一種led光源用聚四氟乙烯基輕質(zhì)高效散熱材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及LED散熱材料，具體涉及一種LED光源用聚四氟乙烯基輕質(zhì)高效散熱材料及其制備方法及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]LED是發(fā)光二極管的簡稱，是一種將電能轉(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體電子元件，具有體積小、壽命長、耗電量低、反應(yīng)速度快、發(fā)光效率高、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的作為替代傳統(tǒng)光源的最具競爭力的產(chǎn)品，在實際生活中也得到廣泛的應(yīng)用，目前的LED產(chǎn)品仍存在許多問題，其中散熱問題一直是重中之重，常見的散熱材料多為高導(dǎo)熱金屬、高導(dǎo)熱無機材料以及這些材料復(fù)配燒結(jié)而成，這些材料存在切割成型難度大，成本較高，易受環(huán)境腐蝕等缺點，而以塑料與導(dǎo)熱填料復(fù)配制成的散熱材料，既能發(fā)揮良好的散熱效果，又能提高材料的環(huán)境適應(yīng)性，達到高效穩(wěn)定的使用性能。
[0003]聚四氟乙烯具有耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、易清潔等諸多優(yōu)點，被譽為塑料之王；氮化鋁導(dǎo)熱性能好，熱膨脹系數(shù)小，以這兩者為基料混合燒制的散熱材料能彌補傳統(tǒng)LED散熱的缺陷，有突出的使用性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種LED光源用聚四氟乙烯基輕質(zhì)高效散熱材料及其制備方法，為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種LED光源用聚四氟乙烯基輕質(zhì)高效散熱材料及其制備方法，其特征在于，本發(fā)明材料由以下重量份的原料制成:固含量為20-25%的納米鋁溶膠8-10、400-600目多孔石墨化碳5-6、碳納米纖維3-5、水氯鎂石粉1-2、5%乙醇水溶液30-40、硅酸鈉3_5、400-600目氮化鋁微粉20-25、200-300目聚四氟乙烯微粉40-50、助劑2_3。
[0005]所述的助劑由以下重量份的原料制成:硅烷偶聯(lián)劑kh550 6-8、甲基硅酸鉀1_2、乙酰丙酮鈦(25%異丙醇水溶液)1-3、納米二氧化硅3-4，氫氧化鈉0.1-0.2、水20-25，制備方法為:先將氫氧化鈉溶于適量的水中，配制成pH值為10-11的溶液，隨后加入納米二氧化硅，超聲浸泡40-50min，堿處理后的粉體水洗至中性后干燥，并加水配制成溶膠，隨后再將其它剩余物料與配制的二氧化硅溶膠混合，高速攪拌分散60-80min，即得。
[0006]所述的一種LED光源用聚四氟乙烯基輕質(zhì)高效散熱材料及其制備方法，其制備方法為:
(1)先將多孔石墨化碳投入納米鋁溶膠中，攪拌均勻后超聲分散40-50min，隨后干燥除去水分，并將混合物料在700-800°C氛圍下處理20-30min，熱處理后的物料冷卻至室溫，得多孔石墨化碳負(fù)載納米鋁粉體備用；
(2)將硅酸鈉、水氯鎂石粉投入乙醇水溶液中，攪拌使物料完全溶解分散后，投入聚四氟乙烯微粉，繼續(xù)攪拌分散40-50min，接著加入步驟(I)所得物料及其它剩余物料，混合研磨分散2-3h，待物料完全混合均勻后壓制成型，成型后坯體在50-60°C條件下放料15-20h，完全除去水分，所得坯體在350-380°C條件下燒制30-40min，隨后冷卻至室溫，即得。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點在于:以硅酸鈉、水氯鎂石粉-乙醇水溶液作為粘結(jié)劑，有效的潤濕聚四氟乙烯粉體表面，提高原料間的粘結(jié)力，而多孔石墨化碳粉負(fù)載的納米鋁粉在原料中分散性獲得提升，進一步提高了材料的散熱導(dǎo)熱能力，此外添加的助劑有助原料相容、助燒結(jié)的功效；本發(fā)明制備的塑料基散熱材料具有均勻穩(wěn)定的導(dǎo)熱性，耐環(huán)境腐蝕、耐光老化，且潔凈耐臟，輕質(zhì)絕緣，易于加工切削，原料利用率高，是一種理想的LED燈具散熱材料。
【具體實施方式】
實施例
[0008]本實施例散熱材料由以下重量份原料制成:固含量為25%的納米鋁溶膠10、400目多孔石墨化碳6、碳納米纖維5、水氯鎂石粉2、5%乙醇水溶液40、硅酸鈉4、600目氮化鋁微粉24、200目聚四氟乙烯微粉45、助劑3。
