用于led散熱器的復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及散熱技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于LED散熱器的復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002]LED產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，大大拉動(dòng)了上游材料業(yè)的發(fā)展，也進(jìn)一步促進(jìn)了高端材料領(lǐng)域的突破。其中，LED燈具中會(huì)用到大量的散熱材料，包括LED晶片的封裝元件、LED光學(xué)透鏡、光散射元件、高效散熱元件、光反射和光漫射板等。
[0003]一直以來(lái)，散熱不良會(huì)導(dǎo)致電源損壞、光衰加快、壽命減短等問(wèn)題，始終是LED照明系統(tǒng)性能提升的重中之重。傳統(tǒng)的三種用于LED散熱器的材料，包括鋁材、塑料和陶瓷，三者各有優(yōu)劣，但依然無(wú)法同時(shí)滿足LED散熱器材料所需的絕緣性好、膨脹系數(shù)低、導(dǎo)熱系數(shù)大、散熱效果好、質(zhì)輕和機(jī)械性能好的優(yōu)點(diǎn)。
[0004]例如，中國(guó)專利201310313412.6公開了一種鎂合金LED燈泡散熱器壓鑄件及其制造方法，具體公開本發(fā)明提供一種鎂合金LED燈泡散熱器壓鑄件，該壓鑄件成分按重量％為:Α11.7 ?2.5、Zn 彡 0.2、Mn 彡 0.2、Cu 彡 0.008、Fe 彡 0.004、Ni 彡 0.001、Si 彡 0.05其他雜質(zhì)之和0.0LMg余量。同時(shí)提供一種鎂合金LED燈泡散熱器壓鑄件的制造方法。本發(fā)明的效果是通過(guò)使用該種成分的鎂合金來(lái)制造LED燈泡散熱器，使得LED照明燈泡具有良好的散熱性能，重量明顯減輕，工藝簡(jiǎn)單、尺寸精度高，通過(guò)散熱性試驗(yàn)結(jié)果表明，相同試驗(yàn)條件下，該鎂合金與ΑΖ31鎂合金相比較結(jié)溫下降了 I?2°C，相當(dāng)于LED壽命延長(zhǎng)了 4?16%，光通量衰減減緩1%?2%。降低了 LED照明裝置的制造成本和用戶的使用成本。然而，上述專利公開的材料依然存在絕緣性差，不易過(guò)安規(guī)以及質(zhì)量較重的缺陷。
[0005]又如，中國(guó)專利201110043870.3公開了一種導(dǎo)熱型熱固性模塑復(fù)合材料及其用途，具體公開本發(fā)明公開了一種導(dǎo)熱型熱固性模塑復(fù)合材料及其用途，其基本組份及其重量百分含量為(I)熱固性基體樹脂15-65%; (2)導(dǎo)熱性填料20-80%，該填料的導(dǎo)熱系數(shù)大于lW/m.°C ； (3)其他添加劑，如增韌劑，增強(qiáng)劑，穩(wěn)定劑等。本發(fā)明還公開了前述導(dǎo)熱型熱固性模塑復(fù)合材料用于制備LED照明散熱件，其成型溫度可控制至低于通常進(jìn)行焊錫作業(yè)的220°C，使得LED燈和散熱器的組裝工藝可以和熱固性材料散熱器的成型工藝合二為一，可以將LED燈的基板面或?qū)峤饘僦Ъ苤苯优c導(dǎo)熱材料相連接，其成型模具和其輔助系統(tǒng)具有能有效隔熱控溫和易清潔的特點(diǎn)，能有效降低LED燈的加工和制成成本，提高LED散熱器的散熱能力，從而降低LED器件的運(yùn)行溫度。然而，上述專利公開的材料依然存在導(dǎo)熱系數(shù)較小和膨脹系數(shù)高的缺陷。
