Lengvas svoris, maža kaina, didelis smūgio stiprumas, formuojamumas ir pritaikymas individualiems poreikiams sparčiai skatina termoplastikų, padedančių vėsinti elektroniką, apšvietimą ir automobilių variklius, paklausą.#poliolefinas
„PolyOne“ šilumai laidūs junginiai naudojami automobilių ir E/E srityse, pavyzdžiui, LED apšvietime, aušintuvuose ir elektroniniuose korpusuose.
„Covestro“ „Makrolon“ terminių kompiuterių gaminiai apima LED lempų ir šilumos kriauklių klases.
RTP šilumai laidūs junginiai gali būti naudojami korpusuose, tokiuose kaip akumuliatorių dėžės, taip pat radiatoriai ir labiau integruoti šilumos išsklaidymo komponentai.
Elektros / elektronikos, automobilių, apšvietimo, medicinos įrangos ir pramoninių mašinų pramonės pirminės įrangos gamintojai jau daugelį metų domėjosi šilumai laidžiais termoplastais, nes jie ieško naujų sprendimų, skirtų pritaikymui, įskaitant radiatorius ir kitus šilumos išsklaidymo įrenginius, šviesos diodus.Dėklas ir akumuliatoriaus dėklas.
Pramonės tyrimai rodo, kad šios medžiagos auga dviženkliu greičiu, nes tai skatina naujas pritaikymas, pvz., visiškai elektrinės transporto priemonės, sudėtingi automobiliai ir dideli komerciniai LED apšvietimo komponentai.Termiškai laidus plastikas meta iššūkį tradicinėms medžiagoms, tokioms kaip metalai (ypač aliuminis) ir keramika, nes turi daug privalumų: plastikiniai junginiai yra lengvesni, pigesni, lengvai formuojami, pritaikomi ir gali suteikti daugiau pranašumų dėl šiluminio stabilumo. , Atsparumas smūgiams ir įbrėžimams bei atsparumas dilimui.
Priedai, gerinantys šilumos laidumą, yra grafitas, grafenas ir keraminiai užpildai, tokie kaip boro nitridas ir aliuminio oksidas.Jų naudojimo technologija taip pat tobulėja ir tampa vis ekonomiškesnė.Kita tendencija yra nebrangių inžinerinių dervų (tokių kaip nailonas 6 ir 66 ir PC) įvedimas į šilumai laidžius junginius, todėl dažniau naudojamos brangios medžiagos, tokios kaip PPS, PSU ir PEI, konkuruoja.
Dėl ko čia tas triukšmas?RTP šaltinis sakė: „Galimybė formuoti tinklines dalis, sumažinti dalių skaičių ir surinkimo žingsnius bei sumažinti svorį ir sąnaudas yra varomoji jėga, skatinanti naudoti šias medžiagas.„Tam tikroms reikmėms, pvz., elektriniams gaubtams ir komponentų perliejimui, dėmesys skiriamas gebėjimui perduoti šilumą tampant elektros izoliatoriumi.
BASF funkcinių medžiagų verslo elektroninės ir elektrinės transporto rinkodaros vadovė Dalia Naamani-Goldman pridūrė: „Šilumos laidumas sparčiai tampa elektroninių komponentų gamintojų ir automobilių originalios įrangos gamintojų rūpesčiu.Dėl technologinės pažangos ir erdvės apribojimų programos yra miniatiūrinės, todėl šiluminė. Galios kaupimas ir sklaida tapo dėmesio centre.Jei komponento plotas yra ribotas, sunku pridėti metalinį aušintuvą arba įdėti metalinį komponentą.
Naamani-Goldman paaiškino, kad aukštesnės įtampos programos skverbiasi į automobilius, o apdorojimo galios poreikis taip pat auga.Elektromobilių akumuliatorių blokuose metalo naudojimas šilumai išsklaidyti ir išsklaidyti padidina svorį, o tai yra nepopuliarus pasirinkimas.Be to, metalinės dalys, veikiančios dideliu galingumu, gali sukelti pavojingą elektros smūgį.Šilumai laidži, bet nelaidži plastikinė derva leidžia naudoti didesnę įtampą išlaikant elektros saugumą.
