Viegls svars, zemas izmaksas, augsta triecienizturība, formējamība un pielāgošana strauji veicina pieprasījumu pēc termoplastmasām, kas palīdz uzturēt vēsu elektroniku, apgaismojumu un automašīnu dzinējus.#poliolefīns
PolyOne siltumvadošos savienojumus izmanto automobiļu un E/E lietojumos, piemēram, LED apgaismojumā, siltuma izlietnēs un elektroniskajos korpusos.
Covestro Makrolon termālo datoru produkti ietver LED lampu un siltuma izlietņu kategorijas.
RTP siltumvadošos savienojumus var izmantot tādos korpusos kā akumulatoru kastes, kā arī radiatoros un vairāk integrētos siltuma izkliedes komponentos.
Oriģinālo iekārtu ražotāji elektrisko/elektronikas, automobiļu, apgaismojuma, medicīnas iekārtu un rūpniecisko iekārtu nozarēs jau daudzus gadus ir iecienījuši siltumvadošus termoplastus, jo viņi meklē jaunus risinājumus lietojumiem, tostarp radiatoriem un citām siltuma izkliedes ierīcēm, LED.Korpuss un akumulatora korpuss.
Nozares pētījumi liecina, ka šo materiālu pieauguma temps ir divciparu skaitlis, ko veicina jauni lietojumi, piemēram, pilnībā elektriski transportlīdzekļi, sarežģītas automašīnas un lieli komerciāli LED apgaismojuma komponenti.Termiski vadoša plastmasa ir izaicinājums tradicionālākiem materiāliem, piemēram, metāliem (īpaši alumīnijam) un keramikai, jo tiem ir daudz priekšrocību: plastmasas savienojumi ir vieglāki, lētāki, viegli formējami, pielāgojami un var nodrošināt vairāk priekšrocību termiskās stabilitātes ziņā. , Triecienizturība un izturība pret skrāpējumiem un nodilumizturība.
Piedevas, kas uzlabo siltumvadītspēju, ir grafīts, grafēns un keramikas pildvielas, piemēram, bora nitrīds un alumīnija oksīds.To izmantošanas tehnoloģija arī attīstās un kļūst rentablāka.Vēl viena tendence ir zemu izmaksu inženiertehnisko sveķu (piemēram, neilons 6 un 66 un PC) ieviešana siltumvadošos maisījumos, kas konkurē biežāk izmantotos augstas cenas materiālus, piemēram, PPS, PSU un PEI.
Par ko tā satraukums?RTP avots teica: "Šo materiālu ieviešanas virzītājspēki ir spēja veidot tīkla daļas, samazināt detaļu skaitu un montāžas posmus, kā arī samazināt svaru un izmaksas.""Noteiktiem lietojumiem, piemēram, elektriskiem korpusiem un komponentu pārveidošanai, uzmanība tiek pievērsta spējai nodot siltumu, kļūstot par elektrisko izolatoru."
BASF funkcionālo materiālu biznesa elektroniskā un elektriskā transporta mārketinga vadītāja Daļa Naamani-Goldmane piebilda: “Siltumvadītspēja strauji kļūst par problēmu, kas rada arvien lielākas bažas elektronisko komponentu ražotājiem un automobiļu oriģinālo iekārtu ražotājiem.Tehnoloģiju sasniegumu un telpas ierobežojumu dēļ lietojumprogrammas ir miniaturizētas un tāpēc termiskas. Enerģijas uzkrāšana un izplatīšana ir kļuvusi par uzmanības centrā.Ja komponenta nospiedums ir ierobežots, ir grūti pievienot metāla siltuma izlietni vai ievietot metāla detaļu.
Naamani-Goldman paskaidroja, ka augstāka sprieguma lietojumi iekļūst automašīnās, un pieaug arī pieprasījums pēc apstrādes jaudas.Elektrisko transportlīdzekļu akumulatoru komplektos metāla izmantošana siltuma izkliedēšanai un izkliedēšanai palielina svaru, kas ir nepopulāra izvēle.Turklāt metāla daļas, kas darbojas ar lielu jaudu, var izraisīt bīstamus elektriskās strāvas triecienus.Termiski vadoši, bet nevadoši plastmasas sveķi nodrošina lielāku spriegumu, vienlaikus saglabājot elektrisko drošību.
