Мала тежина, ниска цена, висока отпорност на удар, могућност обликовања и прилагођавање брзо подстичу потражњу за термопластиком, која помаже да електроника, осветљење и мотори аутомобила буду хладни.#Полиолефин
ПолиОне-ова топлотно проводљива једињења се користе у аутомобилским и Е/Е апликацијама, као што су ЛЕД осветљење, хладњаци и електронска кућишта.
Цовестро-ови Макролон термални ПЦ производи укључују разреде за ЛЕД лампе и хладњаке.
РТП-ова топлотно проводљива једињења се могу користити у кућиштима као што су кутије за батерије, као и радијатори и интегрисаније компоненте за расипање топлоте.
Произвођачи оригиналне опреме у индустрији електричне/електронике, аутомобилске индустрије, осветљења, медицинске опреме и индустријских машина су већ дуги низ година заинтересовани за термо проводљиву термопластику јер траже нова решења за апликације укључујући радијаторе и друге уређаје за расипање топлоте, ЛЕД диоде.Кућиште и кућиште за батерију.
Индустријска истраживања показују да ови материјали расту двоцифреном брзином, потакнути новим апликацијама као што су потпуно електрична возила, сложени аутомобили и велике комерцијалне компоненте ЛЕД осветљења.Топлотно проводљива пластика представља изазов за традиционалније материјале, као што су метали (посебно алуминијум) и керамика, јер имају много предности: пластична једињења су лакша по тежини, нижа цена, лака за формирање, прилагодљива и могу пружити више предности у термичкој стабилности , Чврстоћа на удар и отпорност на огреботине и отпорност на хабање.
Адитиви који побољшавају топлотну проводљивост укључују графит, графен и керамичка пунила као што су бор нитрид и глиница.Технологија за њихову употребу такође напредује и постаје исплативија.Други тренд је увођење јефтиних инжењерских смола (као што су најлон 6 и 66 и ПЦ) у термички проводљива једињења, што ставља у конкуренцију најчешће коришћене материјале високе цене као што су ППС, ПСУ и ПЕИ.
Због чега је сва фрка?Извор у РТП-у је рекао: „Могућност формирања мрежастих делова, смањење броја делова и корака монтаже и смањење тежине и трошкова су све покретачке снаге за усвајање ових материјала.„За одређене примене, као што су електрична кућишта и преливање компоненти, способност преноса топлоте када се постане електрични изолатор је у фокусу пажње.
Далиа Наамани-Голдман, менаџер маркетинга електронског и електричног транспорта у БАСФ-овом пословању са функционалним материјалима, додала је: „Топлотна проводљивост убрзано постаје питање све веће бриге за произвођаче електронских компоненти и ОЕМ произвођаче аутомобила.Због технолошког напретка и ограничења простора, апликације су минијатуризоване, а самим тим и термичке. Акумулација и ширење снаге су постали фокус пажње.Ако је отисак компоненте ограничен, тешко је додати метални хладњак или уметнути металну компоненту.
Наамани-Голдман је објаснила да апликације вишег напона продиру у аутомобиле, а потражња за процесорском снагом такође расте.У батеријама за електрична возила, употреба метала за распршивање и одвођење топлоте повећава тежину, што је непопуларан избор.Поред тога, метални делови који раде великом снагом могу изазвати опасне струјне ударе.Топлотно проводљива, али непроводна пластична смола омогућава веће напоне уз одржавање електричне сигурности.
Целанесе-ов инжењер развоја терена Џејмс Милер (претходник Цоол Полимерс-а који је Целанесе купио 2014. године) рекао је да су електричне и електронске компоненте, посебно електричне и електронске компоненте у електричним возилима, порасле са простором компоненти. Постаје све претрпан и наставља да се смањује.„Један фактор који ограничава смањење величине ових компоненти је њихова способност управљања топлотом.Побољшања у термо проводљивим опцијама паковања чине уређаје мањим и ефикаснијим."
Милер је истакао да у енергетској електронској опреми, топлотно проводљива пластика може бити преливена или упакована, што је избор дизајна који није доступан у металима или керамици.За медицинске уређаје који стварају топлоту (као што су медицински уређаји са камерама или компонентама за каутеризацију), флексибилност дизајна топлотно проводљиве пластике омогућава функционално паковање мање тежине.
