[發明專利]一種LED燈用導熱高分子材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201510809695.2
• 申請日: 2015-11-23
• 公開（公告）號: CN105348798A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發明（設計）人: 陳桂興
• 申請（專利權）人: 陳桂興
• 主分類號: C08L83/04
• 分類號: C08L83/04;C08K3/00;C08K3/28;C08K3/34;C08K3/38;C08K3/22;F21V29/87;F21Y115/10
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 袁周珠

技術領域

本發明涉及一種高分子材料及其制備方法，具體涉及一種LED燈用導熱高分子材料及其制備方法，屬于照明材料制備技術領域。

背景技術

發光二極管簡稱為LED。由含鎵（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成LED是一種能將電能轉化為光能的半導體電子元件。這種電子元件早在1962年出現，早期只能發出低光度的紅光，之后發展出其他單色光的版本，時至今日能發出的光已遍及可見光、紅外線及紫外線，光度也提高到相當的光度。而用途也由初時作為指示燈、顯示板等；隨著技術的不斷進步，發光二極管已被廣泛地應用于顯示器、電視機采光裝飾和照明。

LED燈中的主要器件是LED燈珠和電路板，LED燈珠中，熱量集中在尺寸很小的芯片內，芯片在正常工作時有30%~35%電能轉化為光能，另外65%~70%的轉化成了熱能，LED燈工作時，芯片溫度升高會引起熱應力的非均勻分布、芯片發光效率下降和熒光粉激射效率下降;當溫度超過一定值時，器件失效率呈指數規律增加。LED燈具中，LED的70%的故障來自于溫度過高，并且負載在一半額定功率的情況下溫度每上升20℃，故障率就上升一倍。

現有的LED燈的散熱多采用燈具的金屬殼體進行散熱，采用將電路板通過金屬導熱塊與金屬殼體連接，電路板上的熱量通過金屬導熱塊傳導至金屬殼體散熱。金屬殼體、金屬導電塊與電路板貼合時會造成絕緣問題。如果在金屬散熱器與電路板之間設置絕緣體，則絕緣體的導熱效率較低，又造成散熱效率的低下。

導熱高分子材料指具有較高導熱系數的高分子材料，固體中傳導熱量的載體包括電子、聲子、磁激發和電磁輻射等，從本質上講，絕大多數聚合物的導熱性能與無機材料相比均不理想。在工業上具有實際意義的高分子導熱材料是復合型硅油導熱脂，主要由二甲基硅油與白炭黑和起導熱作用的氮化硼、三氧化二鋁粉填料復合而成。典型的導熱硅脂為白色膏狀物，體積電阻率>1014Ω·cm，相對介電常數(1MHz)4.0～6.0，介電損耗因數(1MHz)9×10-2，介電強度>5.0kV/mm，熱導率>7.0W/(m·K)。導熱硅脂的制備是將硅油與填料在煉膠機上混煉均勻，然后經熱處理和反煉而成。導熱硅脂主要應用在發熱電子元件的內填充，用于導出產生的熱量，并兼有絕緣、固定作用。處理和反煉而成。導熱硅脂主要應用在發熱電子元件的內填充，用于導出產生的熱量，并兼有絕緣、固定作用。

CN201210474195.4公開了一種使用導熱高分子材料散熱的LED燈，包括用于發光的LED發光組件、將LED發光組件封閉的燈罩，所述LED發光組件包括電路板、設置在電路板正面的多個LED燈珠，所述電路板背面貼合有復合高分子材料制成的絕緣導熱基座，所述絕緣導熱基座連接有散熱器。但是該技術的應用存在成本較高的問題，制約其在大規模使用。

發明內容

本發明針對現有技術存在的問題，提供一種LED燈用導熱高分子材料，該導熱高分子材料可制備成LED燈珠，使LED燈具備良好的散熱效果、絕緣性和阻燃性，且制備工藝簡單，成本低廉可控，適于工業上的應用。

為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案是：

一種LED燈用導熱高分子材料，各組分的重量份為：

二甲基硅油30~40份、氮化鋁1~5份、氮化硅1~5份、氮化硼2~4份、碳化硅2~4份、氧化鎂10~15份、抗氧化劑1~3份、光穩定劑1~3份；

二甲基硅油30~35份、氮化鋁1~3份、氮化硅1~3份、氮化硼3~4份、碳化硅3~4份、氧化鎂13~15份、抗氧化劑2~3份、光穩定劑2~3份；

二甲基硅油35~40份、氮化鋁3~5份、氮化硅3~5份、氮化硼2~3份、碳化硅2~3份、氧化鎂10~13份、抗氧化劑1~2份、光穩定劑1~2份；

二甲基硅油35份、氮化鋁3份、氮化硅3份、氮化硼3份、碳化硅3份、氧化鎂13份、抗氧化劑2份、光穩定劑2份；

二甲基硅油32份、氮化鋁2份、氮化硅2份、氮化硼3.4份、碳化硅3.5份、氧化鎂14份、抗氧化劑2.5份、光穩定劑2.5份；

二甲基硅油37份、氮化鋁4份、氮化硅4份、氮化硼2.5份、碳化硅2.5份、氧化鎂11份、抗氧化劑1.5份、光穩定劑1.5份。

本發明的另外一個目的是提供一種LED燈用導熱高分子材料的制備方法，包括以下步驟：

將原料混合均勻，混合攪拌均勻，粉碎研磨至粉末粒子在0.2~0.6微米；再在壓力為1.5~2.5MPa條件下將粉末壓成厚度為3~5cm的板塊，即得成品。

本發明的有益效果是：