Celanese lauka izstrādes inženieris Džeimss Millers (Cool Polymers priekštecis, ko Celanese iegādājās 2014. gadā) sacīja, ka elektriskie un elektroniskie komponenti, īpaši elektriskie un elektroniskie komponenti elektriskajos transportlīdzekļos, ir pieaudzis līdz ar komponentu vietu. Tā kļūst arvien pārpildītāka un turpina sarukt."Viens faktors, kas ierobežo šo komponentu izmēru samazināšanu, ir to siltuma pārvaldības iespējas.Termiski vadošo iepakojuma iespēju uzlabojumi padara ierīces mazākas un efektīvākas.
Millers norādīja, ka jaudas elektroniskajās iekārtās termiski vadošās plastmasas var tikt pārlietas vai iepakotas, kas ir dizaina izvēle, kas nav pieejama metālos vai keramikā.Siltumu ģenerējošām medicīnas ierīcēm (piemēram, medicīnas ierīcēm ar kamerām vai kauterizācijas komponentiem) siltumvadošās plastmasas dizaina elastība ļauj izmantot vieglāku funkcionālo iepakojumu.
Žans Pols Šēpenss, PolyOne speciālo inženiermateriālu biznesa ģenerāldirektors, norādīja, ka automobiļu un E/E nozarēs ir vislielākais pieprasījums pēc siltumvadošiem savienojumiem.Viņš teica, ka šie produkti var apmierināt dažādas klientu un nozares vajadzības, tostarp paplašināt dizaina brīvību, nodrošinot dizainu. Palielināts virsmas laukums var uzlabot termisko stabilitāti.Termiski vadošie polimēri nodrošina arī vieglākas iespējas un daļu konsolidāciju, piemēram, siltuma izlietņu un korpusu integrēšanu vienā komponentā, kā arī iespēju izveidot vienotāku siltuma pārvaldības sistēmu.Vēl viens pozitīvs faktors ir iesmidzināšanas formēšanas procesa labā ekonomiskā efektivitāte.”
Džoels Matsko, Covestro vecākais polikarbonāta mārketinga vadītājs, uzskata, ka siltumvadītās plastmasas galvenokārt ir vērstas uz automobiļu lietojumiem.“Ar blīvuma priekšrocību aptuveni 50%, tie var ievērojami samazināt svaru.To var attiecināt arī uz elektriskajiem transportlīdzekļiem.Daudzi akumulatoru moduļi joprojām izmanto metālu siltuma pārvaldībai, un, tā kā lielākajā daļā moduļu iekšpusē tiek izmantotas daudzas atkārtotas struktūras, tie izmanto siltumvadītspēju. Svars, kas ietaupīts, aizstājot metālus ar polimēriem, ātri palielinājās.
Covestro arī saskata tendenci samazināt lielus komerciālos apgaismojuma komponentus.Matsko norāda: "35 mārciņas smagiem, nevis 70 mārciņām smagajiem gaismekļiem ir nepieciešama mazāka konstrukcija, un uzstādītājiem tos ir vieglāk nēsāt uz sastatnēm."Covestro ir arī elektroniski korpusu projekti, piemēram, maršrutētāji, kuros plastmasas daļas darbojas kā konteiners un nodrošina siltuma pārvaldību.Matsco teica: "Visos tirgos atkarībā no dizaina mēs varam samazināt izmaksas līdz pat 20%.
PolyOne's Sheepens's paziņoja, ka tās siltumvadītspējas tehnoloģijas galvenie pielietojumi automobiļos un elektroenerģijā ir LED apgaismojums, siltuma izlietnes un elektroniskās šasijas, piemēram, mātesplates, invertoru kastes un jaudas pārvaldības/drošības lietojumprogrammas.Līdzīgi RTP avoti redz tā siltumvadošos savienojumus, ko izmanto korpusos un siltuma izlietnēs, kā arī vairāk integrētus siltuma izkliedes komponentus rūpniecības, medicīnas vai elektroniskajās iekārtās.
