestro, лічыць, што цеплаправодныя пластыкі ў асноўным сканцэнтраваны на прымяненні ў аўтамабілях.«З перавагай шчыльнасці каля 50% яны могуць значна знізіць вагу.Гэта таксама можна распаўсюдзіць на электрамабілі.Многія акумулятарныя модулі па-ранейшаму выкарыстоўваюць метал для кіравання тэмпературай, і паколькі ў большасці модуляў унутры выкарыстоўваецца мноства паўтаральных структур, яны выкарыстоўваюць цеплаправоднасць. Вага, зэканомленая за кошт замены металаў палімерамі, хутка павялічылася».
Covestro таксама бачыць тэндэнцыю да памяншэння вагі буйных кампанентаў камерцыйнага асвятлення.Мацко адзначае: «35-фунтовыя замест 70-фунтовых высокіх ліхтароў патрабуюць менш канструкцыі, і мантажнікам іх прасцей насіць на будаўнічых лясах».Covestro таксама мае праекты электронных карпусоў, такіх як маршрутызатары, у якіх пластыкавыя дэталі дзейнічаюць як кантэйнеры і забяспечваюць кіраванне цяплом.Мацко сказаў: «На ўсіх рынках, у залежнасці ад дызайну, мы таксама можам знізіць выдаткі да 20%».
Кампанія PolyOne's Sheepens заявіла, што асноўныя прымяненні яе тэхналогіі цеплаправоднасці ў аўтамабільнай і электронна-электроннай прамысловасці ўключаюць святлодыёднае асвятленне, радыятары і электронныя шасі, такія як матчыны платы, інвертарныя скрынкі і прыкладанні для кіравання сілкаваннем/бяспекі.Аналагічным чынам, крыніцы RTP бачаць, што яго цеплаправодныя злучэнні выкарыстоўваюцца ў карпусах і цеплаадводах, а таксама больш інтэграваныя кампаненты рассейвання цяпла ў прамысловым, медыцынскім або электронным абсталяванні.
Мацко з Covestro сказаў, што асноўнае прымяненне камерцыйнага асвятлення - гэта замена металічных радыятараў.Аналагічным чынам, кіраванне цеплавым рэжымам сеткавых прыкладанняў высокага класа таксама расце ў маршрутызатарах і базавых станцыях.Наамані-Голдман з BASF у прыватнасці адзначыў, што электронныя кампаненты ўключаюць шыны, высакавольтныя размеркавальныя скрынкі і раздымы, ізалятары рухавікоў, а таксама камеры пярэдняга і задняга выгляду.
Мілер з кампаніі Celanese сказаў, што цеплаправодныя пластмасы дасягнулі вялікіх поспехаў у забеспячэнні гібкасці 3D-дызайну для задавальнення больш высокіх патрабаванняў да кіравання тэмпературай для святлодыёднага асвятлення.Ён дадаў: «У аўтамабільным асвятленні наш цеплаправодны палімер CoolPoly (TCP) дазваляе выкарыстоўваць тонкапрофільныя карпусы верхняга асвятлення і зменныя алюмініевыя радыятары для знешніх фар».
Мілер з кампаніі Celanese сказаў, што CoolPoly TCP забяспечвае рашэнне для растучага аўтамабільнага праекцыйнага дысплея (HUD) - з-за абмежаванай прасторы на прыборнай панэлі, паветранага патоку і цяпла гэта дадатак патрабуе большага рассейвання цяпла, чым раўнамернае асвятленне.Сонечнае святло асвятляе такое становішча аўтамабіля.«Вага цеплаправоднага пластыка лягчэйшы за алюміній, што можа паменшыць уздзеянне ўдараў і вібрацыі на гэтую частку транспартнага сродку, якія могуць выклікаць скажэнне выявы».
У корпусе акумулятара Celanese знайшоў інавацыйнае рашэнне праз серыю CoolPoly TCP D, якое можа забяспечыць цеплаправоднасць без электраправоднасці, тым самым адпавядаючы адносна строгім патрабаванням да якасці прымянення.Часам армавальны матэрыял у цеплаправодным пластыку абмяжоўвае яго падаўжэнне, таму спецыялісты аддзела матэрыялаў Celanese распрацавалі клас CoolPoly TCP на аснове нейлону, які больш трывалы, чым тыповы (трываласць пры выгіне 100 МПа, модуль пругкасці пры выгіне 14 ГПа, 9 кДж / м2 удар Шарпі) без шкоды для цеплаправоднасці або шчыльнасці.
CoolPoly TCP забяспечвае гібкасць у канвекцыйнай канструкцыі і можа задаволіць патрабаванні цеплаперадачы многіх прыкладанняў, якія гістарычна выкарыстоўвалі алюміній.Перавага яго ліцця пад ціскам заключаецца ў тым, што алюмініевыя адліўкі пад ціскам спажываюць адну траціну энергіі алюмінія, а тэрмін службы павялічваецца ў шэсць разоў.
