三菱工程塑料高溫導(dǎo)熱樹脂講解
開發(fā)的背景和理念
近些年來,隨著電子機(jī)械的高性能化、機(jī)械復(fù)合化的發(fā)展,根據(jù)處理信號量增大、處理速度高速化的要求,電子部件放熱量增加的傾向逐漸顯現(xiàn)。
另外,隨著機(jī)械的小型化、便攜式發(fā)展,在追求輕量化的同時,如何對放熱實施有效的管控,已顯得比以往更加重要。
為此,人們越來越期望,以往以樹脂為材料制造的部件,是否能使用具有導(dǎo)熱性能的樹脂產(chǎn)品,以應(yīng)對放熱呢。
根據(jù)上述情況,三菱工程塑料公司,開發(fā)了相對比重小的導(dǎo)熱樹脂產(chǎn)品。使用這些導(dǎo)熱樹脂產(chǎn)品,可以實現(xiàn)以下效果。
(1)防止機(jī)器的局部溫度上升,預(yù)防機(jī)器故障的發(fā)生
(2)和金屬相比,實現(xiàn)了部件的輕便化
(3)和金屬壓鑄件性比,設(shè)計的自由度增大
(4)實現(xiàn)放熱部件與周邊部件的整合,實現(xiàn)減少部件數(shù)量、削減成本等優(yōu)勢。
高溫導(dǎo)熱樹脂的熱導(dǎo)率


導(dǎo)熱性的效果及其對厚度方向的影響
驗證導(dǎo)熱效果: 實驗方法
為了驗證高溫導(dǎo)熱樹脂的導(dǎo)熱效果,將以往的材料(PC+GF30%)與高溫導(dǎo)熱樹脂的導(dǎo)熱性通過試驗進(jìn)行了比較。
1.材料
(a)PC+GF30wt%材料(熱導(dǎo)率0.3W/m/K)
(b)高溫導(dǎo)熱聚碳酸脂 TPN1122(熱導(dǎo)率8.3W/m/K)
2.試樣 100mm×100m×3mmt 平面板
3.測試條件
試樣 給橡膠電熱片加3.2W電 能對試樣的一部分加熱,使用紅外線輻射測溫儀測定其溫度變化。

驗證導(dǎo)熱效果: 實驗結(jié)果

以往的材料僅在電熱片接觸部分出現(xiàn)溫度上升,該部分之外則無熱能傳遞。 而通過實驗可以看到,高溫導(dǎo)熱樹脂除了與電熱片接觸部分,其他部分也得到很好的熱傳遞。如果使用高溫導(dǎo)熱樹脂,應(yīng)該能獲得下列效果。
防止特定位置的高溫現(xiàn)象 → 減少熱變形及熱老化
使溫度的分布均勻 → 減少彎曲
增加高溫部分的面積 → 導(dǎo)熱使熱能釋放增加
熱導(dǎo)率異向性主要產(chǎn)品成型板的熱導(dǎo)率測量值


由于受填充材定位的影響,流向的熱導(dǎo)率最大,而厚度方向的熱導(dǎo)率并不大。
※由于產(chǎn)品正在開發(fā)中,產(chǎn)品等級名稱為假稱
※關(guān)于物理性能的數(shù)據(jù),是基于本公司實驗方法所獲得的測定值中的穩(wěn)定值,本公司無法對此提供保
厚度方向熱導(dǎo)率的影響:CAE分析條件
本材料比起平面方向,垂直(厚度)方向的熱導(dǎo)率并不理想。
這一事實在實際使用時可能成為現(xiàn)實的問題, 通過CAE分析,將厚度方向熱導(dǎo)率較低的異向性樹脂與等向性樹脂的導(dǎo)熱性進(jìn)行了比較。

分析使用軟件 CAEFEMv8.3
分析條件
試樣形狀 100x50x3mm 平面板
分析使用試樣 二次六面體單元 20x10x3mesh
界面條件 距頂端30mm范圍內(nèi)表面加載0.001W/mm2的熱流
初始溫度 20℃ 材料固定值
(a)異向性體 λx= 8W/m/K λy= 8W/m/K
λz=0.4W/m/K(僅厚度方向的熱導(dǎo)率為1/20)
C=0.14J/g/K r=1.2e-3g/mm3
(b)等向性體 λx= 8W/m/K λy= 8W/m/K
λz=8W/m/K C=0.14J/g/K r=1.2e-3g/mm3
厚度方向熱導(dǎo)率的影響:CAE分析結(jié)果

分析結(jié)果是,在本條件的情況下,異向性材料(厚度方向的熱導(dǎo)率為平面方向的1/20)與等向性材料的溫度分布幾乎相同。
像本材料類似的厚度方向熱導(dǎo)率較低的異向性材料,在實際使用中應(yīng)該沒有問題。
高溫導(dǎo)熱PC
高導(dǎo)熱PC的特征
■依據(jù)用途備有齊全的等級產(chǎn)品
■比重較輕為1.5左右,可實現(xiàn)輕量化
■耐沖擊性良好
高導(dǎo)熱PC樹脂的物理性能(導(dǎo)電型)

高導(dǎo)熱PC樹脂的物理性能(絕緣型)

高導(dǎo)熱PC樹脂的典型注塑條件

高溫導(dǎo)熱PBT
高導(dǎo)熱PBT的特征
■兼?zhèn)涑錾哪蜔嵝浴⒊叽绶€(wěn)定性、導(dǎo)熱性,適合用于電氣、電子零部件的箱體等
■絕緣產(chǎn)品擁有高度的阻燃性(相當(dāng)于UL940.75mmt V-0,PLC 0~1)
高導(dǎo)熱PBT樹脂的物理性能(導(dǎo)電型)

高導(dǎo)熱PBT樹脂的物理性能(絕緣型)

高導(dǎo)熱PBT樹脂的典型注塑條件

高溫導(dǎo)熱Reny
高導(dǎo)熱Reny的特征
■在維持Reny原有的高彈性率特長的同時,實現(xiàn)了導(dǎo)熱性
■導(dǎo)電產(chǎn)品,具有高強(qiáng)度和高剛性
■最適合用于電氣、電子零部件以及汽車配件
高導(dǎo)熱Reny樹脂的物理性能

高導(dǎo)熱Reny樹脂的典型注塑條件

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