Matsco no Covestro sacīja, ka galvenais komerciālā apgaismojuma pielietojums ir metāla radiatoru nomaiņa.Tāpat arī maršrutētājos un bāzes stacijās pieaug augstākās klases tīkla lietojumprogrammu termiskā pārvaldība.BASF Naamani-Goldman īpaši norādīja, ka elektroniskie komponenti ietver kopnes, augstsprieguma sadales kārbas un savienotājus, motora izolatorus un priekšējā un aizmugurējā skata kameras.
Celanese's Miller teica, ka termiski vadošās plastmasas ir guvušas lielus panākumus, nodrošinot 3D dizaina elastību, lai atbilstu augstākām siltuma pārvaldības prasībām LED apgaismojumam.Viņš piebilda: "Automobiļu apgaismojumā mūsu CoolPoly termiski vadošais polimērs (TCP) ļauj izmantot plāna profila augšējā apgaismojuma korpusus un alumīnija rezerves radiatorus ārējiem priekšējiem lukturiem."
Celanese's Millers teica, ka CoolPoly TCP nodrošina risinājumu augošajam automobiļu priekšējam displejam (HUD) — ierobežotās informācijas paneļa vietas, gaisa plūsmas un siltuma dēļ šai lietojumprogrammai ir nepieciešama lielāka siltuma izkliede nekā vienmērīgam apgaismojumam.Saules gaisma spīd uz šo automašīnas pozīciju."Siltumvadošās plastmasas svars ir vieglāks nekā alumīnija, kas var samazināt triecienu un vibrācijas ietekmi uz šo transportlīdzekļa daļu, kas var izraisīt attēla kropļojumus."
Akumulatora korpusā Celanese ir atradis inovatīvu risinājumu, izmantojot CoolPoly TCP D sēriju, kas var nodrošināt siltumvadītspēju bez elektrovadītspējas, tādējādi izpildot salīdzinoši stingras lietošanas kvalitātes prasības.Dažkārt stiegrojuma materiāls siltumvadītajā plastmasā ierobežo tā pagarinājumu, tāpēc Celanese materiālu eksperti ir izstrādājuši uz neilona bāzes izgatavotu CoolPoly TCP, kas ir stingrāka nekā parastā (100 MPa lieces izturība, 14 GPa lieces modulis, 9 kJ/m2 Šarpi iecirtuma trieciens), nezaudējot siltumvadītspēju vai blīvumu.
CoolPoly TCP nodrošina elastību konvekcijas projektēšanā un var apmierināt daudzu lietojumu siltuma pārneses prasības, kurās vēsturiski ir izmantots alumīnijs.Tās iesmidzināšanas lējuma priekšrocība ir tāda, ka alumīnija presliejumi patērē vienu trešdaļu no alumīnija enerģijas, un kalpošanas laiks tiek pagarināts sešas reizes.
Saskaņā ar Matsco of Covestro teikto, automobiļu nozarē galvenais pielietojums ir radiatoru nomaiņa priekšējo lukturu moduļos, miglas lukturu moduļos un aizmugurējo lukturu moduļos.Siltuma izlietnes LED tālās un tuvās gaismas funkcijām, LED gaismas caurules un gaismas vadotnes, dienas gaitas gaismas (DRL) un pagrieziena signālu lukturi ir visi iespējamie pielietojumi.
Matsco norādīja: "Viens no galvenajiem Makrolon termiskā datora virzītājspēkiem ir spēja tieši integrēt siltuma izlietnes funkciju apgaismojuma komponentos (piemēram, atstarotājos, rāmjos un korpusos), kas tiek panākts ar vairāku iesmidzināšanas vai divu veidu iesmidzināšanu. komponentu metodes."Izmantojot atstarotāju un rāmi, kas parasti ir izgatavots no datora, uzlabotā saķere ir redzama, kad uz tā tiek uzliets siltumvadošais dators, lai kontrolētu siltumu, tādējādi samazinot nepieciešamību pēc stiprinājuma skrūvēm vai līmvielām.Pieprasījums.Tas samazina detaļu skaitu, palīgdarbības un kopējās sistēmas līmeņa izmaksas.Turklāt elektrisko transportlīdzekļu jomā mēs redzam iespējas akumulatoru moduļu siltuma pārvaldībā un atbalsta struktūrā.
