常用导热塑料简介及应用

多数塑料热导率很低，导热性差，热导率最高也只有0.4W/（m·K）（如HDPE），一般为0.13～0.36W/（m·K）。常见塑料的热导率见表16-70，它们只有金属材料的1/600～1/200。

表16-70 常见塑料的热导率

但随着塑料制品的广泛应用，在许多场合要求选用导热性塑料，如高速轴承、齿轮、摩擦片、砂轮粘结树脂、电子元件塑封材料等都需选用导热塑料，以便及时将工作中产生的摩擦热、疲劳热、电磁感应热，电阻热等热量传导散发出去，防止制品热变形。因此，人们在设计制品时考虑散热结构，如加大壁厚及散热面积，设置通风孔、设置金属导热镶件等措施，但也会带来导致制品结构复杂、成型麻烦等各种问题。所以人们开发研制了导热塑料。其热导率较高，可自行将产品中产生的热量传导出去。但目前导热塑料的导热率水平还不及金属材料，一般在10～20W/（m·K），仅适用于对导热性要求不太高，而普通塑料又不适应的场合。

导热塑料可分为结构型导热塑料和复合型导热塑料两类，它们既具有不同程度的导热性，又具有一定的力学性能等综合性能，可作结构件、涂料等不同用途的导热高分子材料。这里仅简单介绍几种常用的导热塑料。

1.结构型导热塑料

多数结构型导电及导磁塑料都具有一定的导热特性，目前常用的聚乙炔、聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯等导电塑料都具有一定的导热特性，但导热率不太高，可设计性不良，综合性能不完善，价格较高，工艺性也不良，故应用较少。一般结合导电性要求用作电子元件封装材料等，用其传导散发电子元件工作时产生的各种热量。

2.复合型导电塑料(www.xing528.com)

复合型导热塑料是目前应用较广的导热塑料，一般是采用高结晶度、高相对分子质量、取向性强、耐热性好的聚合物为基体，填充各种导热性填料后共混合成的聚合物。其常用的树脂有PE、PP、PA、POM、PF、EP等；导热填料有石墨、碳纤维、金属粉末、金属纤维、金属箔片等。其组成的聚合物可大大地提高导热效果。如用石墨填充氯化聚氯乙烯，石墨含量为50质量份时，热导率可扩大20倍。又如CF填充PA，热导率可达10W/（m·K）。但是这类塑料填充量较大，一般填充量>30%（质量分数），因此对树脂的性能和加工性有不利影响，因此目前开发了纳米级或微米级细填料，并添加了各类偶联剂、表面活性剂等助剂，且选用与树脂相容性好。匹配性好的填料品种组成的复合导热塑料，它们具有较好的综合性能，热导率可达50W/（m·K）。

另外，导热塑料也可配制成增强塑料，但其导热取向性大，平行纤维方向热导率比垂直方向大10倍，纤维含量大则差距也大。导热塑料也可配制成注射、挤出、模压、成膜、成纤维及涂料等各种材料。常见复合导热塑料简介见表16-71。

表16-71 常见复合导热塑料简介

（续）

总之，导热塑料其导热能力有限，在有高导热性要求的场合，还是应选用金属材料，在制作一般导热性要求、耐蚀、复杂形状制品时，选用导热性塑料较有利。另外，用普通塑料导热性稍不满足时，则也可采用加入Al粉、氧化铝、青铜粉、炭黑和碳纤维等导热材料等导热改性方法或改变制品结构形状、扩大散热效果等方法来解决。