„Celanese“ lauko plėtros inžinierius Jamesas Milleris (2014 m. „Celanese“ įsigytas „Cool Polymers“ pirmtakas) teigė, kad elektrinių ir elektroninių komponentų, ypač elektrinių ir elektroninių komponentų elektrinėse transporto priemonėse, skaičius išaugo kartu su komponentų erdve. Ji tampa vis labiau perpildyta ir toliau mažėja.„Vienas veiksnys, ribojantis šių komponentų dydžio mažinimą, yra jų šilumos valdymo galimybės.Patobulinus šilumai laidžias pakavimo galimybes, įrenginiai tampa mažesni ir efektyvesni.
Milleris atkreipė dėmesį, kad galios elektroninėje įrangoje šilumai laidus plastikas gali būti perlietas arba supakuotas, o tai nėra metalo ar keramikos dizaino pasirinkimas.Šilumą generuojantiems medicinos prietaisams (pvz., medicinos prietaisams su kameromis ar kaitinimo komponentais) dėl šilumai laidžių plastikų dizaino lankstumo galima naudoti lengvesnę funkcinę pakuotę.
Jean-Paul Scheepens, „PolyOne“ specialiųjų inžinerinių medžiagų verslo generalinis direktorius, atkreipė dėmesį, kad automobilių ir E/E pramonė turi didžiausią šilumai laidžių junginių paklausą.Jis sakė, kad šie gaminiai gali patenkinti įvairius klientų ir pramonės poreikius, įskaitant išplėstą dizaino laisvę, leidžiančią projektuoti Padidėjęs paviršiaus plotas gali pagerinti šiluminį stabilumą.Termiškai laidūs polimerai taip pat suteikia lengvesnių variantų ir dalių konsolidavimą, pavyzdžiui, šilumos kriauklių ir korpusų integravimą į tą patį komponentą ir galimybę sukurti vieningesnę šilumos valdymo sistemą.Kitas teigiamas veiksnys yra geras ekonominis liejimo proceso efektyvumas.“
Joel Matsco, vyresnysis „Covestro“ polikarbonato rinkodaros vadovas, mano, kad šilumai laidus plastikas daugiausia skirtas automobiliams.„Turėdami apie 50% tankio pranašumą, jie gali žymiai sumažinti svorį.Tai taip pat gali būti taikoma elektromobiliams.Daugelyje akumuliatorių modulių šilumos valdymui vis dar naudojamas metalas, o kadangi daugumos modulių viduje yra daug pasikartojančių konstrukcijų, jie naudoja šilumos laidumą. Svoris, sutaupytas pakeitus metalus polimerais, greitai padidėjo.
Covestro taip pat pastebi tendenciją mažinti didelių komercinių apšvietimo komponentų svorį.Matsco pabrėžia: „35 svarų, o ne 70 svarų sveriantiems šviestuvams reikia mažesnės konstrukcijos ir montuotojams juos lengviau nešiotis ant pastolių.„Covestro“ taip pat turi elektroninių korpusų projektų, tokių kaip maršrutizatoriai, kuriuose plastikinės dalys veikia kaip konteineris ir užtikrina šilumos valdymą.Matsco sakė: „Visose rinkose, priklausomai nuo dizaino, galime sumažinti išlaidas iki 20 proc.“
„PolyOne's Sheepens's“ teigė, kad pagrindinės šilumos laidumo technologijos taikymas automobiliuose ir E/E apima LED apšvietimą, šilumos kriaukles ir elektronines važiuokles, tokias kaip pagrindinės plokštės, keitiklių dėžės ir energijos valdymo / saugos programos.Panašiai RTP šaltiniai mato, kad jo šilumai laidūs junginiai naudojami korpusuose ir šilumos kriauklėse, taip pat labiau integruoti šilumos išsklaidymo komponentai pramoninėje, medicinos ar elektroninėje įrangoje.