Јеан-Паул Сцхеепенс, генерални директор ПолиОне-овог пословања са специјалним инжењерским материјалима, истакао је да аутомобилска и Е/Е индустрија имају највећу потражњу за топлотно проводљивим једињењима.Рекао је да ови производи могу задовољити различите потребе купаца и индустрије, укључујући проширену слободу дизајна, омогућавајући дизајн. Повећана површина може побољшати термичку стабилност.Термички проводљиви полимери такође пружају лакше опције и консолидацију делова, као што је интеграција хладњака и кућишта у исту компоненту, као и могућност стварања јединственијег система управљања топлотом.Добра економска ефикасност процеса бризгања је још један позитиван фактор.”
Јоел Матсцо, виши менаџер маркетинга за поликарбонат у Цовестру, верује да је топлотно проводљива пластика углавном фокусирана на аутомобилске апликације.„Са предношћу густине од око 50%, они могу значајно смањити тежину.Ово се такође може проширити на електрична возила.Многи модули батерија и даље користе метал за управљање топлотом, а пошто већина модула користи многе структуре које се понављају унутра, они користе топлотну проводљивост. Тежина уштеђена заменом метала полимерима брзо се повећала.”
Цовестро такође види тренд смањења тежине великих компоненти комерцијалног осветљења.Матсцо истиче: „Светла од 35 фунти уместо 70 фунти са високим слојем светла захтевају мање структуре и инсталатерима их је лакше да носе на скелама.Цовестро такође има пројекте електронских кућишта као што су рутери, у којима пластични делови делују као контејнер и обезбеђују управљање топлотом.Матсцо је рекао: „На свим тржиштима, у зависности од дизајна, такође можемо смањити трошкове до 20%.“
ПолиОне'с Схеепенс'с је навео да кључне примене његове технологије топлотне проводљивости у аутомобилској индустрији и Е/Е укључују ЛЕД осветљење, хладњаке и електронске шасије, као што су матичне плоче, инвертерске кутије и апликације за управљање напајањем/безбедношћу.Слично, РТП извори виде да се његова топлотно проводљива једињења користе у кућиштима и хладњацима, као и интегрисаније компоненте за расипање топлоте у индустријској, медицинској или електронској опреми.
Матсцо из Цовестра је рекао да је главна примена комерцијалног осветљења замена металних радијатора.Слично, термално управљање врхунским мрежним апликацијама такође расте у рутерима и базним станицама.БАСФ-ов Наамани-Голдман је посебно истакао да електронске компоненте укључују сабирнице, високонапонске разводне кутије и конекторе, изолаторе мотора и предње и задње камере.
Милер из Целанесе-а је рекао да је топлотно проводљива пластика направила велики напредак у обезбеђивању флексибилности 3Д дизајна како би испунила веће захтеве за управљање топлотом за ЛЕД осветљење.Додао је: „У аутомобилском осветљењу, наш ЦоолПоли термички проводни полимер (ТЦП) омогућава употребу танкопрофилних кућишта горње расвете и алуминијумских резервних радијатора за спољне фарове.
Милер из Целанесе-а је рекао да ЦоолПоли ТЦП пружа решење за растући аутомобилски хеад-уп дисплеј (ХУД) – због ограниченог простора на инструмент табли, протока ваздуха и топлоте, ова апликација захтева веће расипање топлоте од униформног осветљења.Сунчева светлост обасјава ову позицију аутомобила.„Тежина топлотно проводљиве пластике је лакша од алуминијума, што може смањити утицај удара и вибрација на овај део возила, што може изазвати изобличење слике.
У кућишту батерије, Целанесе је пронашао иновативно решење кроз ЦоолПоли ТЦП Д серију, које може да обезбеди топлотну проводљивост без електричне проводљивости, чиме испуњава релативно строге захтеве квалитета примене.Понекад, ојачавајући материјал у топлотно проводљивој пластици ограничава њено издуживање, тако да су стручњаци за материјале Целанесе развили ЦоолПоли ТЦП на бази најлона, који је чвршћи од типичне класе (чврстоћа на савијање 100 МПа, модул савијања 14 ГПа, 9 кЈ/м2 Шарпијев зарез) без жртвовања топлотне проводљивости или густине.
