随着LED行业的兴起，导热塑料受到越来越多的关注。导热塑料究竟是什么?它的导热原理是怎样的?导热塑料有哪些分类?除了LED领域，导热塑料还可以应用在什么地方?

一、什么是导热塑料

导热塑料是利用导热填料(包括粒子、纤维、层片等)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。

二、常用基体材料与填料

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、PA12、PA46、LCP、TPE、PC、PP、PPA、PEEK等。导热机体材料的导热系数如下：

填料包括以下金属和无机填料：

1、金属粉末填料：铜粉、铝粉、铁粉、锡粉、镍粉等。

2、金属氧化物：氧化铝、氧化铋、氧化铍、氧化镁、氧化锌。

3、金属氮化物：氮化铝、氮化硼、氮化硅。

4、无机非金属：石墨、碳化硅、碳纤维、碳纳米管、石墨烯、碳化铍等。

常见导热填料导热系数如下：

三、导热塑料的分类

导热塑料可分为导热导电塑料和导热绝缘塑料。绝大多数导热塑料的电绝缘性能，最终是由填料粒子的绝缘性能决定的。

1、绝缘导热塑料

绝缘导热塑料中主要的成分包括：塑料+填料+其他，其中填料包括：金属氧化物 Al2O3、MgO、SiO2，金属氮化物 AlN、Si3N4、BN 及 SiC 、B4C3等。

由于填料粒子属于非导电粒子，从而导致塑料绝缘。这一类导热塑料的导热系数并不高，一般为1.5W/m.k左右。

2、导电导热塑料

导电导热塑料的主要成分包括：塑料+填料+其他，其中填料包括：金属粉、纤维、石墨、碳纤维、CNT、石墨烯等，由于这一类填料属于导电粒子，因此其对应的导热塑料也是导电的。这一类导热塑料的导热系数较高，一般能做到5.0W/(m.k)以上。

四、导热塑料的导热机理

导热塑料的导热性能取决于聚合物与导热填料的相互作用，不同种类的填料具有不同的导热机理。

1、金属填料：属填料的导热主要是靠电子运动进行导热，电子运动的过程伴随着热量的传递。

2、非金属填料：非金属填料导热主要依靠声子导热，其热能扩散速率主要取决于邻近原子或结合基团的振动，包括金属氧化物、金属氮化物以及碳化物。

五、影响导热塑料导热系数的因素

1、聚合物基体材料的种类和特性：基体材料的导热系数超高，填料在基体的分散性越好及基体与填料结合程度越好，导热复合材料导热性能越好。

2、填料的种类：填料的导热系数越高，导热复合材料的导热性能越好。

3、填料的形状：一般来说，容易形成导热通路的次序为晶须 >纤维状 > 片状 > 颗粒状，填料越容易形成导热通路，导热性能越好。

4、填料的含量：填料在高分子的分布情况决定着复合材料的导热性能。当填料含量较小时，起到的导热效果不明显;当填料过多时，复合材料的力学性能会受到较大的影响。而当填料含量增至某一值时，填料之间相互作用在体系中形成类似网状或者链状的导热网链，当导热网链的方向与热流方向一致时，导热性能最好。因此，导热填料的量存在着某一临界值。

5、填料与基体材料界面的结合特性：填料与基体的结合程度越高，导热性能越好，选用合适的偶联剂对填料进行表面处理，导热系数可提高10%—20%。

六、导热塑料的应用

目前，导热塑料在LED领域的应用最为广泛。此外，导热塑料还应用于管材、换热器、汽车、加热/冷却/制冷等。

七、聚赛龙导热塑料种类及产品应用