Matsco iš Covestro teigė, kad pagrindinis komercinio apšvietimo pritaikymas yra metalinių radiatorių keitimas.Panašiai auga aukščiausios klasės tinklo programų terminis valdymas maršrutizatoriuose ir bazinėse stotyse.BASF Naamani-Goldman konkrečiai pabrėžė, kad elektroniniai komponentai apima šynas, aukštos įtampos jungiamąsias dėžes ir jungtis, variklio izoliatorius ir priekinio bei galinio vaizdo kameras.
„Celanese“ Milleris teigė, kad šilumai laidus plastikas padarė didelę pažangą užtikrindamas 3D dizaino lankstumą, kad atitiktų aukštesnius LED apšvietimo šilumos valdymo reikalavimus.Jis pridūrė: „Automobilių apšvietime mūsų CoolPoly Thermally Conductive Polymer (TCP) leidžia naudoti plono profilio viršutinio apšvietimo korpusus ir aliuminio pakaitinius radiatorius išoriniams priekiniams žibintams.
„Celanese“ Milleris sakė, kad „CoolPoly TCP“ suteikia sprendimą augančiam automobilių priekiniam ekranui (HUD) – dėl ribotos prietaisų skydelio erdvės, oro srauto ir šilumos šiai programai reikalingas didesnis šilumos išsklaidymas nei vienodam apšvietimui.Šioje automobilio pozicijoje šviečia saulės šviesa.„Šilumui laidžio plastiko svoris yra lengvesnis nei aliuminio, todėl gali sumažėti smūgio ir vibracijos poveikis šiai transporto priemonės daliai, o tai gali iškraipyti vaizdą.
Akumuliatoriaus korpuse „Celanese“ rado novatorišką sprendimą naudodama „CoolPoly TCP D“ seriją, kuri gali užtikrinti šilumos laidumą be elektros laidumo ir taip atitikti gana griežtus naudojimo kokybės reikalavimus.Kartais šilumai laidžiame plastike esanti armavimo medžiaga riboja jo pailgėjimą, todėl „Celanese“ medžiagų ekspertai sukūrė nailono pagrindu pagamintą „CoolPoly TCP“, kuris yra kietesnis už įprastą klasę (100 MPa lenkimo stipris, 14 GPa lenkimo modulis, 9 kJ/m2). Charpy įpjovos smūgis), neprarandant šilumos laidumo ar tankio.
„CoolPoly TCP“ suteikia konvekcinio dizaino lankstumo ir gali atitikti daugelio programų, kuriose istoriškai naudojamas aliuminis, šilumos perdavimo reikalavimus.Jo liejimo privalumas yra tas, kad aliuminio liejiniai sunaudoja trečdalį aliuminio energijos, o tarnavimo laikas pailgėja šešis kartus.
Matsco of Covestro teigimu, automobilių sektoriuje pagrindinis tikslas yra pakeisti radiatorius priekinių žibintų moduliuose, rūko žibintų moduliuose ir galinių žibintų moduliuose.Aušintuvai, skirti LED tolimųjų ir artimųjų šviesų funkcijoms, LED šviesos vamzdžiai ir šviesos kreiptuvai, dienos žibintai (DRL) ir posūkio signalų žibintai – visa tai galima pritaikyti.
Matsco pažymėjo: „Viena iš pagrindinių „Makrolon“ terminio kompiuterio varomųjų jėgų yra galimybė tiesiogiai integruoti aušintuvo funkciją į apšvietimo komponentus (pvz., atšvaitus, rėmelius ir korpusus), o tai pasiekiama naudojant kelis įpurškimo būdus arba dvi komponentų metodai.„Per atšvaitą ir rėmą, paprastai pagamintą iš PC, pagerėjęs sukibimas gali būti matomas, kai šilumai laidus kompiuteris vėl užliejamas ant jo, kad būtų galima kontroliuoti šilumą, taip sumažinant tvirtinimo varžtų ar klijų poreikį.Paklausa.Tai sumažina dalių skaičių, pagalbines operacijas ir bendras sistemos lygio sąnaudas.Be to, elektromobilių srityje matome galimybes baterijų modulių šilumos valdymo ir palaikymo struktūroje.“
BASF Naamani-Goldman (Naamani-Goldman) taip pat teigė, kad akumuliatorių komponentai, tokie kaip akumuliatorių separatoriai, yra labai perspektyvūs.„Ličio jonų baterijos generuoja daug šilumos, tačiau jos turi būti pastovioje apie 65°C temperatūroje, kitaip jos suges arba suges.
