本發(fā)明公開了一種高導熱LED散熱片的制備方法，屬于散熱片技術領域。

背景技術：

發(fā)光二極管（LED）作為高效節(jié)能環(huán)保照明產品，與傳統(tǒng)照明燈具相比，具有發(fā)光效率高、能耗低、壽命長、方向性好以及響應快等優(yōu)點。

但LED作為光電器件，其工作過程中只有15～25%的電能轉換成光能，其余的電能幾乎都只轉換為熱能，使LED的溫度升高。而LED器件的散熱性不好，必然會導致LED溫度升高，進而影響燈具的使用造成許多不良影響：例如LED器件的光強度逐漸減小，發(fā)光波長變長，顏色發(fā)生紅移，發(fā)光效率不斷降低。隨著高溫的持續(xù)，LED的光輸出性還可能發(fā)生永久性衰變。這種永久性衰變主要由材料內缺陷的增加所引起，缺陷侵入發(fā)光區(qū)后，將形成大量的非輻射復合中心，使發(fā)光器件的注入效率與發(fā)光效率明顯下降。此外，高溫下材料內的微缺陷及來自電板界面的快擴散雜質也會引入發(fā)光區(qū)，形成大量的深能級，加速LED器件的性能衰變。因此，大功率LED因其發(fā)熱量大，必須經過增加散熱裝置來提高LED器件的散熱性，以保證LED燈具的發(fā)光性能穩(wěn)定且使用壽命較長。散熱片的種類很多，由制造方式來看，氣冷的散熱片可分為壓印散熱片、擠型散熱片、鑄造散熱片、接著散熱片、折迭散熱片、改良式的鑄造散熱片、鍛造散熱片、切削散熱片、機械加工散熱片等。散熱片的大小與厚度，直接影響了有效散熱面積與排熱的能力。良好的散熱片應該大于接觸面，同時還要有盡量多的散熱面積才行。導熱墊片也是一種極佳的導熱材料，它與散熱片的結合，可以改善散熱效果。目前傳統(tǒng)的LED散熱器存在導熱、散熱性能不佳，及絕緣性能不高的缺陷。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術問題：針對目前傳統(tǒng)的LED散熱器存在導熱、散熱性能不佳，以及絕緣性能不高的缺陷，本發(fā)明取火山巖熔融后引絲、球磨，再收集火山巖纖維顆粒，與二甲基甲酰胺混合并進行超聲振蕩，加入環(huán)氧樹脂E51、三苯基膦水浴，洗滌、并收集濾餅，與蒙脫土、二乙烯三胺等混合、脫泡、固化即得一種高導熱LED散熱片，本發(fā)明利用環(huán)氧樹脂E51和三苯基膦對預處理后的火山巖進行改性，大大增強了散熱片的導熱性能和絕緣性能，彌補了傳統(tǒng)散熱片導熱、散熱性能不佳以及絕緣性能不理想的缺陷，具有較佳的生產價值。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：

（1）將火山巖洗凈后晾干，碾磨并過100～120目篩，收集火山巖粉末并置于石墨坩堝中，在220～250℃下預熱15～20min，隨后按10℃/min升溫至1350～1500℃，保溫熔融1～2h，待保溫完成后，將坩堝漏嘴處用玻璃棒進行引絲，收集直徑為45～50μm的火山巖熔融絲，隨后靜置冷卻至室溫，制備得火山巖纖維；

（2）選取上述制備的火山巖纖維置于球磨機中，在250～300r/min下球磨3～5h，收集火山巖纖維顆粒，按質量比1:5，將火山巖纖維顆粒與二甲基甲酰胺攪拌混合并置于200～300W下超聲振蕩10～15min，隨后收集火山巖纖維顆粒懸浮液；

（3）隨后按重量份數計，分別稱量20～30份火山巖纖維顆粒懸浮液、45～50份環(huán)氧樹脂E51和5～8份三苯基膦置于三口燒瓶中，在75～80℃下水浴加熱20～24h，待水浴加熱完成后，過濾并收集濾餅，用二氯甲烷洗滌3～5次后，在75～80℃下干燥6～8h，制備得改性火山巖纖維顆粒；

