导热塑料行业研究报告

散热材料发展趋势
挤出成型工艺示意图
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导热塑料分类

散热均匀，避免灼热点，减少零件因高温造成的局部变形 重量轻，比铝材轻40-50% 成型加工方便，无需二次加工 产品设计自由度高 合成具有高导热系数的聚合物，如具有完整结晶、通过声子实现导热的聚合物
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导热塑料基本概念
导热塑料Thermally Conductive Plastics是利用导热填料对高分子基体材料进行均匀填充 的一种复合材料。
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导热塑料发展趋势
导 热能力 20W/m.K 导热绝缘 PA6+GF PC+GF 10W/m.K PA6 PC ABS PC+ ABS
导热非绝缘 PA6 + GrF + c-BN PA6+GrF+Al2O3 PBT + GrF + c-BN PBT + GrF +RB
散热材料发展趋势
PPA PA PC LCP PBT PET TPE HDPE PEI PES PEEK ABS Cool Polymers RTP Company Cool Polymers RTP Company Cool Polymers Cool Polymers RTP Company RTP Company Cool Polymers RTP Company RTP Company RTP Company RTP Company Cool Polymers
PEEK + GrF + c-BN PEEK+GrF
散热材料发展趋势
PBT+GrF PA6+GrF ABS+PC+GrF PC+GrF
PA66 PBT ABS+PC+GF
GF : Glass Fiber GrF : Graphene Fiber BN : c-BN ;h-BN RB : Rubber Si : Silicone
散热材料发展趋势太阳能微逆变器辅助散热片
来源：Lux research, Inc.
•导热塑料的市场容量2013年总计为$280 million，预计到2020年达到$1.9 billion ，年复合 增长率大于31%； •LED行业占整体导热塑料行业的比重较大，将是导热塑料行业的主要驱动力。
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材料 铝 DSM公司TC501 材料 散热材料发展趋势 COOL POLYMER公司E3605 材料 银禧科技 PA640G 热导率(W/m.k) 160 12 6 6 T led(℃) 47.5 54.1 58.4 59.1 T substrate(℃) 42.3 39.4 40.7 40.2
导热塑料与铝散热器比较
1.E+07
来源：新材料在线整理 新材料在线
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国内外导热塑料性能比较
国外公司研发历史长，技术处于较为领先的水 平，产品成型性能好、并且能够提供较为完善 的材料设计、原型设计、热学模拟等全方位的 服务，但材料价格相对昂贵。
散热材料发展趋势 LED 铝合金30%的替代率、平均价格150 元/公斤计算，导热塑料市场规模将达100 亿元/
年。 导热塑料市场容量预测
2012 LED灯泡产量（百万只） 导热塑料对铝合金替代率 导热塑料价格（元/kg） 市场容量（亿元）
来源：国金证券研究所
2013 2244 10% 150 16.83
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来源：Lux research, Inc.
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导热塑料市场现状及预测
（百万美元）
市Байду номын сангаас容量
LED散热片 LED热传导材料 智能手机热传导材料
汽车LED散热片 汽车 LED热传导材料 平板热传导材料 HEV/EV热传导材料
2.
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3.
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LED行业导热塑料市场规模
LED 照明爆发性增长，催生导热塑料市场：据预测，全球LED 照明进入爆发性增长期。 LED 导热塑料和光扩散树脂在生产效率（成型周期缩短20-50%）、安全性（天生绝缘优 势）、透光性（透光率90%的情况下雾度超过85%），成本（生产实际成本低于铝合金灯 杯）等方面均超越了传统材料，未来将实现对铝材和玻璃的替代。以2015年导热塑料对
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2009
2010
2011
2012
2013
时间
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导热塑料导热机理
• •
金属填料是靠电子运动进行导热 非金属填料主要依靠声子导热，其热能扩散速率主要取决于邻近原子或结合基团的振动
浇注铝散热器 导热率 散热效果 绝缘性能 加工方式 加工温度 二次加工 重量 比较高 相当好 不绝缘 压铸、浇铸、拉丝、电镀 >500 度 需要 中等 导热工程塑料 相对金属较低 略低于铝散热器 极好的绝缘 注塑成型 >250 度 不需要 比铝轻 40%-50%
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写在前面的话：
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导热塑料的市场容量占导热材 料总体的比重增长迅速，预计 2020年将从2013年的16%增 至40%；
散热材料发展趋势
智能手机和平板市场 2020 2013 $300 $100
太阳能及电动车电源 模组 $170 $28
其它 $530.00 $172.00
LED照明 $3,800.00 $1,500.00
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导热材料市场现状及预测
市场容量
（百万美元）
$6,000 $5,000 $4,000 $3,000 $2,000 $1,000 $0
2013年导热材料市场总量为 $18亿美元，预计到2020年 将增加到$48亿美元。
散热材料发展趋势
减轻 LED 灯重量，提高安全性 LED 灯罩 降低 LED 灯温度，提高灯光质量，延长灯的寿命 更加环保低碳
马达线圈 骨架
降低骨架温度，提高可靠性 延长使用寿命
电动工具 外壳
降低外壳表面温度，提高舒适性和安全性 延长工具使用寿命
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DAICEL
DSM和Sabic市场占有 率最大，2011年分别 占57.1%和20%
来源：工研院IEK 新材料在线
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2011年各公司市场占比
导热塑料典型的产品应用领域
降低电池表面温度，提高安全性 电池外壳 延长电池寿命 缩短电池充电时间
散热材料发展趋势
金属填料是靠电子运动进行导热
非金属填料主要依靠声子导热，其热能扩散 速率主要取决于邻近原子或结合基团的振动
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导热塑料导热机理
• 材料导热系数高于某阀值，温差主要与冷端对流情况有关（对流主导），较低导热系数的 塑料可以取代金属散热而不会显著增加温度； • 材料导热系数低于某阀值，温差主要被材料的导热系数所限制（传导主导）。
导热塑料