[0009]所述的助劑由以下重量份的原料制成:硅烷偶聯(lián)劑kh550 8、甲基硅酸鉀1、乙酰丙酮鈦(25%異丙醇水溶液)2、納米二氧化硅4，氫氧化鈉0.2、水25，制備方法為:先將氫氧化鈉溶于適量的水中，配制成pH值為10.5的溶液，隨后加入納米二氧化硅，超聲浸泡50min，堿處理后的粉體水洗至中性后干燥，并加水配制成溶膠，隨后再將其它剩余物料與配制的二氧化硅溶膠混合，高速攪拌分散65min，即得。
[0010]所述的一種LED光源用聚四氟乙烯基輕質(zhì)高效散熱材料及其制備方法，其制備方法為:
(1)先將多孔石墨化碳投入納米鋁溶膠中，攪拌均勻后超聲分散50min，隨后干燥除去水分，并將混合物料在700-800°C氛圍下處理30min，熱處理后的物料冷卻至室溫，得多孔石墨化碳負(fù)載納米鋁粉體備用；
(2)將硅酸鈉、水氯鎂石粉投入乙醇水溶液中，攪拌使物料完全溶解分散后，投入聚四氟乙稀微粉，繼續(xù)攪拌分散45min，接著加入步驟(I)所得物料及其它剩余物料，混合研磨分散3h，待物料完全混合均勻后壓制成型，成型后坯體在50-60°C條件下放料20h，完全除去水分，所得坯體在350-380°C條件下燒制30min，隨后冷卻至室溫，即得。
[0011]本實施例所制得的材料根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測試得到的性能指標(biāo)如下:
拉伸強度為:52.4MPa ;斷裂伸長率:0.40% ;介電強度:22KV/mm ;導(dǎo)熱系數(shù)為5.2W/m.k ;熱擴散系數(shù)為25.7mm2/s ;線性熱膨脹系數(shù)較單一聚四氟乙烯降低了 82% ;耐光照老化性能等級:4.5級。
【主權(quán)項】
1.一種LED光源用聚四氟乙烯基輕質(zhì)高效散熱材料及其制備方法，其特征在于，該材料由以下重量份的原料制成:固含量為20-25%的納米鋁溶膠8-10、400-600目多孔石墨化碳5-6、碳納米纖維3-5、水氯鎂石粉1-2、5%乙醇水溶液30-40、硅酸鈉3_5、400-600目氮化鋁微粉20-25、200-300目聚四氟乙烯微粉40-50、助劑2_3 ； 所述的助劑由以下重量份的原料制成:硅烷偶聯(lián)劑kh550 6-8、甲基硅酸鉀1-2、乙酰丙酮鈦(25%異丙醇水溶液)1-3、納米二氧化硅3-4，氫氧化鈉0.1-0.2、水20-25，制備方法為:先將氫氧化鈉溶于適量的水中，配制成PH值為10-11的溶液，隨后加入納米二氧化硅，超聲浸泡40-50min，堿處理后的粉體水洗至中性后干燥，并加水配制成溶膠，隨后再將其它剩余物料與配制的二氧化娃溶膠混合，高速攪拌分散60-80min，即得。
2.如權(quán)利要求1所述的一種LED光源用聚四氟乙烯基輕質(zhì)高效散熱材料及其制備方法，其制備方法為: (1)先將多孔石墨化碳投入納米鋁溶膠中，攪拌均勻后超聲分散40-50min，隨后干燥除去水分，并將混合物料在700-800°C氛圍下處理20-30min，熱處理后的物料冷卻至室溫，得多孔石墨化碳負(fù)載納米鋁粉體備用； (2)將硅酸鈉、水氯鎂石粉投入乙醇水溶液中，攪拌使物料完全溶解分散后，投入聚四氟乙烯微粉，繼續(xù)攪拌分散40-50min，接著加入步驟(I)所得物料及其它剩余物料，混合研磨分散2-3h，待物料完全混合均勻后壓制成型，成型后坯體在50-60°C條件下放料15-20h，完全除去水分，所得坯體在350-380°C條件下燒制30-40min，隨后冷卻至室溫，即得。
【專利摘要】本發(fā)明涉及LED散熱材料，具體涉及一種LED光源用聚四氟乙烯基輕質(zhì)高效散熱材料及其制備方法，由以下重量份的原料制成：固含量為20-25%的納米鋁溶膠8-10、400-600目多孔石墨化碳5-6、碳納米纖維3-5、水氯鎂石粉1-2、5%乙醇水溶液30-40、硅酸鈉3-5、400-600目氮化鋁微粉20-25、200-300目聚四氟乙烯微粉40-50、助劑2-3；本發(fā)明的塑料基散熱材料具有均勻穩(wěn)定的導(dǎo)熱性，耐環(huán)境腐蝕、耐光老化，且潔凈耐臟，輕質(zhì)絕緣，易于加工切削，原料利用率高，是一種理想的LED燈具散熱材料。
【IPC分類】C08K9-12, C08K7-06, C08K3-28, C08K3-34, C08K3-08, C08K13-06, C08L27-18, C08K9-02, C08K9-06, C08K3-36
【公開號】CN104829982
【申請?zhí)枴緾N201510160369
【發(fā)明人】張英才, 劉德時
【申請人】安徽博昌電子科技股份有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月7日