（4）按重量份數計，分別稱量10～15份蒙脫土、10～15份改性火山巖纖維顆粒、35～40份環(huán)氧樹脂E513～5份二乙烯三胺和2～3份全氟辛酸置于燒杯中，攪拌混合并置于真空干燥箱中，在55～60℃下干燥脫泡20～25min制備得混合漿液，將混合漿液澆筑至散熱片模具中，靜置脫泡25～30min，在60～65℃下固化5～6h后，再在90～100℃下老化處理5～6h，隨后靜置冷卻至室溫，脫模即可制備得一種高導熱LED散熱片。

本發(fā)明的物理性質是：本發(fā)明制得的LED散熱片的熱傳導系數為20～40W/(m·K)，熱阻值為0.1～0.2℃/W，抗拉強度為350～450MPa，屈服強度為250～350MPa。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明制得的散熱片使空氣容易排出和進入散熱片，加快了熱交換的速度，提高了熱排放的效率，從而使得LED燈始終在安全的溫度范圍內工作；

（2）本發(fā)明制得的LED散熱片的熱傳導系數較傳統(tǒng)散熱片降低100～200%，熱阻值降低1～2倍，抗拉強度和屈服強度大幅提高。

具體實施方式

首先將火山巖洗凈后晾干，碾磨并過100～120目篩，收集火山巖粉末并置于石墨坩堝中，在220～250℃下預熱15～20min，隨后按10℃/min升溫至1350～1500℃，保溫熔融1～2h，待保溫完成后，將坩堝漏嘴處用玻璃棒進行引絲，收集直徑為45～50μm的火山巖熔融絲，隨后靜置冷卻至室溫，制備得火山巖纖維；選取上述制備的火山巖纖維置于球磨機中，在250～300r/min下球磨3～5h，收集火山巖纖維顆粒，按質量比1:5，將火山巖纖維顆粒與二甲基甲酰胺攪拌混合并置于200～300W下超聲振蕩10～15min，隨后收集火山巖纖維顆粒懸浮液；隨后按重量份數計，分別稱量20～30份火山巖纖維顆粒懸浮液、45～50份環(huán)氧樹脂E51和5～8份三苯基膦置于三口燒瓶中，在75～80℃下水浴加熱20～24h，待水浴加熱完成后，過濾并收集濾餅，用二氯甲烷洗滌3～5次后，在75～80℃下干燥6～8h，制備得改性火山巖纖維顆粒；按重量份數計，分別稱量10～15份蒙脫土、10～15份改性火山巖纖維顆粒、35～40份環(huán)氧樹脂E513～5份二乙烯三胺和2～3份全氟辛酸置于燒杯中，攪拌混合并置于真空干燥箱中，在55～60℃下干燥脫泡20～25min制備得混合漿液，將混合漿液澆筑至散熱片模具中，靜置脫泡25～30min，在60～65℃下固化5～6h后，再在90～100℃下老化處理5～6h，隨后靜置冷卻至室溫，脫模即可制備得一種高導熱LED散熱片。

實例1

首先將火山巖洗凈后晾干，碾磨并過100目篩，收集火山巖粉末并置于石墨坩堝中，在220℃下預熱15min，隨后按10℃/min升溫至1350℃，保溫熔融1h，待保溫完成后，將坩堝漏嘴處用玻璃棒進行引絲，收集直徑為45μm的火山巖熔融絲，隨后靜置冷卻至室溫，制備得火山巖纖維；選取上述制備的火山巖纖維置于球磨機中，在250r/min下球磨3h，收集火山巖纖維顆粒，按質量比1:5，將火山巖纖維顆粒與二甲基甲酰胺攪拌混合并置于200W下超聲振蕩10min，隨后收集火山巖纖維顆粒懸浮液；隨后按重量份數計，分別稱量20份火山巖纖維顆粒懸浮液、45份環(huán)氧樹脂E51和5份三苯基膦置于三口燒瓶中，在75℃下水浴加熱20h，待水浴加熱完成后，過濾并收集濾餅，用二氯甲烷洗滌3次后，在75℃下干燥6h，制備得改性火山巖纖維顆粒；按重量份數計，分別稱量10份蒙脫土、10份改性火山巖纖維顆粒、35份環(huán)氧樹脂E513份二乙烯三胺和2份全氟辛酸置于燒杯中，攪拌混合并置于真空干燥箱中，在55℃下干燥脫泡20min制備得混合漿液，將混合漿液澆筑至散熱片模具中，靜置脫泡25min，在60℃下固化5h后，再在90℃下老化處理5h，隨后靜置冷卻至室溫，脫模即可制備得一種高導熱LED散熱片。

