降本增效是目前众多行业的运营发展共识,在导热填料板块,许多企业开始使用氢氧化铝替代氧化铝来降低产品的制备成本,并在实践中证明了其可行性。
一、技术可行性
低密度优势。与其他常见的绝缘导热填料相比,氢氧化铝热导率稍微逊色,但具有低密度的特点,在轻量化复合材料领域,存在潜在的应用优势。
常见导热填料和有机硅的物理性能
来源: 参考资料2
多功能性。氢氧化铝不仅具有导热性能,还具有阻燃、抑烟等多功能特性,这使得它在一些特殊应用场景中比普通氧化铝更具优势。
表面改性。氢氧化铝的表面是强极性,含有大量的羟基,添加到聚合物中(例如硅油)相容性将会较差。同时,其表面为非光滑的,混合粘度也会增大。通过适当的表面改性,可以改善其与基体的界面相容性,降低界面热阻,提升复合材料热导率。
二、典型的应用场景-新能源汽车有机硅灌封胶
在新能汽车灌封胶领域,追求终端产品的轻量化和成本优势,迫切需要低密度的高性价比的导热界面材料。
在参考资料2中,作者采用烷基硅烷对氢氧化铝进行改性,采用三种不同粒径(下图(a) ATH-1;(b) ATH-2;(c) ATH-3)的 Al(OH)3 进行了多种比例的配比,考察了其对加成型有机硅粘度、热导率、密度的影响。实验证明,Al(OH)3 填充有机硅具有明显的低密度优势,密度仅为 2.04 g/cm3,最优粉体复配比例为 2:2:6,动态粘度最佳仅为 142 Pa·S,兼顾高热导率 3.40 W/m·k。
(a) ATH-1;(b) ATH-2;(c) ATH-3
来源: 参考资料2
不同配比的 Al(OH)3 对加成型有机硅热导率的影响
来源: 参考资料2
氢氧化铝的崛起本质是“性能够用前提下的极致成本优化”,主要应用于对导热性能要求不高(小于3W/(m·K),行业经验,仅供参考),但却对成本极为敏感的领域。但若需高导热+高温稳定的领域,氧化铝还是优选。对于企业而言,关键在于精准定位自身产品的技术阈值,避免“过度设计”或“性能不足”的两极陷阱。
参考资料:
1、万里行“一线情报”——氢氧化铝导热填料崛起!
2、尹君山,亢海刚.不同粒径氢氧化铝对加成型有机硅材料的影响[J].科学技术创新,2023,(19)
编辑整理:粉体圈Alpha
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