[0006]又如，中國(guó)專利03126663.0公開了一種一種改進(jìn)型6063鋁合金材料，具體公開本發(fā)明公開了一種改進(jìn)型6063鋁合金材料，該材料是在原6063鋁合金中添加有重量百分含量為0.11?0.2 %的混合稀土元素La和Ce，其中稀土元素La的添加量為0.036?0.14 %。稀土元素在鋁合金中的應(yīng)用結(jié)果表明，在鋁合金中添加適量稀土可以改善機(jī)械、物理及工藝性能，表現(xiàn)為凈化、強(qiáng)化和細(xì)化，在半導(dǎo)體和空調(diào)機(jī)及冷凝蒸發(fā)器器件使用本發(fā)明材料制作的散熱器，有良好的可擠壓性及導(dǎo)電導(dǎo)熱性能。然而，上述專利公開的材料依然存在絕緣性差，不易過(guò)安規(guī)，散熱性能不夠理想和質(zhì)量較重的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]基于此，有必要提供一種絕緣性好、膨脹系數(shù)低、導(dǎo)熱系數(shù)大、散熱效果好和質(zhì)輕的用于LED散熱器的復(fù)合材料。
[0008]一種用于LED散熱器的復(fù)合材料，其特征在于，包括:第一膜層、第二膜層、第三膜層、第四膜層和第五膜層，
[0009]所述第二膜層貼附于所述第一膜層上，所述第三膜層貼附于所述第二膜層上，所述第四膜層貼附于所述第三膜層上，所述第五膜層貼附于所述第四膜層上；
[0010]所述第一膜層包括如下質(zhì)量份的各組分:碳化硅40份?70份，三氧化二鋁13份?55份，二氧化硅2份?15份，粘結(jié)劑3份?25份，高嶺土 2份?20份，氧化鎂0.5份?2份，東陽(yáng)土 0.5份?2份，輕質(zhì)鈣0.5份?2份和稀土氧化物0.2份?0.5份；
[0011]所述第二膜層包括如下質(zhì)量份的組分:石墨烯80份?95份；
[0012]所述第三膜層包括如下質(zhì)量份的各組分:銅93份?97份、鋁2份?4.5份、鎳0.1份?0.3份、鈮0.2份?1.2份、錳0.1份?0.4份、鈦0.1份?0.3份、鉻0.1份?0.3份和隹凡0.1份?0.3份；
[0013]所述第四膜層包括如下質(zhì)量份的各組分:銅47份?50份、鋁49份?52份、鎂0.2份?0.7份、鐵0.2份?0.7份、錳0.2份?0.5份、鈦0.1份?0.3份、鉻0.05份?0.1份和I凡0.1份?0.3份；
[0014]所述第五膜層包括如下質(zhì)量份的各組分:石墨20份?40份，碳纖維20份?30份，聚酰胺40份?60份，水溶性娃酸鹽10份?20份，六方氮化硼I份?8份，雙馬來(lái)酰亞胺2份?5份，硅烷偶聯(lián)劑0.5份?2份，抗氧劑0.25份?I份。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一膜層包括如下質(zhì)量份的各組分:碳化娃50份?60份，三氧化二鋁30份?50份，二氧化硅10份?15份，粘結(jié)劑10份?20份，高嶺土 15份?20份，氧化鎂I份?1.5份，東陽(yáng)土 I份?1.5份，輕質(zhì)1? I份?1.5份和稀土氧化物0.3份?0.4份。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一膜層包括如下質(zhì)量份的各組分:碳化娃55份，三氧化二鋁40份，二氧化硅13份，粘結(jié)劑15份，高嶺土 18份，氧化鎂1.5份，東陽(yáng)土 1.5份，輕質(zhì)鈣1.5份和稀土氧化物0.3份。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第三膜層包括如下質(zhì)量份的各組分:銅94份?96份、鋁3份?4份、鎳0.2份?0.3份、鈮0.5份?I份、錳0.2份?0.3份、鈦0.2份?0.3份、鉻0.2份?0.3份和釩0.2份?0.3份。
[0018]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第三膜層包括如下質(zhì)量份的各組分:銅95份、鋁3.5份、鎳0.3份、鈮0.8份、錳0.2份?0.3份、鈦0.2份?0.3份、鉻0.2份?0.3份和釩0.2份?0.3份。
[0019]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第四膜層包括如下質(zhì)量份的各組分:銅48份?49份、鋁50份?52份、鎂0.2份?0.5份、鐵0.2份?0.5份、錳0.3份?0.5份、鈦0.2份?0.3份、鉻0.05份?0.08份和釩0.2份?0.3份。
