一種led光源用聚四氟乙烯基摻雜金屬硅粉的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摻雜金屬硅粉的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(jiǎn)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(zhǎng)、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(diǎn)，是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的作為替代傳統(tǒng)光源的最具競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，在實(shí)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(wú)機(jī)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(diǎn)，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(dá)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(diǎn)，被譽(yù)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(bǔ)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摻雜金屬硅粉的散熱材料及其制備方法，為了實(shí)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摻雜金屬硅粉的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:二硅化鋯0.2-0.3,200-325目金屬硅粉1_2、納米多孔石墨粉3-5、固含量為10-15%的納米硅溶膠3-4、硅酸鈉3-5、水30-40、三氧化二硼1_3、聚乙二醇1-2、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1-1.5、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:聚醚硅油1-3、硅烷偶聯(lián)劑kh550 4-5、β - 二酮1-2、1-苯基-5-巰基四氮唑0.1-0.2、鋁酸鑭0.01-0.02、碳晶須12-15，固含量為10-15%的納米硅溶膠20-25，制備方法為:先將β - 二酮、1-苯基-5-巰基四氮唑、鋁酸鑭投入硅溶膠中，快速攪拌使物料在溶膠中均勻分散，隨后再加入碳晶須，攪拌混合均勻后室溫干燥除去水分，干燥后的物料與其它剩余成分混合，研磨分散20-30min，即得。
[0006]所述的金屬娃粉中娃含量多98%ο
[0007]所述的一種LED光源用聚四氟乙烯基摻雜金屬硅粉的散熱材料及其制備方法，其制備方法為:
(I)先將金屬硅粉投入硅溶膠中，超聲分散40-50min，隨后再加入納米多孔石墨粉，攪拌混合均勻后，在120-150°C條件下熱處理3-4h，熱處理結(jié)束后將物料與γ-氨丙基三乙氧基硅烷混合研磨分散20-30min，所得物料備用； (2)將硅酸鈉、聚乙二醇投入水中，攪拌使物料完全溶解分散后，投入聚四氟乙烯微粉，繼續(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。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:以硅酸鈉、聚乙二醇等混合水溶液作為粘結(jié)劑，有效改善了聚四氟乙烯粉體表面性能，提高了原料間的相容性，經(jīng)硅溶膠包覆熱處理后的金屬硅粉、納米多孔石墨粉在基料中更易分散，穩(wěn)定高效的提高了材料的導(dǎo)熱散熱能力，添加的助劑有提高材料尺寸穩(wěn)定性的功效；本發(fā)明制備的聚四氟乙烯-氮化鋁復(fù)混塑料基散熱材料具有高效、均勻、穩(wěn)定的導(dǎo)熱性，在使用時(shí)耐環(huán)境腐蝕、耐光、熱老化，表面潔凈耐臟，經(jīng)久耐用，易于加工切削，是一種新型節(jié)能的LED燈具散熱材料。
【具體實(shí)施方式】
實(shí)施例
[0009]本實(shí)施例散熱材料由以下重量份原料制成:二硅化鋯0.2、325目金屬硅粉2、納米多孔石墨粉5、固含量為10%的納米硅溶膠4、硅酸鈉5、水40、三氧化二硼2、聚乙二醇2、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.5、600目氮化鋁微粉25、300目聚四氟乙烯微粉50、助劑3。
[0010]所述的助劑由以下重量份的原料制成:聚醚硅油2、硅烷偶聯(lián)劑kh550 5、β - 二酮1、1-苯基-5-巰基四氮唑0.1、鋁酸鑭0.01、碳晶須15，固含量為10%的納米硅溶膠25，制備方法為:先將二酮、1-苯基-5-巰基四氮唑、鋁酸鑭投入硅溶膠中，快速攪拌使物料在溶膠中均勻分散，隨后再加入碳晶須，攪拌混合均勻后室溫干燥除去水分，干燥后的物料與其它剩余成分混合，研磨分散30min，即得。
