一種led光源用聚四氟乙烯基摻雜納米銅的散熱材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及LED散熱材料，具體涉及一種LED光源用聚四氟乙烯基摻雜納米銅的散熱材料及其制備方法及其生產方法。
【背景技術】
[0002]LED是發光二極管的簡稱，是一種將電能轉化為光能的半導體電子元件，具有體積小、壽命長、耗電量低、反應速度快、發光效率高、節能環保等優點，是業內公認的作為替代傳統光源的最具競爭力的產品，在實際生活中也得到廣泛的應用，目前的LED產品仍存在許多問題，其中散熱問題一直是重中之重，常見的散熱材料多為高導熱金屬、高導熱無機材料以及這些材料復配燒結而成，這些材料存在切割成型難度大，成本較高，易受環境腐蝕等缺點，而以塑料與導熱填料復配制成的散熱材料，既能發揮良好的散熱效果，又能提高材料的環境適應性，達到高效穩定的使用性能。
[0003]聚四氟乙烯具有耐高溫、耐化學腐蝕、易清潔等諸多優點，被譽為塑料之王；氮化鋁導熱性能好，熱膨脹系數小，以這兩者為基料混合燒制的散熱材料能彌補傳統LED散熱的缺陷，有突出的使用性能。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于，提供一種LED光源用聚四氟乙烯基摻雜納米銅的散熱材料及其制備方法，為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下:
一種LED光源用聚四氟乙烯基摻雜納米銅的散熱材料及其制備方法，其特征在于，本發明材料由以下重量份的原料制成:固含量為15-20%的納米二氧化硅溶膠8-10、埃洛石納米管1-2、聚氧乙烯醚2-3、常溫無泡表面活性劑1-2、水30-40、納米銅粉5-8、超細聚酰亞胺樹脂粉4-5、硅酸鋰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:聚丙烯酸鈉1-3、仲丁醇鋁0.1-0.2、鋁酸酯偶聯劑6-8、納米氧化鋁3-5、0.05%磷酸溶液4-5、十二烷基苯磺酸鈉1_2、水25-30，制備方法為:先將納米氧化鋁投入磷酸溶液中，超聲浸泡20-30min，酸處理后的粉體水洗至中性后干燥，并與水混合配制成氧化鋁溶膠，最后再將其它剩余物料與溶膠混合，高速攪拌分散50-60min，即得助劑。
[0006]所述的一種LED光源用聚四氟乙烯基摻雜納米銅的散熱材料及其制備方法，其制備方法為:
(1)先將埃洛石納米管、納米銅與納米二氧化硅溶膠混合，攪拌混合均勻后將混合物料在120-150°C條件下熱處理4-5h，熱處理后的物料冷卻后研磨分散20-30min，所得物料備用；
(2)將硅酸鋰、聚氧乙烯醚、常溫無泡表面活性劑投入水中，攪拌使物料完全溶解分散后，投入聚四氟乙烯微粉，繼續攪拌分散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]本發明的優點在于:以硅酸鋰、聚氧化乙烯醚以及表面活性劑的混合水溶液作為粘結劑，改善了聚四氟乙烯粉體的表面潤濕性，提高了原料間的相容性，經納米二氧化硅溶膠包覆熱處理后的埃洛石納米管、納米銅混合粉體有效的提高了材料內部間的導熱散熱速度，添加的助劑有促原料相容的功效；本發明制備的聚四氟乙烯-氮化鋁復混塑料基散熱材料具有高效、均勻、穩定的導熱性，耐環境腐蝕、熱穩定性好，不易老化變形，表面潔凈耐臟，安全絕緣，易于加工切削，是一種環保高效的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20%的納米二氧化硅溶膠10、埃洛石納米管2、聚氧乙烯醚3、常溫無泡表面活性劑2、水40、納米銅粉6、超細聚酰亞胺樹脂粉4、硅酸鋰4、600目氮化鋁微粉23、300目聚四氟乙烯微粉50、助劑3。
