[發(fā)明專利]一種LED燈具鋁合金散熱體表面導(dǎo)熱與高輻射散熱復(fù)合涂層材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410363406.6
• 申請(qǐng)日: 2014-07-28
• 公開（公告）號(hào): CN104088003A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王亞明;郭立新;歐陽家虎;賈德昌;周玉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C25D15/00
• 分類號(hào): C25D15/00;C25D7/00;C25D5/18
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 侯靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及涂層的制備方法。

背景技術(shù)

大功率LED是未來照明的重要發(fā)展方向，如何提高其壽命和散熱效率是節(jié)能工程中的重要問題。LED燈泡使用中電能并沒有全部轉(zhuǎn)化為光能，而是一部分轉(zhuǎn)化成為熱能。LED的光效目前只有100lm/W，其電光轉(zhuǎn)換效率大約只有20～30％左右。也就是說大約70％的電能都變成了熱能。一般工作在小電流IF<10mA，或者10～20mA長時(shí)間連續(xù)點(diǎn)亮LED溫升不明顯。每當(dāng)結(jié)溫升高10度，則波長向長波漂移1nm，且發(fā)光的均勻性、一致性變差。更為嚴(yán)重的是，過高的溫度會(huì)降低LED燈泡中電子元件，特別是電容部分的壽命，從而使整個(gè)LED燈泡的壽命降低。鋁合金散熱器能夠?qū)ED芯片工作中產(chǎn)生的熱量快速地導(dǎo)出并散發(fā)到環(huán)境中，它要求散熱器具有良好的導(dǎo)熱性及一定的散熱面積。散熱器材料需滿足比重小、價(jià)格低、強(qiáng)度高、容易加工等要求。

提高鋁合金散熱器的散熱效果需要強(qiáng)化對(duì)流與輻射散熱方式，對(duì)流主要通過設(shè)計(jì)散熱器的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，是目前散熱的主要方式。而輻射散熱技術(shù)在LED散熱中也日益受到關(guān)注，目前通常用涂料工藝來實(shí)現(xiàn)，即高發(fā)射率填料與有機(jī)粘接劑混合，涂覆于散熱器表面。但這種技術(shù)的局限性已越來越明顯，首先涂料的發(fā)射率僅達(dá)到0.7左右，這是由于涂料中有有機(jī)粘接劑，發(fā)射率很難提高；而且涂層的熱穩(wěn)定性、耐曬性、結(jié)合力等都不是很理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決現(xiàn)有噴涂涂料形成涂層的發(fā)射率、結(jié)合力與耐熱性低，達(dá)不到LED鋁合金散熱器使用要求的問題，而提供一種LED燈具鋁合金散熱體表面導(dǎo)熱與高輻射散熱復(fù)合涂層材料的制備方法。

一種LED燈具鋁合金散熱體表面導(dǎo)熱與高輻射散熱復(fù)合涂層材料的制備方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的：

一、將高導(dǎo)熱物質(zhì)粉體的分散液加入到導(dǎo)電電解質(zhì)溶液中，機(jī)械攪拌或超聲攪拌混合均勻，得到混合溶液；所述的高導(dǎo)熱物質(zhì)粉體的分散液是高導(dǎo)熱物質(zhì)粉體與非離子表面活性劑的水溶液；所述的高導(dǎo)熱物質(zhì)粉體與非離子表面活性劑的質(zhì)量比為(10～50):1；所述的高導(dǎo)熱物質(zhì)粉體的質(zhì)量與水的體積比為1g:(10～50)mL；所述的導(dǎo)電電解質(zhì)溶液的濃度為2g/L～50g/L；所述的高導(dǎo)熱物質(zhì)粉體的分散液與導(dǎo)電電解質(zhì)溶液的體積比為1:(10～100)；

二、以電解槽的不銹鋼板為陰極，以鋁合金為陽極，以步驟一制備的混合溶液為電解液，然后以脈沖電源為電源在電解槽兩端外加200V～1000V的電壓，并在電壓為200V～1000V、溫度低于50℃及攪拌的條件下，氧化反應(yīng)5min～120min，得到表面覆有導(dǎo)熱與高輻射散熱復(fù)合涂層材料的LED燈具鋁合金散熱體。

本發(fā)明的有益效果是：1、本發(fā)明的鋁合金表面導(dǎo)熱與高輻射散熱涂層是由石墨、氮化鋁摻雜改性的氧化鋁基復(fù)合涂層，厚度在2～50微米之間。2、本發(fā)明的鋁合金表面導(dǎo)熱與高輻射散熱涂層，發(fā)射率大于0.80，導(dǎo)熱率20～100W/mK。3、本發(fā)明的鋁合金表面導(dǎo)熱與高輻射散熱涂層，添加少量微米或納米石墨的輻射散熱涂層還具有導(dǎo)電(抗靜電)、導(dǎo)熱與輻射冷卻效果，可應(yīng)用于自然散熱、靜電消散、電磁屏蔽等。4、采用本發(fā)明的鋁合金表面導(dǎo)熱與高輻射散熱涂層還具有結(jié)合強(qiáng)度高(基體與涂層以冶金結(jié)合)，抗腐蝕性能好，高溫穩(wěn)定性好，硬度高(大于800HV)、外表美觀等優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)有機(jī)涂料涂層方法所制備的涂層所存在的發(fā)射率低、涂層的穩(wěn)定性、耐曬性、結(jié)合力等缺點(diǎn)。同時(shí)工藝簡單適合批量生產(chǎn)，可實(shí)施性強(qiáng)，降低了成本，提高了性能。可用于LED燈具散熱體表面，也可拓展應(yīng)用于其它電子產(chǎn)品散熱體的強(qiáng)化散熱涂層。

本發(fā)明用于LED燈具鋁合金散熱體表面導(dǎo)熱與高輻射散熱復(fù)合涂層材料的制備。

附圖說明

圖1為實(shí)施例一鋁合金表面獲得的導(dǎo)熱與高輻射散熱涂層的表面形貌圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：本實(shí)施方式所述的一種LED燈具鋁合金散熱體表面導(dǎo)熱與高輻射散熱復(fù)合涂層材料的制備方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的：

一、將高導(dǎo)熱物質(zhì)粉體的分散液加入到導(dǎo)電電解質(zhì)溶液中，機(jī)械攪拌或超聲攪拌混合均勻，得到混合溶液；所述的高導(dǎo)熱物質(zhì)粉體的分散液是高導(dǎo)熱物質(zhì)粉體與非離子表面活性劑的水溶液；所述的高導(dǎo)熱物質(zhì)粉體與非離子表面活性劑的質(zhì)量比為(10～50):1；所述的高導(dǎo)熱物質(zhì)粉體的質(zhì)量與水的體積比為1g:(10～50)mL；所述的導(dǎo)電電解質(zhì)溶液的濃度為2g/L～50g/L；所述的高導(dǎo)熱物質(zhì)粉體的分散液與導(dǎo)電電解質(zhì)溶液的體積比為1:(10～100)；