一種含改性炭黑-碳納米管的pc-pet基led散熱材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含改性炭黑-碳納米管的PC-PET基LED散熱材料及其制備方法，該復(fù)合塑料以PC、PET等高分子材料復(fù)合作為導(dǎo)熱塑料基料，具有良好的綜合力學(xué)性能以及耐溫變穩(wěn)定性、抗沖擊韌性、耐輻照老化性，其中經(jīng)過離子液體改性的炭黑、碳納米管復(fù)合粉體不僅能降低納米粉體表面能，提高炭黑與碳納米管的分散結(jié)合性，還能提高炭黑的導(dǎo)熱性，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)也能提高導(dǎo)熱粉體與高分子塑料的相容性，從而在基料中形成高效的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，獲得良好的傳熱、散熱效果，本發(fā)明制備的復(fù)合材料制備方法簡單，生產(chǎn)成本得到控制，其在LED封裝中具有廣闊的應(yīng)用空間。
【專利說明】
-種含改性炭黑-碳納米管的PC-PET基LED散熱材料及其制備 方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及導(dǎo)熱工程塑料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種含改性炭黑-碳納米管的PC-PET基LED散熱材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] LED作為一代新型的光源，具有高效、節(jié)能、環(huán)保、使用壽命長、易于維護(hù)等等優(yōu)點(diǎn)， 被預(yù)為可取代白熾燈和熒光燈的第三代光源，LED的出光效率及壽命與芯片的工作溫度具 有直接的關(guān)系，散熱問題是限制封裝LED產(chǎn)品提高功率和發(fā)光效率的主要問題，解決LED散 熱問題的有效方式就是利用高導(dǎo)熱、高絕緣、高透過率的材料將熱量快速的傳遞出去。 目前LED封裝常用的散熱材料主要為金屬鋁材或陶瓷材料，這些材料在實(shí)際使用過程 中均存在一些缺陷，比如鋁基散熱材料雖然具有較為優(yōu)良的散熱能力，但其存在成型工藝 周期長、本身具有導(dǎo)電性以及造型單一等問題，而陶瓷材料雖然絕緣，但比重大、成型難度 高，不利于批量生產(chǎn)，其應(yīng)用也受到限制。
[0003] 復(fù)合導(dǎo)熱塑料近年來逐漸開始受到業(yè)內(nèi)關(guān)注，首先塑料本身具有良好的絕緣、輕 質(zhì)、價(jià)廉、形狀多樣化等優(yōu)勢，在其中加入高導(dǎo)熱性的填料后可獲得較為滿意的導(dǎo)熱系數(shù)， 其較之鋁基散熱材料質(zhì)量更輕，成型周期更短，由于高導(dǎo)熱性的填料單價(jià)較貴，而現(xiàn)有的制 備工藝使得導(dǎo)熱填料的利用率低，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)成本，因此，改善現(xiàn)有工藝，提高原料 的利用率是寇待結(jié)果的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種含改性炭黑-碳納米管的PC-PET基LED散熱材料及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 一種含改性炭黑-碳納米管的PC-PET基LED散熱材料，該復(fù)合塑料由以下重量份的原料 制成:PC 40-50、PET 10-14、SEBS 2-3、炭黑12-15、納米氧化鋅15-20、六氟磷酸鹽咪唑類離 子液體1-1.5、粒徑為2-5μπι的鎂鋰合金粉4-5、聚全氟乙丙烯共聚物5-8、多壁碳納米管5-6、 硅烷偶聯(lián)劑1 -2、抗氧劑0.5-0.6、光穩(wěn)定劑0.1 -0.2、去離子水30-40。
[0006] 所述的一種含改性炭黑-碳納米管的PC-PET基LED散熱材料及其制備方法，所述的 制備方法為： (1) 先將六氟磷酸鹽咪唑類離子液體與去離子水混合，并油浴加熱至50-60°C，隨后恒 溫?cái)嚢杌旌?5-30min，隨后升溫至70-80°C，投入炭黑粉體、多壁碳納米管，恒溫超聲攪拌3-4h，攪拌結(jié)束后將所得物料完全干燥除去水分，所得粉體研磨分散后即得離子液體改性炭 黑/碳納米管復(fù)合粉體； (2) 將PC、PET、SEBS以及聚全氟乙丙烯共聚物、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、納米氧化鋅以及0.8-1重量份的硅烷偶聯(lián)劑高速攪拌混合均勻后一起投入雙螺桿擠出機(jī)中造粒，得到一次造粒 料備用； (3) 將步驟(1)制備的復(fù)合粉體、其它剩余物料與剩余量的硅烷偶聯(lián)劑攪拌混合均勻備 用； (4) 將步驟(2)制備的一次造粒料通過主喂料口投入擠出機(jī)中，步驟(3)的復(fù)合粉體通 過側(cè)喂料口加入擠出機(jī)中，擠出造粒、冷卻，即得用于注塑成型的復(fù)合導(dǎo)熱材料。