BASF Naamani-Goldman (Naamani-Goldman) arī norādīja uz elektriskajiem transportlīdzekļiem, ka akumulatoru komplekta komponenti, piemēram, akumulatoru separatori, ir ļoti daudzsološi."Litija jonu akumulatori rada daudz siltuma, taču tiem ir jāatrodas pastāvīgā vidē, kas ir aptuveni 65 ° C, pretējā gadījumā tie sabojāsies vai sabojāsies."
Sākotnēji siltumvadošu plastmasas savienojumu pamatā bija augstākās klases inženiertehniskie sveķi.Taču pēdējos gados liela nozīme ir bijusi sērijveida inženierijas sveķiem, piemēram, neilonam 6 un 66, personālajiem datoriem un PBT.Kovestro Matsco teica: "Tas viss ir atrasts savvaļā.Tomēr izmaksu apsvērumu dēļ šķiet, ka tirgus galvenokārt ir koncentrēts uz neilonu un polikarbonātu.
Scheepens teica, ka, lai gan PPS joprojām tiek izmantots ļoti bieži, PolyOne neilons 6 un 66 un PBT ir palielinājušies.
RTP paziņoja, ka neilons, PPS, PBT, PC un PP ir vispopulārākie sveķi, taču atkarībā no pielietojuma izaicinājuma var izmantot daudzas augstākas veiktspējas termoplastmasas, piemēram, PEI, PEEK un PPSU.RTP avots teica: “Piemēram, LED lampas siltuma izlietne var būt izgatavota no neilona 66 kompozītmateriāla, lai nodrošinātu siltumvadītspēju līdz 35 W/mK.Ķirurģiskajām baterijām, kurām jāiztur biežas sterilizācijas, ir nepieciešama PPSU.Elektroizolācijas īpašības un samazina mitruma uzkrāšanos.
Naamani-Goldman teica, ka BASF ir vairāki komerciāli siltumvadoši savienojumi, tostarp neilons 6 un 66.“Mūsu materiāli ir izmantoti ražošanā dažādos lietojumos, piemēram, motoru korpusos un elektriskās infrastruktūras jomā.Tā kā mēs turpinām noteikt klientu vajadzības pēc siltumvadītspējas, šī ir aktīva attīstības joma.Daudzi klienti nezina, kāds līmenis viņiem ir nepieciešams vadītspēja, tāpēc materiāli ir jāpielāgo konkrētiem lietojumiem, lai tie būtu efektīvi.
DSM Engineering Plastics nesen laida klajā Xytron G4080HR — ar 40% stikla šķiedru pastiprinātu PPS, kas optimizē elektrisko transportlīdzekļu siltuma pārvaldības sistēmu veiktspēju.Tas ir izstrādāts ar termiskās novecošanas īpašībām, hidrolīzes pretestību, izmēru stabilitāti, ķīmisko izturību augstās temperatūrās un raksturīgu liesmas slāpētāju.
Saskaņā ar ziņojumiem šis materiāls var uzturēt izturību no 6000 līdz 10 000 stundām nepārtrauktā darba temperatūrā, kas pārsniedz 130 °C.Pēdējā 3000 stundu 135°C ūdens/glikola šķidruma testā Xytron G4080HR stiepes izturība palielinājās par 114%, un pārrāvuma pagarinājums palielinājās par 63%, salīdzinot ar līdzvērtīgu produktu.
RTP norādīja, ka atbilstoši pielietojuma prasībām siltumvadītspējas uzlabošanai var izmantot jebkuru no dažādām piedevām, un norādīja: “Populārākās piedevas joprojām ir tādas piedevas kā grafīts, taču mēs esam pētījuši jaunas iespējas, piemēram, grafēnu vai jaunas keramikas piedevas..sistēmu.
Pēdējo piemēru pagājušajā gadā ierosināja Martinswerk Div ​​​​no Huber Engineered Polymers.Saskaņā ar ziņojumiem, pamatojoties uz alumīnija oksīdu un jaunām migrācijas tendencēm (piemēram, elektrifikāciju), Martoxid sērijas piedevu veiktspēja ir labāka nekā citām alumīnija oksīda un citām vadošām pildvielām.Martoxid tiek uzlabots, kontrolējot daļiņu izmēru sadalījumu un morfoloģiju, lai nodrošinātu uzlabotu blīvumu un blīvumu un unikālu virsmas apstrādi.Saskaņā ar ziņojumiem to var izmantot ar pildījuma daudzumu, kas pārsniedz 60%, neietekmējot mehāniskās vai reoloģiskās īpašības.Tas parāda izcilu potenciālu PP, TPO, neilona 6 un 66, ABS, PC un LSR.
