多年以来，电气、电子、汽车、照明、医疗设备和工业机械等行业的制造商一直在热衷于寻找可靠的热传导塑料，来应用到包括散热器、散热设备、LED外壳和电池外壳等场合。

行业研究表明，受全电动汽车和大型商用LED照明组件等新应用的推动，热传导塑料的需求正以两位数的速度连年增长。导热塑料对金属（尤其是铝）和陶瓷等更传统的材料提出了挑战，因为导热塑料能够提供一系列优势，包括：重量更轻、成本更低、更易于加工成型、可定制等等，而且在热稳定性、抗冲击强度方面也提供了更多的好处，以及耐刮擦和耐磨损等性能。

我们都清楚，普通树脂的热传导性非常的差，要提高热传导性需要添加导热添加剂。能够提高导热性的添加剂包括石墨、石墨烯和陶瓷填料，如氮化硼和氧化铝。这些添加剂的应用技术也在不断进步，并变得更具成本效益。另一个趋势是成本较低的工程塑料，如尼龙6、尼龙66和PC进入导热复合材料领域，与PPS、PSU和PEI等更具代表性的价格较高的热传导材料竞争。

为什么导热塑料需求在增长

为什么导热塑料的需求会增加？RTP公司的一位消息人士说：“能够成形异形零件、减少组件数量和装配步骤、减少重量和成本都是采用这些材料的重要原因。”热传导率正迅速成为电子元件制造商和汽车原始设备制造商日益关注的问题。由于技术进步和空间限制，塑料的应用越来越小型化，热积累和散热越来越成为人们关注的焦点。如果组件的设计空间有限，那么增加金属散热片或插入金属组件会非常困难。更高电压的应用正在渗透到汽车上，对于部件的处理能力的需求也在增长。在电动汽车的电池组中，使用金属部件来散热会增加整车的重量，还有高功率的金属部件会产生危险的电击，会对安全带来隐患。所以具有导热性和不导电性的塑料树脂可以在保持电气安全的同时允许更高的电压。

随着汽车部件空间变得越来越拥挤，电气和电子部件，特别是电动车辆中的部件，继续被缩小。限制这些组件尺寸缩小的一个因素是它们管理热量的能力。导热能力选项的改进使设备更小、效率更高。在电力电子领域，导热塑料可以实现二次成型或封装，这是金属或陶瓷无法提供的设计选项。汽车和电子/电子行业对导热化合物的需求量最大，这些产品能够满足客户和行业的多种需求，包括扩大设计自由度，使具有更大表面积的设计能够满足更多热变率。

替代金属

导热技术的关键汽车和电子电气应用包括LED照明、散热器和电子产品外壳，如主板、逆变器箱和电源管理等应用。商业照明的主要应用是金属散热片的替代。同样，在路由器和基站中的应用也在增长，包括母线、高压接线盒和连接器、电机绝缘体以及前后摄像头。

导热塑料在提供3D设计灵活性，以满足LED照明更高的热管理要求方面蓬勃发展。在汽车照明领域，CoolPoly导热聚合物（TCP）使低姿态顶置照明的外壳成为可能，塑料取代铝成型了外部前照灯的散热器。

Coolply TCP为日益增长的汽车平视显示器（HUD）提供了一种解决方案，这种应用需要比照明具有更高的散热量，这是因为仪表板空间有限，气流有限，以及在汽车这个位置上有更高的来自太阳光的热量。与铝相比，导热塑料具有重量轻的优点，可减少车辆这一部分的冲击和振动。

CoolPoly TCP在对流设计方面提供了灵活性，以满足历史上使用铝的众多应用的热传递需求，其优点是注射成型所用能量是铝压铸的三分之一，并且模具的寿命延长了6倍。

在汽车领域，导热塑料的主要应用是更换前照灯模块、雾灯模块和尾灯模块中的散热器。LED远光和近光灯功能的散热器、LED光管和光导管、日间行车灯（DRL）和转向灯都是潜在的应用。导热PC的一个关键驱动因素是能够通过多点成型或双组分方法，将散热器功能直接集成到照明组件中，如反射镜、挡板和外壳。反射器和挡板通常是由PC制成的，因此，当将导热PC第二次注射到它们上以传递热量时，可以看到其增强的附着力，从而减少了对连接螺钉或粘合剂的需求。这样就减少了部件数量、辅助操作和整个系统级成本。此外，在电动汽车领域，电池模块热管理和支持结构方面也有很多的应用机会。

哪些树脂？

最初，导热塑料化合物是基于更高端的工程树脂；但在过去的几年里，普通工程树脂如尼龙6和66、PC和PBT得到了很大的应用。虽然聚苯硫醚仍在相当频繁地使用，但普立万在导热尼龙6和66以及PBT方面都有很快的增长。尼龙、PPS、PBT、PC和PP是最受欢迎的导热树脂，但根据应用的不同，可以使用许多性能更高的导热热塑性塑料，如PEI、PEEK和PPSU。例如，LED灯的散热片可以由尼龙66化合物制成，以提供高达35 W/mK的导热系数，而对于必须经受频繁消毒的外科电池来说，则需要PPSU化合物来保持电绝缘性能并减少湿气积聚。

BASF有几种商用导热化合物，包括尼龙6和66级。一些应用，如电机外壳和电气基础设施正在使用这些的材料进行生产。

添加剂

根据应用要求，各种各样的添加剂中的任何一种都可能用于增加导热系数，目前最受欢迎的仍然是石墨等添加剂，但材料商一直在探索新的选择，如石墨烯或新型陶瓷添加剂

石墨和石墨烯都已成为常用导热添加剂材料，石墨成本相对较低，导热系数适中，而石墨烯成本一般较高，但导热性能优势显著。通常需要导热、电绝缘（TC/EI）材料，而这正是氮化硼等添加剂的优势。但是，氮化硼提供了电绝缘性能，但是降低了热导率。此外，氮化硼的成本业也较高。导热材料的挑战在于平衡热导率和其他需求；确保材料能够高效地大量生产，并且机械性能不会下降太多。另一个挑战是创建一个可广泛采用的成本效益高的解决方案。普立万认为碳基填料（石墨）和陶瓷填料都是有前途的添加剂，可以实现理想的导热性并平衡其他电气和机械性能。