[發明專利]一種大功率LED燈用高導熱PA10T復合散熱材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201510436547.0
• 申請日: 2015-07-23
• 公開（公告）號: CN104987712A
• 公開（公告）日: 2015-10-21
• 發明（設計）人: 董照海
• 申請（專利權）人: 合肥凱士新材料貿易有限公司
• 主分類號: C08L77/06
• 分類號: C08L77/06;C08L53/02;C08L29/14;C08K13/04;C08K7/14;C08K7/08;C08K3/22;C08K3/04;C08K3/08;C08K3/38
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及LED散熱材料領域，尤其涉及一種大功率LED燈用高導熱PA10T復合散熱材料及其制備方法。

背景技術

多數金屬材料的導熱性較好，但金屬材料的耐腐蝕性不好，限制了其在化工生產和廢水處理中的熱交換器、導熱管、太陽能熱水器及蓄水池冷卻器等領域的應用。同金屬材料相比，塑料的絕緣、耐腐蝕、耐化學藥品性能好，且質輕、價廉、易加工、成型能耗低，在電子電氣等領域得到了廣泛的應用，例如可用作電子封裝材料。

對于需要絕緣散熱的器件多利用高導熱陶瓷如氮化鋁、氮化硼等。由于陶瓷產品的加工難度高、易破裂，人們開始尋求容易加工、耐沖擊性能好的聚合物來制備絕緣導熱復合材料。

聚合物分子鏈中一般不存在傳導電流和熱能的自由電子和離子。聚合物結晶的不完整性，亦限制了聲子對熱能的傳導，因此聚合物材料大多是熱的不良導體，即使導熱性最好的高密度聚乙烯，其熱導率也僅為0.44W/m·K。但是聚合物材料具有質量輕、易加工、高性能和低價格的優點，在需要產品“移動”和現場“施工”的電子、電器和信息技術等諸多領域對高強、高韌、質輕、易加工和導熱聚合物基復合材料有迫切需求，關鍵是要提高聚合物導熱（完成快速散熱）性能。所以，聚合物材料導熱功能化成為高分子科學與工程學科的前沿課題之一。

研究開發具有高導熱性能的絕緣樹脂基復合材料具有迫切的實際意義。目前提高高分子材料導熱性能最便捷有效的方式是對現有材料進行復合導熱改性。

耐高溫聚酰胺PA10T是一種生物基半芳香族聚酰胺，具有優異的力學性能、耐熱性和加工性能，吸水率低，尺寸穩定性好以及耐化學腐蝕等優點，主要應用于電子電氣、LED、汽車等行業。然而，耐高溫聚酰胺PA10T的熱導率較小，從而限制了其在一些領域中的應用，如連接器、電機、變壓器、螺線管、纏繞線圈系統LED照明散熱等，因此有必要對其進行導熱性能方面的改性。在現有的改性方法中，填充導熱填料具有成本低、設備簡單、適合大規模生產等優點，是最適合作為提高PA10T導熱性能的方法。

氮化硼具有原子晶體形式和致密的結構，以聲子導熱為主，熱導率很高，另外氮化硼的熱膨脹系數是陶瓷中最小的，高溫絕緣性能十分出色，是良好的高絕緣高導熱填料。氧化鎂雖然熱導率比較低，但其價格便宜。

將上述兩種填料進行有效復配組合，可能獲得熱導率高、成本低、成型性優良的導熱絕緣復合材料，可廣泛應用在絕緣要求較高同時又要求有優異導熱性能的LED照明散熱領域。采用氮化硼微球粉末和球狀氧化鎂作為復配導熱填料，少量短切玻璃纖維作為增強填料，制備導熱絕緣耐高溫PA10T復合材料，散熱性能優良，但是力學性能不夠好，散熱性也不能滿足一些較大功率設備的要求，耐久性不能得到保證，需要改進。

發明內容

本發明的目的在于提供一種大功率LED燈用高導熱PA10T復合散熱材料，該復合散熱材料導熱系數高和力學性能好，而且具有光催化有害物質的性能。

本發明的技術方案如下：

一種大功率LED燈用高導熱PA10T復合散熱材料，其特征在于由下列重量份的原料制成：氧化鎂40-42、氮化硼20-22、短切玻璃纖維2-3、聚酰胺PA10T30-32、氧化鋁晶須7-8、納米三氧化鎢1-2、膨化石墨粉3-5、含磷2-4%的含磷銅合金粉1-2、納米級片狀鋁粉1-1.3、聚乙烯醇縮丁醛1-1.5、乙醇6-7、SEBS3-4。

所述的大功率LED燈用高導熱PA10T復合散熱材料的生產方法，其特征在于：

（1）將聚乙烯醇縮丁醛加入乙醇中，加熱至80-82℃，攪拌至樹脂全部溶解，再加入含磷2-4%的含磷銅合金粉、納米級片狀鋁粉，攪拌均勻，再加入短切玻璃纖維、氧化鋁晶須攪拌均勻，烘干，粉碎，得到改性氧化鋁晶須；

（2）將氮化硼與SEBS、納米三氧化鎢、膨化石墨粉混合均勻，送入雙螺桿擠出機，經過熔融擠出，水冷切粒，得到粒料；

（3）將聚酰胺PA10T干燥，與第（2）步得到的粒料以及其他剩余成分混合均勻，從同向雙螺桿擠出機的主喂料口進入，改性氧化鋁晶須從側喂料口進入，經過熔融擠出，水冷切粒得到粒料；擠出機各段溫度分別為：280、320、310、310℃，螺桿轉速設定為400r/min；然后在125-130℃下鼓風干燥4-5h，用注塑機注塑成型，即得。

本發明的有益效果