Па словах Мацко з Covestro, у аўтамабільным сектары асноўнае прымяненне - замена радыятараў у модулях фар, модулях супрацьтуманных фар і модулях задніх ліхтароў.Цеплаадводы для святлодыёдных функцый далёкага і блізкага святла, святлодыёдныя асвятляльныя трубы і святлаводы, дзённыя хадавыя агні (DRL) і сігналы павароту - усё гэта патэнцыйнае прымяненне.
Мацко адзначыў: «Адной з асноўных рухаючых сіл цеплавога ПК Makrolon з'яўляецца магчымасць непасрэдна інтэграваць функцыю радыятара ў кампаненты асвятлення (напрыклад, адбівальнікі, рамкі і корпусы), што дасягаецца шляхам шматразовага ліцця пад ціскам або двух- кампанентныя метады.«Праз адбівальнік і раму, якія звычайна вырабляюцца з ПК, можна заўважыць паляпшэнне адгезіі, калі цеплаправодны ПК паўторна адліваецца на яго, каб кантраляваць цяпло, тым самым памяншаючы патрэбу ў фіксуючых шрубах або клеях.Попыт.Гэта памяншае колькасць дэталяў, дапаможных аперацый і агульныя выдаткі на сістэмным узроўні.Акрамя таго, у сферы электрамабіляў мы бачым магчымасці ў кіраванні тэмпературай і апорнай структуры акумулятарных модуляў».
Наамані-Голдман (Naamani-Goldman) з BASF таксама заявіў, што кампаненты батарэйнага блока, такія як сепаратары батарэй, з'яўляюцца вельмі перспектыўнымі.«Літый-іённыя акумулятары выдзяляюць шмат цяпла, але яны павінны знаходзіцца ў пастаянным асяроддзі каля 65°C, інакш яны пагаршаюцца або выходзяць з ладу».
Першапачаткова цеплаправодныя пластыкавыя сумесі былі заснаваныя на высакакласных інжынерных смолах.Але ў апошнія гады смалы серыйнага вытворчасці, такія як нейлон 6 і 66, PC і PBT, адыгралі вялікую ролю.Мацко з Covestro сказаў: «Усё гэта было знойдзена ў дзікай прыродзе.Аднак з-за кошту рынак, здаецца, у асноўным сканцэнтраваны на нейлоне і полікарбанаце».
Шыпенс сказаў, што хоць PPS па-ранейшаму выкарыстоўваецца вельмі часта, PolyOne нейлон 6 і 66 і PBT павялічыліся.
RTP заявіла, што нейлон, PPS, PBT, PC і PP з'яўляюцца найбольш папулярнымі смоламі, але ў залежнасці ад задачы прымянення можна выкарыстоўваць многія тэрмапласты з больш высокімі характарыстыкамі, такія як PEI, PEEK і PPSU.Крыніца RTP сказала: «Напрыклад, цеплаадвод святлодыёднай лямпы можа быць зроблены з кампазітнага матэрыялу нейлону 66, каб забяспечыць цеплаправоднасць да 35 Вт/мК.Для хірургічных батарэй, якія павінны вытрымліваць частую стэрылізацыю, патрабуецца PPSU.Электраізаляцыйныя ўласцівасці і памяншаюць назапашванне вільгаці».
Наамані-Голдман сказаў, што BASF мае некалькі камерцыйных цеплаправодных злучэнняў, у тым ліку нейлон марак 6 і 66.«Выкарыстанне нашых матэрыялаў было ўведзена ў вытворчасць у розных сферах прымянення, такіх як корпусы рухавікоў і электрычная інфраструктура.Паколькі мы працягваем вызначаць патрэбы кліентаў у цеплаправоднасці, гэта сфера актыўнага развіцця.Многія кліенты не ведаюць, які ўзровень праводнасці ім патрэбны, таму матэрыялы павінны быць адаптаваны для канкрэтных прыкладанняў, каб быць эфектыўнымі».
Кампанія DSM Engineering Plastics нядаўна выпусціла Xytron G4080HR, армаваны шкловалакном на 40% PPS, які аптымізуе прадукцыйнасць сістэм кіравання тэмпературай электрамабіляў.Ён распрацаваны з уласцівасцямі тэрмічнага старэння, устойлівасцю да гідролізу, стабільнасцю памераў, хімічнай устойлівасцю пры высокіх тэмпературах і ўласцівай вогнеўстойлівасцю.
Паводле паведамленняў, гэты матэрыял можа захоўваць трываласць ад 6000 да 10000 гадзін пры бесперапыннай працоўнай тэмпературы, якая перавышае 130°C.У апошнім 3000-гадзінным выпрабаванні вады/гліколевай вадкасці пры 135°C трываласць на разрыў Xytron G4080HR павялічылася на 114%, а адноснае падаўжэнне пры разрыве павялічылася на 63% у параўнанні з эквівалентным прадуктам.
RTP заявіла, што ў адпаведнасці з патрабаваннямі прымянення для паляпшэння цеплаправоднасці можна выкарыстоўваць любую з мноства дадаткаў, і адзначыла: «Самымі папулярнымі дадаткамі па-ранейшаму застаюцца такія дадаткі, як графіт, але мы вывучаем новыя варыянты, такія як графен або новыя керамічныя дабаўкі..сістэма.»