[0007] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明以PC、PET等高分子材料復(fù)合作為導(dǎo)熱塑料基料，具有良 好的綜合力學(xué)性能以及耐溫變穩(wěn)定性、抗沖擊韌性、耐輻照老化性，其中經(jīng)過離子液體改性 的炭黑、碳納米管復(fù)合粉體不僅能降低納米粉體表面能，提高炭黑與碳納米管的分散結(jié)合 性，還能提高炭黑的導(dǎo)熱性，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)也能提高導(dǎo)熱粉體與高分子塑料的相容 性，從而在基料中形成高效的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，獲得良好的傳熱、散熱效果，本發(fā)明制備的復(fù)合材 料制備方法簡單，生產(chǎn)成本得到控制，其在LED封裝中具有廣闊的應(yīng)用空間。
【具體實(shí)施方式】
[0008] 該復(fù)合材料由以下重量份的原料制成:PC 40、PET 10、SEBS 2、炭黑12、納米氧化 鋅15、六氟磷酸鹽咪唑類離子液體1、粒徑為2μπι的鎂鋰合金粉4、聚全氟乙丙烯共聚物5、多 壁碳納米管5、硅烷偶聯(lián)劑1、抗氧劑0.5、光穩(wěn)定劑0.1、去離子水30。
[0009] 該復(fù)合塑料的制備方法為： (1) 先將六氟磷酸鹽咪唑類離子液體與去離子水混合，并油浴加熱至50 °C，隨后恒溫?cái)?拌混合25min，隨后升溫至70°C，投入炭黑粉體、多壁碳納米管，恒溫超聲攪拌3h，攪拌結(jié)束 后將所得物料完全干燥除去水分，所得粉體研磨分散后即得離子液體改性炭黑/碳納米管 復(fù)合粉體； (2) 將PC、PET、SEBS以及聚全氟乙丙烯共聚物、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、納米氧化鋅以及0.8 重量份的硅烷偶聯(lián)劑高速攪拌混合均勻后一起投入雙螺桿擠出機(jī)中造粒，得到一次造粒料 備用； (3) 將步驟(1)制備的復(fù)合粉體、其它剩余物料與剩余量的硅烷偶聯(lián)劑攪拌混合均勻備 用； (4) 將步驟(2)制備的一次造粒料通過主喂料口投入擠出機(jī)中，步驟(3)的復(fù)合粉體通 過側(cè)喂料口加入擠出機(jī)中，擠出造粒、冷卻，即得用于注塑成型的復(fù)合導(dǎo)熱材料。
[0010] 本實(shí)施例所制得的復(fù)合導(dǎo)熱材料的性能測試結(jié)果為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含改性炭黑-碳納米管的PC-PET基LED散熱材料，其特征在于，該復(fù)合塑料由以 下重量份的原料制成:PC 40-50、PET 10-14、SEBS 2-3、炭黑12-15、納米氧化鋅15-20、六氟 磷酸鹽咪唑類離子液體1-1.5、粒徑為2-5μπι的鎂鋰合金粉4-5、聚全氟乙丙烯共聚物5-8、多 壁碳納米管5-6、硅烷偶聯(lián)劑1-2、抗氧劑0.5-0.6、光穩(wěn)定劑0.1-0.2、去離子水30-40。2. 如權(quán)利要求1所述的一種含改性炭黑-碳納米管的PC-PET基LED散熱材料及其制備方 法，其特征在于，所述的制備方法為： (1) 先將六氟磷酸鹽咪唑類離子液體與去離子水混合，并油浴加熱至50_60°C，隨后恒 溫?cái)嚢杌旌?5-30min，隨后升溫至70-80°C，投入炭黑粉體、多壁碳納米管，恒溫超聲攪拌3-4h，攪拌結(jié)束后將所得物料完全干燥除去水分，所得粉體研磨分散后即得離子液體改性炭 黑/碳納米管復(fù)合粉體； (2) 將PC、PET、SEBS以及聚全氟乙丙烯共聚物、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、納米氧化鋅以及0.8-1重量份的硅烷偶聯(lián)劑高速攪拌混合均勻后一起投入雙螺桿擠出機(jī)中造粒，得到一次造粒 料備用； (3) 將步驟(1)制備的復(fù)合粉體、其它剩余物料與剩余量的硅烷偶聯(lián)劑攪拌混合均勻備 用； (4) 將步驟(2)制備的一次造粒料通過主喂料口投入擠出機(jī)中，步驟(3)的復(fù)合粉體通 過側(cè)喂料口加入擠出機(jī)中，擠出造粒、冷卻，即得用于注塑成型的復(fù)合導(dǎo)熱材料。
【文檔編號】C08L67/02GK105985622SQ201610009130
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年1月4日
【發(fā)明人】王小飛, 鄒徳忠, 陳興如, 何朝陽, 陳海華, 王品品
【申請人】中科電力裝備科技有限公司