[0020]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第四膜層包括如下質(zhì)量份的各組分:銅48份、鋁51份、鎂0.3份、鐵0.3份、錳0.4份、鈦0.4份、鉻0.08份和釩0.3份。
[0021]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第五膜層包括如下質(zhì)量份的各組分:石墨30份?35份，碳纖維25份?30份，聚酰胺45份?50份，水溶性娃酸鹽15份?20份，六方氮化硼4份?6份，雙馬來(lái)酰亞胺3份?4份，娃燒偶聯(lián)劑I份?1.5份，抗氧劑0.5份?I份。
[0022]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第五膜層包括如下質(zhì)量份的各組分:石墨35份，碳纖維28份，聚酰胺45份，水溶性硅酸鹽18份，六方氮化硼5份，雙馬來(lái)酰亞胺3.5份，硅烷偶聯(lián)劑1.8份，抗氧劑0.7份。
[0023]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一膜層、所述第二膜層、所述第三膜層、所述第四膜層和所述第五膜層的厚度比為I?1.5:8?12:5?7:6?10:2?2.5。
[0024]上述用于LED散熱器的復(fù)合材料通過(guò)依次疊加設(shè)置第一膜層、第二膜層、第三膜層、第四膜層和第五膜層，可以獲得絕緣性好、膨脹系數(shù)低、導(dǎo)熱系數(shù)大、散熱效果好和質(zhì)輕的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明一實(shí)施方式的用于LED散熱器的復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明另一實(shí)施方式的用于LED散熱器的復(fù)合材料的局部結(jié)構(gòu)放大示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明另一實(shí)施方式的用于LED散熱器的復(fù)合材料的局部結(jié)構(gòu)放大示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明另一實(shí)施方式的用于LED散熱器的復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5為本發(fā)明一實(shí)施方式的LED燈具的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進(jìn)，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0031]例如，本發(fā)明一實(shí)施方式的用于LED散熱器的復(fù)合材料，包括:第一膜層、第二膜層、第三膜層、第四膜層和第五膜層，所述第二膜層貼附于所述第一膜層上，所述第三膜層貼附于所述第二膜層上，所述第四膜層貼附于所述第三膜層上，所述第五膜層貼附于所述第四膜層上；所述第一膜層包括如下質(zhì)量份的各組分:碳化硅40份?70份，三氧化二鋁13份?55份，二氧化硅2份?15份，粘結(jié)劑3份?25份，高嶺土 2份?20份，氧化鎂0.5份?2份，東陽(yáng)土 0.5份?2份，輕質(zhì)鈣0.5份?2份和稀土氧化物0.2份?0.5份；所述第二膜層包括如下質(zhì)量份的組分:石墨烯80份?95份；所述第三膜層包括如下質(zhì)量份的各組分:銅93份?97份、鋁2份?4.5份、鎳0.1份?0.3份、鈮0.2份?1.2份、錳0.1份?0.4份、鈦0.1份?0.3份、鉻0.1份?0.3份和釩0.1份?0.3份；所述第四膜層包括如下質(zhì)量份的各組分:銅47份?50份、鋁49份?52份、鎂0.2份?0.7份、鐵0.2份?0.7份、錳0.2份?0.5份、鈦0.1份?