Covestro Matsco teica, ka gan grafīts, gan grafēns ir plaši izmantoti, un norādīja, ka grafītam ir salīdzinoši zemas izmaksas un mērena siltumvadītspēja, savukārt grafēns parasti maksā vairāk, bet tam ir acīmredzamas siltumvadītspējas priekšrocības.Viņš piebilda: “Bieži vien ir nepieciešami siltumvadoši, elektriski izolējoši (TC/EI) materiāli, un tieši šeit ir izplatītas tādas piedevas kā bora nitrīds.Diemžēl jūs neko nesaņemat.Šajā gadījumā bora nitrīds nodrošina Tiek uzlabota elektriskā izolācija, bet samazināta siltumvadītspēja.Turklāt bora nitrīda izmaksas var būt ļoti augstas, tāpēc TC/EI jākļūst par materiāla veiktspēju, kam steidzami jāpierāda izmaksu pieaugums.
BASF Naamani-Goldman to saka šādi: “Izaicinājums ir panākt līdzsvaru starp siltumvadītspēju un citām prasībām;lai nodrošinātu, ka materiālus var efektīvi apstrādāt lielos daudzumos un lai mehāniskās īpašības pārāk nesamazinātos.Vēl viens izaicinājums ir izveidot sistēmu, ko var plaši izmantot.Rentabls risinājums.”
PolyOne's Scheepens uzskata, ka gan uz oglekli balstītas pildvielas (grafīts), gan keramiskās pildvielas ir daudzsološas piedevas, kas sagaida vajadzīgo siltumvadītspēju un līdzsvaros citas elektriskās un mehāniskās īpašības.
Celanese's Miller teica, ka uzņēmums ir izpētījis dažādas piedevas, kas apvieno nozarē visplašāko vertikāli integrēto bāzes sveķu izvēli, lai nodrošinātu patentētas sastāvdaļas, kas nodrošina siltumvadītspēju. Diapazons ir 0,4-40 W/mK.
Šķiet, ka palielinās arī pieprasījums pēc daudzfunkcionāliem vadošiem savienojumiem, piemēram, siltuma un elektriskās vadītspējas vai siltuma un liesmas slāpētājiem.
Covestro uzņēmums Matsco norādīja, ka tad, kad uzņēmums laida klajā savus siltumvadītos Makrolon TC8030 un TC8060 PC, klienti nekavējoties sāka jautāt, vai no tiem var izgatavot elektroizolācijas materiālus.“Risinājums nav tik vienkāršs.Viss, ko mēs darām, lai uzlabotu EI, negatīvi ietekmēs TC.Tagad mēs piedāvājam Makrolon TC110 polikarbonātu un izstrādājam citus risinājumus, kas atbilst šīm prasībām.
BASF Naamani-Goldman teica, ka dažādiem lietojumiem ir nepieciešama siltumvadītspēja un citi parametri, piemēram, akumulatoru bloki un augstsprieguma savienotāji, kuriem visiem ir nepieciešama siltuma izkliedēšana un tiem jāatbilst stingriem liesmas slāpēšanas standartiem, lietojot litija jonu akumulatorus.
PolyOne, RTP un Celanese ir piedzīvojuši milzīgu pieprasījumu pēc daudzfunkcionāliem savienojumiem no visiem tirgus segmentiem, un tie nodrošina siltumvadītspēju un EMI aizsardzību, lielāku triecienu, liesmas slāpēšanu, elektrisko izolāciju un savienojumus ar tādām funkcijām kā UV izturība un termiskā stabilitāte.
Tradicionālās liešanas metodes nav efektīvas augstas temperatūras materiāliem.Formētājiem ir jāsaprot noteikti nosacījumi un parametri, lai atrisinātu problēmas, ko dažkārt izraisa augstas temperatūras iesmidzināšana.
Jauns pētījums parāda, kā LDPE, kas sajaukts ar LLDPE, veids un daudzums ietekmē pūšamās plēves apstrādājamību un izturību / stingrību.Dati ir parādīti maisījumiem, kas bagāti ar LDPE un LLDPE.