Tipi di riempitivi plastici termoconduttivi

La plastica termoconduttiva è un materiale in resina o un materiale composito in resina con un'elevata conduttività termica. In alcuni ambienti di lavoro in cui i materiali sono soggetti a corrosione, la plastica termoconduttiva linea di estrusione di materie plastiche hanno una durata di vita ineguagliabile rispetto ai materiali metallici. Tuttavia, la conduttività termica della resina stessa non è ideale e, per migliorarla, è necessario aggiungere riempitivi ad alta conduttività termica.

Alla fine del XX secolo, gli esperti stranieri aggiungevano spesso polvere metallica alla resina per migliorare la conduttività termica del materiale.

1. Nitruro

Il nitruro presenta solitamente i vantaggi di un'elevata conduttività termica, resistenza alle alte temperature e buone proprietà di isolamento elettrico. Può aumentare la conduttività termica delle materie plastiche senza ridurne le proprietà di isolamento elettrico. Tuttavia, il suo svantaggio è il prezzo relativamente elevato, che ne limita l'ampia applicazione nelle materie plastiche. I nitruri utilizzati come riempitivi termoconduttivi includono principalmente nitruro di boro (BN), nitruro di silicio (Si3N4) e nitruro di alluminio (AlN), ecc. La loro conduttività termica può raggiungere 200~300 W/(m·K).

2. Carburo

Il carburo di silicio può essere suddiviso in sistemi cristallini esagonali (α-SiC) e sistemi cristallini cubici (β-SiC). La sua conduttività termica è di 80~120 W/(m·K). È un eccellente riempitivo termoconduttivo. Il carburo di silicio presenta inoltre i vantaggi di resistenza alle alte temperature, elevato modulo elastico e buona resistenza all'ossidazione, ed è utilizzato nei materiali di imballaggio microelettronici. Anche il carburo di boro (B4C) è un materiale resistente alle alte temperature con durezza e conduttività termica estremamente elevate. Tuttavia, il suo prezzo elevato ne ha limitato l'uso nelle plastiche termoconduttive.

3. Ossido

I riempitivi di ossido includono principalmente ossido di alluminio (Al2O3), ossido di zinco (ZnO) e ossido di magnesio (MgO). Sebbene la loro conduttività termica non sia elevata come quella di nitruri e carburi, è generalmente compresa tra 30 e 50 W/(m·K), ma anche molto più elevata rispetto alla matrice polimerica, e presenta eccellenti proprietà di isolamento elettrico. In particolare, ha un'ampia disponibilità di fonti, un prezzo contenuto e una competitività di mercato. È un riempitivo comunemente utilizzato per la preparazione di plastiche isolanti e termoconduttive.

4. Polvere metallica

In genere, le polveri metalliche hanno una conduttività termica estremamente elevata, fino a 100-400 W/(m·K), e sono buoni riempitivi termoconduttivi. Tuttavia, poiché la modalità di trasferimento del calore dei riempitivi a base metallica è la conduzione del calore elettronico e le scarse proprietà di isolamento elettrico, la loro applicazione nell'industria elettronica con rigorosi requisiti di isolamento elettrico è limitata.

5. Nuovi materiali in carbonio

Anche i nuovi materiali al carbonio come la grafite, i nanotubi di carbonio e il diamante presentano una conduttività termica estremamente elevata. La conduttività termica dei nanotubi di carbonio e del diamante può superare i 1000 W/(m·K). Tuttavia, a causa del suo costo estremamente elevato, non è stato utilizzato su larga scala e l'aggiunta di cariche di carbonio conferisce solitamente al prodotto un colore nero, che è limitato nell'applicazione su prodotti di colore chiaro.