ЦоолПоли ТЦП пружа флексибилност у дизајну конвекције и може да испуни захтеве за пренос топлоте многих апликација које су раније користиле алуминијум.Предност његовог бризгања је што алуминијумски ливени под притиском троше једну трећину енергије алуминијума, а животни век се продужава шест пута.
Према Матсцу из Цовестра, у аутомобилском сектору, главна примена је замена радијатора у модулима предњих светала, модулима светла за маглу и модулима задњих светала.Хладњаци за функције ЛЕД дугих и кратких светала, ЛЕД светлосне цеви и светлосни водичи, дневна светла (ДРЛ) и показивачи правца су све потенцијалне примене.
Матсцо је истакао: „Једна од главних покретачких снага Макролон термалног рачунара је способност да се директно интегрише функција хладњака у компоненте осветљења (као што су рефлектори, оквири и кућишта), што се постиже вишеструким бризгањем или два- компонентне методе.„Преко рефлектора и оквира који су обично направљени од ПЦ-а, побољшана адхезија се може видети када се топлотно проводљиви ПЦ поново обликује на њега да контролише топлоту, чиме се смањује потреба за завртњима за причвршћивање или лепком.Потражња.Ово смањује број делова, помоћних операција и укупне трошкове на нивоу система.Поред тога, у области електричних возила, видимо могућности у термичком управљању и структури подршке батеријских модула.”
БАСФ-ов Наамани-Голдман (Наамани-Голдман) је такође изјавио у електричним возилима да су компоненте батеријског пакета као што су сепаратори батерија веома обећавајуће.„Литијум-јонске батерије генеришу много топлоте, али морају бити у сталном окружењу од око 65°Ц, иначе ће се деградирати или отказати.
У почетку су термички проводљива пластична једињења била заснована на врхунским инжењерским смолама.Али последњих година, смоле за серијско инжењерство као што су најлон 6 и 66, ПЦ и ПБТ су одиграле велику улогу.Матцо из Цовестра је рекао: „Све ово је пронађено у дивљини.Међутим, из разлога трошкова, чини се да је тржиште углавном концентрисано на најлон и поликарбонат.
Сцхеепенс је рекао да иако се ППС и даље често користи, ПолиОне-ов најлон 6 и 66 и ПБТ су порасли.
РТП је навео да су најлон, ППС, ПБТ, ПЦ и ПП најпопуларније смоле, али у зависности од изазова примене, могу се користити многи термопласти високих перформанси као што су ПЕИ, ПЕЕК и ППСУ.Извор РТП-а је рекао: „На пример, хладњак ЛЕД лампе може бити направљен од најлон 66 композитног материјала како би се обезбедила топлотна проводљивост до 35 В/мК.За хируршке батерије које морају да издрже честу стерилизацију, потребан је ППСУ.Електрична изолациона својства и смањују акумулацију влаге.”
Наамани-Голдман је рекао да БАСФ има неколико комерцијалних топлотно проводљивих једињења, укључујући најлон 6 и 66 разреда.„Употреба наших материјала је стављена у производњу у разним применама као што су кућишта мотора и електрична инфраструктура.Како настављамо да утврђујемо потребе купаца за топлотном проводљивошћу, ово је активна област развоја.Многи купци не знају који ниво им је потребан за проводљивост, тако да материјали морају бити прилагођени специфичним применама да би били ефикасни."
ДСМ Енгинееринг Пластицс је недавно лансирао Кситрон Г4080ХР, 40% ППС ојачан стакленим влакнима који оптимизује перформансе система управљања топлотом електричних возила.Дизајниран је са својствима термичког старења, отпорношћу на хидролизу, стабилношћу димензија, хемијском отпорношћу на високим температурама и инхерентном отпорношћу на пламен.
Према извештајима, овај материјал може да одржи снагу од 6000 до 10,000 сати на континуираној радној температури која прелази 130°Ц.У последњем 3000-часовном тесту воде/гликол течности од 135°Ц, затезна чврстоћа Кситрон Г4080ХР је порасла за 114%, а издужење при прекиду је порасло за 63% у поређењу са еквивалентним производом.