Iš pradžių šilumai laidūs plastikiniai junginiai buvo pagaminti iš aukščiausios klasės inžinerinių dervų.Tačiau pastaraisiais metais didelį vaidmenį suvaidino partijos inžinerinės dervos, tokios kaip nailonas 6 ir 66, PC ir PBT.Covestro Matsco sakė: „Visa tai buvo rasta laukinėje gamtoje.Tačiau dėl sąnaudų atrodo, kad rinka daugiausia koncentruojasi į nailoną ir polikarbonatą.
Scheepensas teigė, kad nors PPS vis dar naudojamas labai dažnai, „PolyOne“ nailono 6 ir 66 bei PBT padaugėjo.
RTP teigė, kad nailonas, PPS, PBT, PC ir PP yra populiariausios dervos, tačiau, atsižvelgiant į taikymo iššūkį, galima naudoti daug geresnių termoplastikų, tokių kaip PEI, PEEK ir PPSU.RTP šaltinis sakė: „Pavyzdžiui, LED lempos aušintuvas gali būti pagamintas iš nailono 66 kompozicinės medžiagos, kad šilumos laidumas būtų iki 35 W/mK.Chirurginėms baterijoms, kurios turi atlaikyti dažną sterilizaciją, reikalingas PPSU.Elektros izoliacijos savybes ir sumažina drėgmės kaupimąsi.
Naamani-Goldman teigė, kad BASF turi keletą komercinių šilumai laidžių junginių, įskaitant 6 ir 66 klasių nailoną.„Mūsų medžiagos buvo naudojamos įvairiose srityse, tokiose kaip variklių korpusai ir elektros infrastruktūra.Kadangi mes ir toliau nustatome klientų poreikius šilumos laidumui, tai yra aktyvi plėtros sritis.Daugelis klientų nežino, kokio lygio jiems reikia Laidumo, todėl medžiagos turi būti pritaikytos konkrečioms reikmėms, kad jos būtų veiksmingos.
DSM Engineering Plastics neseniai pristatė Xytron G4080HR – 40 % stiklo pluoštu sustiprintą PPS, optimizuojantį elektromobilių šilumos valdymo sistemų veikimą.Jis sukurtas atsižvelgiant į terminio senėjimo savybes, atsparumą hidrolizei, matmenų stabilumą, cheminį atsparumą aukštai temperatūrai ir būdingą antipireną.
Remiantis pranešimais, ši medžiaga gali išlaikyti stiprumą nuo 6000 iki 10 000 valandų, kai nuolatinė darbo temperatūra viršija 130 °C.Atliekant naujausią 3000 valandų 135°C vandens/glikolio skysčio bandymą, Xytron G4080HR tempiamasis stipris padidėjo 114%, o pailgėjimas trūkimo metu padidėjo 63%, palyginti su lygiaverčiu produktu.
RTP teigė, kad pagal taikymo reikalavimus šilumos laidumui pagerinti gali būti naudojami bet kurie iš įvairių priedų, ir atkreipė dėmesį: „Populiariausi priedai ir toliau yra tokie priedai kaip grafitas, tačiau mes ieškojome naujų galimybių, tokių kaip grafenas ar nauji keraminiai priedai..sistema.
Pastarojo pavyzdį pernai inicijavo Huber Engineered Polymers Martinswerk Div ​​​​.Remiantis pranešimais, remiantis aliuminio oksidu ir naujomis migracijos tendencijomis (pvz., elektrifikavimu), Martoxid serijos priedų našumas yra geresnis nei kitų aliuminio oksido ir kitų laidžių užpildų.Martoksidas pagerinamas kontroliuojant dalelių dydžio pasiskirstymą ir morfologiją, kad būtų pagerintas sandarumas ir tankis bei unikalus paviršiaus apdorojimas.Remiantis pranešimais, jis gali būti naudojamas, kai užpildo kiekis viršija 60%, nepažeidžiant mechaninių ar reologinių savybių.Tai rodo puikų PP, TPO, nailono 6 ir 66, ABS, PC ir LSR potencialą.
