降本增效是目前眾多行業的運營發展共識,在導熱填料板塊,許多企業開始使用氫氧化鋁替代氧化鋁來降低產品的制備成本,并在實踐中證明了其可行性。

一、技術可行性
低密度優勢。與其他常見的絕緣導熱填料相比,氫氧化鋁熱導率稍微遜色,但具有低密度的特點,在輕量化復合材料領域,存在潛在的應用優勢。
常見導熱填料和有機硅的物理性能

來源: 參考資料2
多功能性。氫氧化鋁不僅具有導熱性能,還具有阻燃、抑煙等多功能特性,這使得它在一些特殊應用場景中比普通氧化鋁更具優勢。
表面改性。氫氧化鋁的表面是強極性,含有大量的羥基,添加到聚合物中(例如硅油)相容性將會較差。同時,其表面為非光滑的,混合粘度也會增大。通過適當的表面改性,可以改善其與基體的界面相容性,降低界面熱阻,提升復合材料熱導率。
二、典型的應用場景-新能源汽車有機硅灌封膠
在新能汽車灌封膠領域,追求終端產品的輕量化和成本優勢,迫切需要低密度的高性價比的導熱界面材料。
在參考資料2中,作者采用烷基硅烷對氫氧化鋁進行改性,采用三種不同粒徑(下圖(a) ATH-1;(b) ATH-2;(c) ATH-3)的 Al(OH)3 進行了多種比例的配比,考察了其對加成型有機硅粘度、熱導率、密度的影響。實驗證明,Al(OH)3 填充有機硅具有明顯的低密度優勢,密度僅為 2.04 g/cm3,最優粉體復配比例為 2:2:6,動態粘度最佳僅為 142 Pa·S,兼顧高熱導率 3.40 W/m·k。

(a) ATH-1;(b) ATH-2;(c) ATH-3
來源: 參考資料2

不同配比的 Al(OH)3 對加成型有機硅熱導率的影響
來源: 參考資料2
氫氧化鋁的崛起本質是“性能夠用前提下的極致成本優化”,主要應用于對導熱性能要求不高(小于3W/(m·K),行業經驗,僅供參考),但卻對成本極為敏感的領域。但若需高導熱+高溫穩定的領域,氧化鋁還是優選。對于企業而言,關鍵在于精準定位自身產品的技術閾值,避免“過度設計”或“性能不足”的兩極陷阱。
參考資料:
1、萬里行“一線情報”——氫氧化鋁導熱填料崛起!
2、尹君山,亢海剛.不同粒徑氫氧化鋁對加成型有機硅材料的影響[J].科學技術創新,2023,(19)
編輯整理:粉體圈Alpha
作者:Alpha
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