[0011]其中金屬娃粉中娃含量為99%。
[0012]所述的一種LED光源用聚四氟乙烯基摻雜金屬硅粉的散熱材料及其制備方法，其制備方法為:
(1)先將金屬硅粉投入硅溶膠中，超聲分散50min，隨后再加入納米多孔石墨粉，攪拌混合均勻后，在120-150°C條件下熱處理4h，熱處理結(jié)束后將物料與γ-氨丙基三乙氧基硅烷混合研磨分散30min，所得物料備用；
(2)將硅酸鈉、聚乙二醇投入水中，攪拌使物料完全溶解分散后，投入聚四氟乙烯微粉，繼續(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18h，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。
[0013]本實(shí)施例所制得的材料根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試得到的性能指標(biāo)如下:
拉伸強(qiáng)度為:43.5MPa ;斷裂伸長(zhǎng)率:0.46% ;介電強(qiáng)度:18.2KV/mm ;導(dǎo)熱系數(shù)為4.38W/m.k ;熱擴(kuò)散系數(shù)為21.6mm2/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(jí):4.5級(jí)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種LED光源用聚四氟乙烯基摻雜金屬硅粉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:二硅化鋯0.2-0.3,200-325目金屬硅粉1_2、納米多孔石墨粉3-5、固含量為10-15%的納米硅溶膠3-4、硅酸鈉3-5、水30-40、三氧化二硼1_3、聚乙二醇1-2、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1-1.5、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:聚醚硅油1-3、硅烷偶聯(lián)劑kh550 4-5、β - 二酮1-2、1-苯基-5-巰基四氮唑0.1-0.2、鋁酸鑭0.01-0.02、碳晶須12-15，固含量為10-15%的納米硅溶膠20-25，制備方法為:先將β-二酮、1-苯基-5-巰基四氮唑、鋁酸鑭投入硅溶膠中，快速攪拌使物料在溶膠中均勻分散，隨后再加入碳晶須，攪拌混合均勻后室溫干燥除去水分，干燥后的物料與其它剩余成分混合，研磨分散20-30min，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摻雜金屬硅粉的散熱材料及其制備方法，所述的金屬硅粉中硅含量多98%ο
3.如權(quán)利要求1所述的一種LED光源用聚四氟乙烯基摻雜金屬硅粉的散熱材料及其制備方法，其制備方法為: (1)先將金屬硅粉投入硅溶膠中，超聲分散40-50min，隨后再加入納米多孔石墨粉，攪拌混合均勻后，在120-150°C條件下熱處理3-4h，熱處理結(jié)束后將物料與γ-氨丙基三乙氧基硅烷混合研磨分散20-30min，所得物料備用； (2)將硅酸鈉、聚乙二醇投入水中，攪拌使物料完全溶解分散后，投入聚四氟乙烯微粉，繼續(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摻雜金屬硅粉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：二硅化鋯0.2-0.3、200-325目金屬硅粉1-2、納米多孔石墨粉3-5、固含量為10-15%的納米硅溶膠3-4、硅酸鈉3-5、水30-40、三氧化二硼1-3、聚乙二醇1-2、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1-1.5、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)明散熱材料具有高效、均勻、穩(wěn)定的導(dǎo)熱性，在使用時(shí)耐環(huán)境腐蝕、耐光、熱老化，表面潔凈耐臟，經(jīng)久耐用，易于加工切削，是一種新型節(jié)能的LED燈具散熱材料。
【IPC分類】C08L27-18, C08K3-38, C08K13-06, C08K3-28, C08L71-02, C08K9-10, C09K5-14, C08K5-544, C08K7-24, C08K3-34
【公開號(hào)】CN104877279
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510168798
【發(fā)明人】梅務(wù)華, 熊文華, 李華生
【申請(qǐng)人】安徽中威光電材料有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年4月11日