散热全塑是否快要来到了？

发布时间：2016/7/6 9:40:39

自去年开始，“高分子”、“复合材料”，诸如此类的名词开始充斥人们的眼球，随着光源光电特性的改善及塑料导热系数的逐步提升，LED灯具“全塑”时代还有多远。
　　
　经过行业急着调查了解到，当前常用的LED散热器包括金属及铝塑复合两种形式，金属以压铸铝形式较为普遍，而铝塑复合则为通常人们所说的“塑包 铝”。但两种散热形式或因成本问题，或因加工的复杂程度，多少留有一些难题待解。因此，行业里一直也在寻求更为优良的解决方案。
　　
　　自去年开始，“高分子”、“复合材料”这类名词开始充斥所有LED人的眼球，随着塑料导热系数的全面提升，它似乎也拥有全面进入LED领域的实力。那么，去除金属，抛开塑包铝，转而进入“全塑”时代，能够给所有LED行业的同仁一条全新的绿色通道吗？
　　
　　室内灯具前景明朗
　　
　　当前，随着相关塑料导热系数的不断提升，此前只能应用于10W以下室内灯具的导热塑料，目前在诸如100W-200W的室内大功率灯具上面，也能看到它的身影。
　　
　　“当前在室内灯具领域，采用金属方式制成散热器件的情况已较少看到，以塑包铝或者全塑方案较为普遍。”有业内人士这么表示。　　
　　“此前我们要求LED焊点温度需保持在65℃以内，现在随着芯片耐热程度的提升，即使超出95℃，芯片也能正常使用。再综合灯具转热比、塑料导热系数 逐步提升等几个方面因素来看，室内灯具已经完全没有必要再使用金属外壳。”　　
　　记者了解到，两年前导热塑料的应用还仅仅停留在球泡灯领域。但自去年开始，它已开始逐步进入到筒灯、射灯以及PAR灯等室内照明领域。同时，从当前全 球知名照企的生产线上，我们也能获悉，包括飞利浦、欧司朗等巨头，它们的室内灯具几乎通通采用全塑或者塑包铝结构，已经没有纯金属的存在。
　　
　　“从目前来看，室内散热器的‘塑料化’趋势已经非常明显。并且塑包铝的散热结构将会流行一段时间，因为它对于散热器的导散热功能起到一个良好的促进作用，二者的结合是一个非常不错的选择。”　　
　　“但我相信，塑包铝终究只是一个过渡产品，未来的LED灯具将全面进入到‘全塑’时代。散热的‘塑料化’，将是室内光源类产品的一条必经之路，现在是导热塑料，过不了太久会变为普通塑料，随着时间的推移会变为全塑的方案。”　　
　　户外成为瓶颈？
　　
　　“在大功率的户外灯具领域，导热塑料暂时还无法达到与之相匹配的适应要求。”某业内技术人员告诉记者，当前市面上绝大多数的户外灯具，外壳依旧以金属作为主导，散热器“塑料化”尚未波及到此领域。
　　
　　“这主要是由于塑料的材料特性所决定的，它在户外领域的应用存在致命缺陷。”户外灯具不仅仅只考虑材料的散热需求，还需要结合器件本身的 防紫外、抗UV、抗雷击等性能，而塑料制品在 这些极端环境下容易表现出物理疲劳性。因此，此领域的“塑料化”普及，目前还无法施行。
　　
　　同时，记者也获悉，由于塑料本身为树脂结构，所以它致密度不如金属。通常情况下塑料整体密度多达到2.0 g/cm?，而即便是质地轻的铝材，密度也为2.7 g/cm?。所以，对于一些长期处于水下的灯具，或者防水等级要求达到IP68的灯具，塑料也依然无法胜任。
　　
　　而即便是由于密度的减轻，塑料可大幅度减少灯体重量，但是相较于户外灯具在安全性方面的考量，这点优势也可谓微乎其微。
　　
　　“我想通过一个数据，供你们研究户外灯具外壳由金属改用塑料的可行性。当前我们采用的金属外壳，平均在每颗LED光源上的成本，约在0.7元人民币左 右。如果改用塑料，它还能再降多少成本。同时，它降下来的成本对我们的意义究竟有多大，这是个值得去深思的问题。”当前金属材料在整体灯具的成本占比已达到一个非常低的平均值，因此户外灯具企业如果考虑使用塑料，会对投入及回报比进行一个慎重的权 衡。
　　
　　“我们是做户外大功率散热器的，当前导热塑料在低功率产品的应用上没有任何问题，但如果应用到100w以上的户外大功率产品时，其本身的导热系数会存 在一些问题，此外还容易引起光源老化，因此目前几乎无人使用。”某个做散热器的公司技术人员说，对于未来趋势而言，导热塑料的导热系数还需 要进一步得以提升，因为当前大功率金属热管导热系数已经达到一个相当高的系数，塑料制品还需要在此方面做到相应的匹配。
　　
　　未来发展趋势
　　
　　“从目前市场情况来看，导热塑料在改性方面，已取得长足的进步。两三年以前，导热系数只有6W/m.K左右，现在可以做到20-30W/m.K，下一步待技术继续升级优化后，会达到更好的效果。”记者了解到，业内仍看好未来塑料行业的发展前景。
　　
　　“除此之外，随着光源本身热阻的降低，光源发热量的随之降低，这也给予了塑料材质去占领这个市场的机会。”但结合实际情况而言，这还有待于时间的检验。
　　
　　“实际上，我认为将来在室内散热领域走向全塑时代已经不成任何问题。而在户外大功率领域，在解决基础材料特性后，塑料也是大有可为。同时，从节能环保 的角度来看，制造金属器件的过程本身就是在浪费大量的能源，与我们做LED灯具节能省电之目的，是相违背的。”因此无论从安全性、可靠性等方 面，塑料都将成为未来趋势，尤其在室内照明方面。
　　
　　“当前，整个LED市场大的变化便在于光源技术的突飞猛进，此前的LED量产光源光效多达到100lm/w。这预示1w的电能，只有30%-40%转化为光能，其余的60%变为热能。因此，这个热能需要借助散热塑料或者金属把它及时散掉。”　　
　　“但是随着LED光源技术的快速发展，明后两年，当250lm/w的LED光源适时推出的时候，LED灯具成品将会做到60%电能变成光，40%变成 热。甚至，这个比例还会有进一步的倾斜。”董沛提到，在光电特性上做出这样的相应调整之后，LED灯具的散热就变得无关紧要，而此时便是“全塑”时代真正 来临的时刻。
　　“总而言之，随着光源光电特性以及塑料导热系数的逐步提升，在当前LED材料界，肯定有利于塑料散热器的进一步应用，其前景非常光明。而且对于LED行业而言，塑料在汽车领域的应用便是一个典型例子，值得广大LED业界同仁去借鉴以及学习。”

目前国内已经有公司投入到例如石墨烯导热塑料的研究当中，无锡康烯塑料科技有限公司就是其中的一家，我们正在这方面进行合作和开发。