РТП је навео да се у складу са захтевима примене, било који од разних адитива може користити за побољшање топлотне проводљивости, и истакао: „Најпопуларнији адитиви су и даље адитиви као што је графит, али ми истражујемо нове опције као што су графен или нови керамички адитиви..систем.”
Пример овог другог покренуо је прошле године Мартинсверк Див из Хубер Енгинееред Полимерс.Према извештајима, заснованим на глиници, и за нове трендове миграције (као што је електрификација), перформансе адитива из Мартокид серије су боље од других глиница и других проводних пунила.Мартоксид је побољшан контролом дистрибуције величине честица и морфологије како би се обезбедило побољшано паковање и густина и јединствен површински третман.Према извештајима, може се користити са количином пуњења која прелази 60% без утицаја на механичка или реолошка својства.Показује одличан потенцијал у ПП, ТПО, најлону 6 и 66, АБС, ПЦ и ЛСР.
Цовестроов Матсцо је рекао да су и графит и графен нашироко коришћени, и истакао да графит има релативно ниску цену и умерену топлотну проводљивост, док графен обично кошта више, али има очигледне предности топлотне проводљивости.Он је додао: „Често постоји потреба за топлотно проводљивим, електрично изолационим (ТЦ/ЕИ) материјалима, а ту су уобичајени адитиви као што је бор нитрид.Нажалост, не добијате ништа.У овом случају, бор нитрид обезбеђује побољшана електрична изолација, али је смањена топлотна проводљивост.Штавише, цена бор нитрида може бити веома висока, тако да ТЦ/ЕИ мора постати материјална перформанса која хитно треба да докаже повећање трошкова.
БАСФ-ов Наамани-Голдман то каже овако: „Изазов је успоставити равнотежу између топлотне проводљивости и других захтева;како би се осигурало да се материјали могу ефикасно обрађивати у великим количинама и да механичка својства не падају превише.Други изазов је стварање система који може бити широко прихваћен.Исплативо решење.”
ПолиОне'с Сцхеепенс верује да су пунила на бази угљеника (графит) и керамичка пунила обећавајући адитиви од којих се очекује да постигну потребну топлотну проводљивост и уравнотеже друга електрична и механичка својства.
Милер из Целанесе-а је рекао да је компанија истражила низ адитива који комбинују најшири избор вертикално интегрисаних базних смола у индустрији да би се обезбедили власнички састојци који чине топлотну проводљивост. Опсег је 0,4-40 В/мК.
Чини се да расте и потражња за мултифункционалним проводним једињењима као што су топлотна и електрична проводљивост или успоривачи топлоте и пламена.
Матсцо из Цовестра је истакао да када је компанија лансирала своје топлотно проводљиве Макролон ТЦ8030 и ТЦ8060 ПЦ, купци су одмах почели да се питају да ли се од њих могу направити електрични изолациони материјали.„Решење није тако једноставно.Све што урадимо да побољшамо ЕИ ће имати негативан утицај на ТЦ.Сада нудимо Макролон ТЦ110 поликарбонат и развијамо друга решења за испуњавање ових захтева.”
Наамани-Голдман из БАСФ-а рекао је да различите примене захтевају топлотну проводљивост и друге карактеристике, као што су батерије и високонапонски конектори, који сви захтевају дисипацију топлоте и морају испуњавати строге стандарде за успоравање пламена када се користе литијум-јонске батерије.
ПолиОне, РТП и Целанесе су видели огромну потражњу за мултифункционалним једињењима из свих сегмената тржишта, и обезбеђују топлотну проводљивост и ЕМИ заштиту, већи удар, отпорност на пламен, електричну изолацију и једињења са функцијама као што су УВ отпорност и термичка стабилност.
Традиционалне технике обликовања нису ефикасне за материјале на високим температурама.Машине за калупљење треба да разумеју одређене услове и параметре да би решили проблеме који понекад изазивају високотемпературно бризгање.
Нова студија показује како врста и количина ЛДПЕ помешаног са ЛЛДПЕ утиче на обрадивост и чврстоћу/жилавост дуваног филма.Приказани су подаци за мешавине богате ЛДПЕ и ЛЛДПЕ.