Прыклад апошняга быў ініцыяваны ў мінулым годзе Martinswerk Div ​​​​з Huber Engineered Polymers.Згодна з паведамленнямі, на аснове гліназёму і для новых тэндэнцый міграцыі (напрыклад, электрыфікацыі) прадукцыйнасць дабавак серыі Martoxid лепш, чым у іншых гліназёму і іншых правадзячых напаўняльнікаў.Martoxid паляпшаецца шляхам кантролю размеркавання часціц па памерах і марфалогіі, каб забяспечыць палепшаную ўпакоўку і шчыльнасць і унікальную апрацоўку паверхні.Паводле паведамленняў, яго можна выкарыстоўваць з колькасцю напаўнення, якая перавышае 60%, без уплыву на механічныя або рэалагічныя ўласцівасці.Ён паказвае выдатны патэнцыял у PP, TPO, нейлоне 6 і 66, ABS, PC і LSR.
Matsco з Covestro сказаў, што як графіт, так і графен шырока выкарыстоўваюцца, і адзначыў, што графіт мае адносна нізкі кошт і ўмераную цеплаправоднасць, у той час як графен звычайна каштуе даражэй, але мае відавочныя перавагі ў цеплаправоднасці.Ён дадаў: «Часта існуе патрэба ў цеплаправодных, электраізаляцыйных (TC/EI) матэрыялах, і менавіта тут часта сустракаюцца такія дадаткі, як нітрыд бору.На жаль, вы нічога не атрымаеце.У гэтым выпадку нітрыд бору забяспечвае паляпшэнне электраізаляцыі, але паніжэнне цеплаправоднасці.Больш за тое, кошт нітрыду бору можа быць вельмі высокай, таму TC/EI павінен стаць прадукцыйнасцю матэрыялу, які тэрмінова павінен даказаць павелічэнне кошту.
Наамані-Голдман з BASF так выказваецца: «Задача складаецца ў тым, каб знайсці баланс паміж цеплаправоднасцю і іншымі патрабаваннямі;гарантаваць, што матэрыялы могуць быць апрацаваны эфектыўна ў вялікіх колькасцях і што механічныя ўласцівасці не падаюць занадта моцна.Яшчэ адна задача - стварыць сістэму, якая можа быць шырока прынята.Эканамічнае рашэнне».
Scheepens з PolyOne лічыць, што як вугляродныя напаўняльнікі (графіт), так і керамічныя напаўняльнікі з'яўляюцца перспектыўнымі дадаткамі, якія, як чакаецца, дасягнуць неабходнай цеплаправоднасці і збалансуюць іншыя электрычныя і механічныя ўласцівасці.
Мілер з Celanese сказаў, што кампанія вывучыла розныя дадаткі, якія аб'ядноўваюць самы шырокі ў галіны выбар вертыкальна інтэграваных базавых смол, каб забяспечыць запатэнтаваныя інгрэдыенты, якія павялічваюць цеплаправоднасць. Дыяпазон складае 0,4-40 Вт/мК.
Здаецца, таксама расце попыт на шматфункцыянальныя токаправодныя злучэнні, такія як цепла- і электраправоднасць або цепла- і антыпірэны.
Matsco з Covestro адзначыў, што калі кампанія выпусціла свае цеплаправодныя кампутары Makrolon TC8030 і TC8060, кліенты адразу ж пачалі пытацца, ці можна з іх зрабіць электраізаляцыйныя матэрыялы.«Рашэнне не такое простае.Усё, што мы робім для паляпшэння EI, будзе мець негатыўны ўплыў на TC.Цяпер мы прапануем полікарбанат Makrolon TC110 і распрацоўваем іншыя рашэнні для задавальнення гэтых патрабаванняў».
Наамані-Голдман з BASF сказаў, што для розных прыкладанняў патрабуецца цеплаправоднасць і іншыя характарыстыкі, такія як акумулятарныя блокі і высакавольтныя раздымы, якія патрабуюць рассейвання цяпла і павінны адпавядаць строгім стандартам вогнеахоўнага пры выкарыстанні літый-іённых батарэй.
PolyOne, RTP і Celanese карыстаюцца велізарным попытам на шматфункцыянальныя злучэнні з усіх сегментаў рынку, якія забяспечваюць цеплаправоднасць і экранаванне ад электрамагнітных перашкод, больш высокі ўдар, вогнеўстойлівасць, электраізаляцыю і злучэнні з такімі функцыямі, як устойлівасць да ультрафіялету і тэрмальная стабільнасць.
Традыцыйныя метады фармавання не эфектыўныя для высокатэмпературных матэрыялаў.Фармоўшчыкі павінны разумець пэўныя ўмовы і параметры, каб вырашыць праблемы, часам выкліканыя высокатэмпературным ліццём пад ціскам.
Новае даследаванне паказвае, як тып і колькасць ПЭНП, змешанага з ЛПЭНП, уплываюць на перапрацоўку і трываласць/трываласць раздуўнай плёнкі.Дадзеныя паказаны для сумесяў, багатых ПВНП і ЛПЭНП.