本發(fā)明的物理性質是：本發(fā)明制得的LED散熱片的熱傳導系數為20W/(m·K)，熱阻值為0.1℃/W，抗拉強度為350MPa，屈服強度為250MPa。

實例2

首先將火山巖洗凈后晾干，碾磨并過110目篩，收集火山巖粉末并置于石墨坩堝中，在240℃下預熱17min，隨后按10℃/min升溫至1400℃，保溫熔融1.5h，待保溫完成后，將坩堝漏嘴處用玻璃棒進行引絲，收集直徑為47μm的火山巖熔融絲，隨后靜置冷卻至室溫，制備得火山巖纖維；選取上述制備的火山巖纖維置于球磨機中，在270r/min下球磨4h，收集火山巖纖維顆粒，按質量比1:5，將火山巖纖維顆粒與二甲基甲酰胺攪拌混合并置于250W下超聲振蕩13min，隨后收集火山巖纖維顆粒懸浮液；隨后按重量份數計，分別稱量25份火山巖纖維顆粒懸浮液、47份環(huán)氧樹脂E51和7份三苯基膦置于三口燒瓶中，在77℃下水浴加熱22h，待水浴加熱完成后，過濾并收集濾餅，用二氯甲烷洗滌4次后，在77℃下干燥7h，制備得改性火山巖纖維顆粒；按重量份數計，分別稱量13份蒙脫土、13份改性火山巖纖維顆粒、37份環(huán)氧樹脂E514份二乙烯三胺和2.5份全氟辛酸置于燒杯中，攪拌混合并置于真空干燥箱中，在57℃下干燥脫泡23min制備得混合漿液，將混合漿液澆筑至散熱片模具中，靜置脫泡27min，在63℃下固化5.5h后，再在95℃下老化處理5.5h，隨后靜置冷卻至室溫，脫模即可制備得一種高導熱LED散熱片。

本發(fā)明的物理性質是：本發(fā)明制得的LED散熱片的熱傳導系數為30W/(m·K)，熱阻值為0.15℃/W，抗拉強度為400MPa，屈服強度為300MPa。

實例3

首先將火山巖洗凈后晾干，碾磨并過120目篩，收集火山巖粉末并置于石墨坩堝中，在250℃下預熱20min，隨后按10℃/min升溫至1500℃，保溫熔融2h，待保溫完成后，將坩堝漏嘴處用玻璃棒進行引絲，收集直徑為50μm的火山巖熔融絲，隨后靜置冷卻至室溫，制備得火山巖纖維；選取上述制備的火山巖纖維置于球磨機中，在300r/min下球磨5h，收集火山巖纖維顆粒，按質量比1:5，將火山巖纖維顆粒與二甲基甲酰胺攪拌混合并置于300W下超聲振蕩15min，隨后收集火山巖纖維顆粒懸浮液；隨后按重量份數計，分別稱量30份火山巖纖維顆粒懸浮液、50份環(huán)氧樹脂E51和8份三苯基膦置于三口燒瓶中，在80℃下水浴加熱24h，待水浴加熱完成后，過濾并收集濾餅，用二氯甲烷洗滌5次后，在80℃下干燥8h，制備得改性火山巖纖維顆粒；按重量份數計，分別稱量15份蒙脫土、15份改性火山巖纖維顆粒、40份環(huán)氧樹脂E515份二乙烯三胺和3份全氟辛酸置于燒杯中，攪拌混合并置于真空干燥箱中，在60℃下干燥脫泡25min制備得混合漿液，將混合漿液澆筑至散熱片模具中，靜置脫泡30min，在65℃下固化6h后，再在100℃下老化處理6h，隨后靜置冷卻至室溫，脫模即可制備得一種高導熱LED散熱片。

本發(fā)明的物理性質是：本發(fā)明制得的LED散熱片的熱傳導系數為40W/(m·K)，熱阻值為0.2℃/W，抗拉強度為450MPa，屈服強度為350MPa。