[0009]所述的助劑由以下重量份的原料制成:聚丙烯酸鈉2、仲丁醇鋁0.1、鋁酸酯偶聯劑7、納米氧化鋁4、0.05%磷酸溶液5、十二烷基苯磺酸鈉1.6、水28，制備方法為:先將納米氧化鋁投入磷酸溶液中，超聲浸泡30min，酸處理后的粉體水洗至中性后干燥，并與水混合配制成氧化鋁溶膠，最后再將其它剩余物料與溶膠混合，高速攪拌分散55min，即得助劑。
[0010]所述的一種LED光源用聚四氟乙烯基摻雜納米銅的散熱材料及其制備方法，其制備方法為:
(1)先將埃洛石納米管、納米銅與納米二氧化硅溶膠混合，攪拌混合均勻后將混合物料在120-150°C條件下熱處理5h，熱處理后的物料冷卻后研磨分散30min，所得物料備用；
(2)將硅酸鋰、聚氧乙烯醚、常溫無泡表面活性劑投入水中，攪拌使物料完全溶解分散后，投入聚四氟乙烯微粉，繼續攪拌分散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16h，完全除去水分，所得坯體在350-380°C條件下燒制40min，隨后冷卻至室溫，即得。
[0011]本實施例所制得的材料根據相關標準測試得到的性能指標如下:
拉伸強度為:44.8MPa ;斷裂伸長率:0.35% ;介電強度:18.7KV/mm ;導熱系數為4.4W/m.k ;熱擴散系數為26.8mm2/s ;線性熱膨脹系數較單一聚四氟乙烯降低了 88% ;耐光照老化性能等級:4.5級。
【主權項】
1.一種LED光源用聚四氟乙烯基摻雜納米銅的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15-20%的納米二氧化硅溶膠8-10、埃洛石納米管1-2、聚氧乙烯醚2-3、常溫無泡表面活性劑1-2、水30-40、納米銅粉5-8、超細聚酰亞胺樹脂粉4-5、硅酸鋰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:聚丙烯酸鈉1-3、仲丁醇鋁0.1-0.2、鋁酸酯偶聯劑6-8、納米氧化鋁3-5、0.05%磷酸溶液4-5、十二烷基苯磺酸鈉1_2、水25-30，制備方法為:先將納米氧化鋁投入磷酸溶液中，超聲浸泡20-30min，酸處理后的粉體水洗至中性后干燥，并與水混合配制成氧化鋁溶膠，最后再將其它剩余物料與溶膠混合，高速攪拌分散50-60min，即得助劑。2.如權利要求1所述的一種LED光源用聚四氟乙烯基摻雜納米銅的散熱材料及其制備方法，其制備方法為: (1)先將埃洛石納米管、納米銅與納米二氧化硅溶膠混合，攪拌混合均勻后將混合物料在120-150°C條件下熱處理4-5h，熱處理后的物料冷卻后研磨分散20-30min，所得物料備用； (2)將硅酸鋰、聚氧乙烯醚、常溫無泡表面活性劑投入水中，攪拌使物料完全溶解分散后，投入聚四氟乙烯微粉，繼續攪拌分散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】本發明涉及LED散熱材料，具體涉及一種LED光源用聚四氟乙烯基摻雜納米銅的散熱材料及其制備方法，該材料由以下重量份的原料制成：固含量為15-20%的納米二氧化硅溶膠8-10、埃洛石納米管1-2、聚氧乙烯醚2-3、常溫無泡表面活性劑1-2、水30-40、納米銅粉5-8、超細聚酰亞胺樹脂粉4-5、硅酸鋰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；本發明散熱材料具有高效、均勻、穩定的導熱性，耐環境腐蝕、熱穩定性好，不易老化變形，表面潔凈耐臟，安全絕緣，易于加工切削，是一種環保高效的LED燈具散熱材料。
【IPC分類】C08K3/28, C08K13/06, C08K3/36, C08K3/08, C08K3/34, C08L27/18, C09K5/14
【公開號】CN104893192
【申請號】CN201510168643
【發明人】張超, 鄭穎, 肖建平
【申請人】安徽中威光電材料有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年4月11日