1. 什么是导热塑料

导热塑料是利用导热填料对高分子基体材料进行均匀填充，以提高其导热性能。导热性能的好坏主要用导热系数（单位：W/m.k）来衡量。

（塑料的绝缘性好，但塑料的导热系数小，一般在0.15~0.45W/m•k。）

导热塑料具有以下特点：

1) 更加美观，可以根据需要添加颜色

2) 重量轻，比铝材轻40-50%

3) 成型加工方便，无需二次加工

4) 产品设计自由度高

2. 导热塑料的基料及填料

导热塑料分为两大类：导热导电塑料和导热绝缘塑料。导热塑料主要成分包括基体材料和填料。基体材料包括PPS、PA6/PA66、LCP、TPE、PC、PP、PPA、PEEK等；填料包括AlN、SiC、Al2O3、石墨、纤维状高导热碳粉、鳞片状高导热碳粉等。

3. 导热塑料的用途

导热塑料主要用在要求有一定的散热性能，但又要求控制成本、要求轻量化或者要求具备绝缘性以的场合。主要用于散热器、LED灯具外壳、要求一定散热性能的产品外壳。

4. 影响散热的因素

总热量散失是三种热传递总和，而导热系数只是针导热材料传导途径散失热量的速度；塑料的热容量小，受热可以更迅速的将热量传到空气中；故导热塑料的导热系数并不能作为散热效率的唯一依据，良好的模具设计同样是至关重要的。

5. 材料本身的影响

导热高分子复合材料的导热性能最终取决于填料及其在高分子基体中的分布情况。当填料含量较少时，其对材料导热性能的贡献不大；当填料含量过多时，复合材料的力学性能受到影响。当填料含量增至某一值时，填料之间相互作用并在体系中形成类似网状和链状的导热网链，当导热网链的方向与热流方向一致时，热阻最小、导热性能最好；反之最差。

1) 填充效果的好坏主要取决：

2) 聚合物基体的种类、特性；

3) 填料的形状、粒径、尺寸分布；

4) 填料与基体的界面结合特性及两相的相互作用，方法有：利用一定长径比的粒径、晶须形成连续的导热网链；选用不同粒径的组合，达到较高填充致密度；利用偶联剂改善填料与基体的界面以减少界面的热阻等

6. 选择导热塑料需要关注的因素

（由于导热塑料在灯具行业用得比较多，就以灯具行业为例进行说明）

6.1 认证

是否具备 RoHS, UL 认证，对出口欧美市场，将是非常关键的因素。而RoHS, UL 证书的颁发机构，事实上也对材料做了一个初步的筛选工作，这对很多厂家来说，在不太熟悉导热塑料这种新材料的情况下，可以通过检测机构的认证来更多了解导热塑料。值得注意的是，UL认证编号是可以通过网络进行查询，其真实性是比较可信的。

6.2 材料所需加工设备

导热塑料有热塑性和热固性之分。绝大多数的导热塑料是热塑性原料，这样的材料可用传统的普通注塑机生产，如果是原来做节能灯的厂家本身拥有大量的注塑机，可以继续沿用下去。另外一种习惯做法是，把注塑环节外包给专业注塑公司，在自有生产能力不足的情况下，可以轻松借道外协厂扩大产能。

反之，如果导热塑料为类似酚醛树脂的热固性材料，将不能使用普通注塑机，必须使用专用热固型塑料注塑机，额外的设备费用将会大大增加成本。而且一旦自有注塑产能不足，比较难找到合适的外协注塑厂。

从实际操作来看，热塑性材料的成型周期要比热固性材料短，这也意味加工成本会有所降低。

6.3 材料的颜色

通常导热塑料中是一定的基材（比如PC,PPS, PA）基础上添加助剂合成的，这些导热助剂通常是深色材料，而最终的客户需求通常是以白色为主，如果不能提供合格的白色原料，可能导致注塑成型后多加一道喷漆工艺，从而增加成本支出。

6.4 导热系数

作为关键技术指标，目前各个厂家的材料，导热系数是最受用户关注的。而测试导热系数的技术标准却各不相同，有ASTM E 5470、ASTM E 1530、ASTM E1461，某某公司自性定义的标准，等等。即使在同样的技术标准下，测试手段又有所不同，比如有平板法，激光法，在不同的测试手段情况下，最后的测试结果误差范围是完全不同的。通常激光法的精度要比平板法高，而激光法涉及的设备基本依赖进口，价格昂贵。

正是由于上述种种原因，光看导热系数的大小会导致用户进入误区。比较现实的做法是：在相同的模具上，对不同厂家的导热塑料注塑成型，然后装配同样的灯板和电源，通电后测试灯珠的引脚温度或接近引脚的铝基板温度，温度低即为散热更优的材料。

还有一种做法是，导热塑料供应商通常会提供标准的公模产品，可以同样的规格尺寸（比如A19 球泡灯）的散热器来比较公模的散热效果，从而大致判断材料的性能高低。

6.5 材料流动性

通常会用熔融指数来表示。流动性好的导热材料，其成型比较容易，生产较为顺畅。基于流动性高的导热塑料，散热器的壁厚可以设计比较薄，通常为1-1.2mm, 由于薄的壁厚又会造成散热路径的缩短，从而提高散热效果。同时，较薄的壁厚又会减低材料的克重，降低材料成本。如果是流动性差的材料，通常不太容易注塑成形，而且会容易损坏模具，增加模具维护费用。

6.6 成型收缩率

通常在厚度为3mm 条件下，合格的成型收缩率应该在0.5%以下，大于0.8%会对散热器尺寸精度产生不利影响。成型收缩率应越小越好。如选用较高成型收缩率的材料，将不得不增加壁厚来弥补。

6.7 机械性能

导热塑料散热器的机械强度取决于几个关键指标: 悬臂梁缺口冲击强度，抗拉强度，弯曲强度，通常可以比较不同材料的指标，指标数值越大越好。机械性能优异的导热塑料，可以在散热器结构中加入卡扣设计，使得PC罩或透镜与散热器的接口通过卡扣来实现，从而避免完全依赖粘胶来固定。粘胶的问题在于：需要固化时间，延长交货时间，同时胶水在高温下容易雾化，影响出光效果。

6.8 阻燃性能

关键有两点，第一、是否符合UL94 V0 阻燃等级，对出口美国市场会比较关键，第二，是否无卤素阻燃，简单的说，阻燃剂中不要含有卤素，否则材料的环保等级会下降，较难通过欧洲RoHS, REACH 指令。

6.9 绝缘性能

导热塑料的一个好处是绝缘安全性，如果注塑好的散热外壳，可以承受3500V以上的高压，那过安规测试应该很容易。匹配这样的绝缘外壳，可以选用的灯板、电源方案可以比较灵活，包括：高压线性灯珠+高压线性电源，非隔离电源+中功率灯珠。具体的参数可以参考介电强度。

6.10 热膨胀系数

如果在散热器结构中采用塑包铝的结构，应考虑外层导热塑料和内层铝合金的膨胀系数差异，铝合金的热膨胀系数为：0.000024 mm/mm*k，导热塑料的膨胀系数应在相同的数量级别，否则会造成不能同步热胀冷缩，导致散热器外壳开裂。

6.11 价格

导热塑料作为塑料的一个类别，首先遵循以量论价的规律。同时也应看到，影响价格的因素也是和材料密度息息相关的，较低密度的材料其实是降低了单位成本。另外，注塑中的料杆部分，能否粉碎后再次注塑利用，其实也是对价格有一定影响。

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