Covestro Matsco teigė, kad tiek grafitas, tiek grafenas buvo plačiai naudojami, ir atkreipė dėmesį į tai, kad grafitas pasižymi palyginti mažomis sąnaudomis ir vidutiniu šilumos laidumu, o grafenas paprastai kainuoja daugiau, tačiau turi akivaizdžių šilumos laidumo pranašumų.Jis pridūrė: „Dažnai reikalingos šilumai laidžios, elektrą izoliuojančios (TC/EI) medžiagos, todėl dažniausiai naudojami tokie priedai kaip boro nitridas.Deja, tu nieko negausi.Šiuo atveju boro nitridas pagerina elektros izoliaciją, tačiau sumažėja šilumos laidumas.Be to, boro nitrido kaina gali būti labai didelė, todėl TC/EI turi tapti medžiaga, kuriai skubiai reikia įrodyti, kad sąnaudos didėja.
BASF Naamani-Goldman tai sako taip: „Iššūkis yra rasti pusiausvyrą tarp šilumos laidumo ir kitų reikalavimų;užtikrinti, kad medžiagas būtų galima efektyviai apdoroti dideliais kiekiais ir kad per daug nesumažėtų mechaninės savybės.Kitas iššūkis – sukurti sistemą, kurią būtų galima plačiai pritaikyti.Ekonomiškai efektyvus sprendimas“.
„PolyOne's Scheepens“ mano, kad tiek anglies pagrindu pagaminti užpildai (grafitas), tiek keraminiai užpildai yra perspektyvūs priedai, kurie, tikimasi, pasieks reikiamą šilumos laidumą ir subalansuos kitas elektrines ir mechanines savybes.
„Celanese's Miller“ teigė, kad bendrovė ištyrė įvairius priedus, kurie sujungia plačiausią pramonėje vertikaliai integruotų bazinių dervų pasirinkimą, kad būtų sukurtos patentuotos sudedamosios dalys, užtikrinančios šilumos laidumą. Diapazonas yra 0,4–40 W/mK.
Panašu, kad taip pat didėja daugiafunkcinių laidžių junginių, tokių kaip šilumos ir elektros laidumas arba šilumos ir antipireno, paklausa.
„Covestro“ „Matsco“ atkreipė dėmesį, kad kai bendrovė pristatė savo šilumai laidžius „Makrolon TC8030“ ir „TC8060“ kompiuterius, klientai iškart pradėjo klausti, ar iš jų galima pagaminti elektros izoliacines medžiagas.„Sprendimas nėra toks paprastas.Viskas, ką darome siekdami pagerinti EI, turės neigiamos įtakos TC.Dabar siūlome Makrolon TC110 polikarbonatą ir kuriame kitus sprendimus, kurie atitiktų šiuos reikalavimus.
BASF Naamani-Goldman teigė, kad įvairioms programoms reikalingas šilumos laidumas ir kitos charakteristikos, pvz., Akumuliatorių paketai ir aukštos įtampos jungtys, kuriems reikia šilumos išsklaidymo ir, naudojant ličio jonų baterijas, jie turi atitikti griežtus antipireno standartus.
„PolyOne“, „RTP“ ir „Celanese“ matė didžiulę daugiafunkcinių junginių paklausą visuose rinkos segmentuose ir užtikrina šilumos laidumą ir EMI ekranavimą, didesnį poveikį, atsparumą liepsnai, elektros izoliaciją ir junginius su tokiomis funkcijomis kaip atsparumas UV spinduliams ir terminis stabilumas.
Tradiciniai liejimo būdai nėra veiksmingi aukštos temperatūros medžiagoms.Formuotojai turi suprasti tam tikras sąlygas ir parametrus, kad išspręstų problemas, kartais kylančias dėl aukštos temperatūros liejimo įpurškimo.
Naujas tyrimas rodo, kaip LDPE, sumaišyto su LLDPE, tipas ir kiekis veikia pūstos plėvelės apdirbamumą ir stiprumą / kietumą.Duomenys pateikiami mišiniams, kuriuose gausu LDPE ir LLDPE.