散热材料发展趋势
合成型导热塑料
填充型导热塑料
通过高导热填料粒子、纤维、层片等对聚合物进行填充
导热绝缘塑料 导热系数不高，1.5W/m.k 左右 主要填料 包括金属氧化物 Al2O3、MgO、SiO2，金属氮化物 AlN、Si3N4、BN 及 SiC 、B4C3等 导热导电塑料 导热系数可以做到5.0W/m.k 或更高 主要填料包括金属粉/ 纤维、石墨、碳纤维、CNT、石墨烯等
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LED用导热塑料生产成本优势
采用导热塑料进行LED灯具的生产，能够有效降低全生产周期的系统成本，提升厂家的生产效 率和竞争力。尤其是随着LED照明应用的逐步成熟和市场规模持续扩大，规模化竞争成必然趋 势，使用有机导热塑料进行散热器生产，规模效应显著。
导热塑料市场和应用 2014年
调研报告
Thermally Conductive Plastic Marketing and Application
Research Report
简版
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散热材料发展趋势
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导热塑料生产公司
基体材料 PP PPS 美国 RTP Company Cool Polymers RTP Company Cool Polymers 荷兰 Idemitsu Kosan Idemitsu Kosan, DIC, TORAY, TOSOH, Sumitomo Corporation, Polyplastic, Yamashita Materials Idemitsu Kosan DSM Sumitomo Corporation, UNITIKA, DAICEL, UBE Teijin Limited, Sumitomo Corporation, Polyplastic, Yamashita Materials Polyplastic, Sumitomo Corporation Polyplastic, Mitsubishi, DAICEL Kaneka, Yamashita Materials, DAICEL LG LG LG 日本 韩国 LG LG 中东 SABIC SABIC SABIC SABIC
塑料散热LED照明产品规模化生产成本优势测算图
散热材料发展趋势
6.5 6 5.5 5 4.5 4 3.5 0.E+00
铝
导热塑料1
导热塑料2
（说明：导热塑 料1，与铝材散 热器同种外形； 导热塑料2，导 热塑料经轻量化 设计外形）
2.E+06
4.E+06
生产数量/年
6.E+06
8.E+06
1.E+07
2014 4421 20% 150 64
2015 7980 30% 150 180
1004 5% 200 5.02
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导热塑料与铝性能比较
导热塑料与铝在实际应用中的散热效果比较