[發(fā)明專利]一種LED燈導(dǎo)熱涂料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410192926.5
• 申請(qǐng)日: 2014-05-08
• 公開（公告）號(hào): CN103952077B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏平林;朱文明;高云;楊國(guó)森;徐鑫山
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇現(xiàn)代照明集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): C09D183/06
• 分類號(hào): C09D183/06;C09D163/00;C09D133/00;C09D183/04;C09D7/12
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11212
• 代理人: 談杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于導(dǎo)熱涂料領(lǐng)域，主要涉及一種導(dǎo)熱涂料及其制備方法。

背景技術(shù)

LED在工作期間會(huì)產(chǎn)生熱量從而使芯片的溫度升高，芯片溫度的升高，則會(huì)降低LED燈具的發(fā)光效率。此外，在現(xiàn)有的LED芯片封裝工藝中，熒光粉緊貼藍(lán)光芯片，由于芯片自身工作時(shí)會(huì)散發(fā)出大量的熱量，熒光粉的無(wú)輻射躍遷增加，熒光粉發(fā)光效率下降，且隨時(shí)間的變化衰減加劇。為了解決LED燈具的散熱問(wèn)題，考慮到材料成本及加工工藝，目前LED燈具的散熱器(殼體)普遍采用壓鑄鋁作為散熱材料(少量采用低溫共燒陶瓷散熱材料)，盡管金屬鋁本身并非是最便宜的金屬，也非導(dǎo)熱性最好的金屬。利用高分子導(dǎo)熱材料取代金屬鋁作為L(zhǎng)ED燈具的散熱材料是一種可能的選擇。由于上述導(dǎo)熱高分子材料中添加了多種形狀及顏色各異的固體填料，最終高分子導(dǎo)熱材料的顏色往往不能與LED燈具的使用環(huán)境或使用者的個(gè)性化需求相匹配，因此需要使用涂料來(lái)調(diào)節(jié)散熱器的表面顏色。如果使用普通的有機(jī)涂料，由于其本身的導(dǎo)熱系數(shù)通常在0.1～0.2W/m.℃，因此會(huì)阻礙散熱器散熱。

為了解決高分子導(dǎo)熱材料在LED室內(nèi)照明燈具散熱器應(yīng)用方面遇到的問(wèn)題，我們提出一種運(yùn)用兩類在尺寸上梯次分布的具有獨(dú)特物理形狀的固態(tài)填料，外加一些輔助填料填充的導(dǎo)熱涂料，可以滿足導(dǎo)熱及色彩調(diào)節(jié)的功能。

在原理上大尺寸的填料由于導(dǎo)熱通道的完整性具有相對(duì)較高的導(dǎo)熱系數(shù)，而長(zhǎng)寬比高的大尺寸導(dǎo)熱填料(如纖維或片狀填料)在受到壓力后在高分子基體中可以做到大致規(guī)則排列，而成為優(yōu)選。由于一般的散熱器有復(fù)雜的幾何形狀，過(guò)大尺寸的填料阻礙材料最終的模塑成型或注塑成型，而且在成型過(guò)程中會(huì)被折斷，因此不能做到完全規(guī)則排列，相互之間會(huì)留有較大的間隙，嚴(yán)重影響材料整體的導(dǎo)熱能力。為了盡可能填充高分子基體中大尺寸長(zhǎng)寬比高的填料填充后的物理空間，并同時(shí)獲得材料的高導(dǎo)熱能力，我們使用小尺寸的球形或片狀的導(dǎo)熱填料來(lái)輔助填充。如果純粹從物理填充角度來(lái)考慮，可以完全使用具有高導(dǎo)熱系數(shù)的小尺寸球形或片狀的導(dǎo)熱填料來(lái)填充高分子材料，這樣可以做到填充更均勻。但是使用球形的小顆粒填料后，在材料中會(huì)形成很多被高分子材料包圍的球形小顆粒的小“島”，這意味著，盡管球形的小顆粒填料有高的導(dǎo)熱系數(shù)，但熱量在這些小“島”之間傳遞時(shí)會(huì)遇到無(wú)數(shù)由球形的小顆粒填料和高分子材料組成的界面，傳熱效率急劇降低。此外，由于材料中過(guò)多填充球形的小顆粒填料還會(huì)降低高分子材料在模塑或射出成型時(shí)的流動(dòng)性。因此，運(yùn)用兩種尺寸梯次分布的具有獨(dú)特物理形狀的固態(tài)填料組合填充可以達(dá)到導(dǎo)熱高分子材料的最佳導(dǎo)熱效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，提出一種LED燈導(dǎo)熱涂料，運(yùn)用兩種尺寸梯次分布的具有獨(dú)特物理形狀的固態(tài)填料組合填充可以達(dá)到導(dǎo)熱高分子材料的最佳導(dǎo)熱效果。同時(shí)導(dǎo)熱涂料必須同時(shí)兼顧導(dǎo)熱性能及色彩調(diào)節(jié)。另可添加一些陶瓷顏料或有色金屬粉末填料。

一種導(dǎo)熱涂料，其特征在于包括如下材料，30％-40％(質(zhì)量百分比)的樹脂，70％-60％(質(zhì)量百分比)的導(dǎo)熱填料，兩種導(dǎo)熱填料，其中第一種導(dǎo)熱填料為10～30μm的纖維狀、片狀或枝蔓狀固態(tài)大顆粒填料，第二種導(dǎo)熱填料為1～5μm球狀或片狀固態(tài)小顆粒填料；大顆粒填料作為填充骨架，小顆粒填料用于填充有機(jī)物中大顆粒填充后留下的空隙。

第一種纖維狀、枝蔓狀或片狀導(dǎo)熱大顆粒填料包括AlN、BN、SiC、SiN陶瓷材料；第二種球狀或片狀導(dǎo)熱小顆粒填料包括Al₂O₃、AlN、鋁粉或鋅粉。

涂料的顏色由所添加的導(dǎo)熱填料自身的顏色來(lái)調(diào)節(jié)。

白色用白色的導(dǎo)熱填料來(lái)調(diào)節(jié)；紅色或相近顏色用銅粉等填料來(lái)調(diào)節(jié)；灰色用鋁粉、鋅粉，或者兩者按一定比例的混合粉末來(lái)調(diào)節(jié)；黑色用石墨來(lái)調(diào)節(jié)。

本發(fā)明還包括一種導(dǎo)熱涂料的改進(jìn)；其原料配比(質(zhì)量百分比)如下：30％-40％的主體樹脂、70-60％的導(dǎo)熱填料的主體材料基礎(chǔ)上；再添加主體材料質(zhì)量0.1-1％的消泡劑、15％-25％左右的溶劑、2％-5％的偶聯(lián)劑；樹脂材料可以選用環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂或者有機(jī)硅樹脂中的一種，稀釋劑可以選用甲苯、二甲苯、丁酮、冰醋酸、乙二醇乙醚醋酸酯中的一種，消泡劑以有機(jī)硅消泡劑BYK-052為例，偶聯(lián)劑選用γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷但不限于僅這一種材料。