LED灯头导热塑料种类与选材,如何选择导热塑料

总所周知,LED灯在工作时大概只有30-40%的输入电能转化为光能,而其余60-70%的能量主要以非辐射复合发生的点阵振动的形式转化热能。而LED灯的品质好坏一个关键指标就是散热性能,有资料表明,元件温度每上升2℃,可靠性下降10%,所以如果LED不能很好散热将会影响它的使用寿命及稳定性。

目前可用于LED灯头散热材料主要有:铝合金、导热塑料、高导热陶瓷。今天我们主要讲解导热塑胶材料。

导热塑料的定义

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。常用的导热填料有金属氧化物Al2O3、MgO、SiO2,金属氮化物AlN、Si3N4、BN 及SiC 、B4C3 ,金属粉/ 纤维、石墨、碳纤维、CNT、石墨烯等。金属填料是靠电子运动进行导热,非金属填料主要依靠声子导热、它的热能扩散速率主要取决于邻近原子或结合基团的振动。

常见塑料胡导热系数如下:
PS:0.08
PVC:0.13-0.17
PMMA:0.17-0.25
PP:0.24
PA:0.25
LDPE:0.33
HDPE:0.44

导热塑胶材料的优点

1.重量轻,绝缘性好,更安全。 2.设计自由度高。 3.加工成型方便,量产性好。 4.整体成本较金属低。 5.一次成型,无需二次加工,更绿色环保。

那么如何选择导热塑料呢?

1.导热系数:这是一个最关键的技术指标。测试导热系数的技术标准有ASTM E1530、ASTME1461、ISO22007以及一些公司自定义的标准,等等。

2.阻燃特性:现在人们对产品安全的要求越来越高,一般情况下需要满足2个要求:其一是材料是否阻燃,是否符合UL94V0 阻燃等级?其二是阻燃剂的成分是否含有卤素,如果是采用卤素阻燃剂将会降低材料的环保等级而无法通过欧洲RoHS,REACH 指令。

3.材料流动性:由于LED散热装置由大量薄壁结构构成以缩短散热路径从而提高散热效果。因为壁厚较薄、为便于注塑加工,所以通常采用流动性较好、熔融指数高的材料来制作。同时,较薄的壁厚可以降低产品的重量,降低生产成本。

4.机械性能:导热塑料灯头料一般采用韧性好、冲击强度高、有一定刚性的材料。

5.颜色:一般常用LED导热结构颜色为白色,但是在基材中填充了50%左右的白度95的填料也会使导热塑料的白度大幅度降低,所以如何生产出高白度高导热的塑料也是需要一定的技术。

5.其他要求:材料价格、成型收缩率、绝缘特性、热膨胀系数等也是参考的因素。

常用于LED灯头的导热塑胶原料

PA6、PBT、PPS、PPA.等,国内一般的改性工厂能做到导热系数10W/(m·K)以下,国外的大的化工厂可制造出导热系数高达70W/(m·K)以上的塑胶原料,如DSM的PA46 TC系列可达到14W/(m·K),沙伯基础的KONDUIT系列可提供PA、PPS系列的导热塑料。

作者:罗龙,2015-9-29,转载请添加原文链接,谢谢!我们公司可提供各种导热系数的PA6、PBT、PPS,并可根据客人需要进行定制,适用于LED散热装置、汽车应用以及其他特殊用途。欢迎咨询!![本文来源东莞市琪丰塑料有限公司内部培训资料,交流QQ:529666558]授权高分子网发布。