[發明專利]一種LED燈外殼用有機蒙脫土改性玻璃纖維增強增韌的導熱塑料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710542803.3
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107345052A
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 江林;汪雪琴;紀沿海
• 申請（專利權）人: 安徽中威光電材料有限公司
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08K13/06;C08K9/06;C08K9/04;C08K3/38;C08K7/14;C08K3/34;C08K9/02;C08K7/06;C08K3/22;C09K5/14
• 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散熱領域，具體涉及一種LED燈外殼用有機蒙脫土改性玻璃纖維增強增韌的導熱塑料及其制備方法。

背景技術

隨著LED在生活生產中的廣泛應用，發現LED的芯片在使用的過程中產生大量的熱量，熱量的積累會縮短其壽命，所以如何改善LED 封裝材料的導熱性能，是急需解決的難題。

李巧梅在其碩士學位論文《導熱微粒燒結和復合材料取向對大功率LED散熱的影響》中，以環氧樹脂為基體，分別以二氧化硅、碳化硅為導熱微粒，制備了高比例導熱微粒陶瓷片和取向型高導熱聚合物基復合材料，其中高比例導熱微粒陶瓷片用在LED的陶瓷片上，而取向型復合材料用在LED的封裝上。用硅烷偶聯劑對導熱顆粒進行表面處理，用氧化釔和氧化鎂作為燒結劑，得到高導熱的碳化硅共燒陶瓷片。但是存在導熱性能、力學性能不足。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種LED燈外殼用有機蒙脫土改性玻璃纖維增強增韌的導熱塑料及其制備方法，依照該工藝制備的復合材料導熱性能好、力學性能好。

本發明所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現：

一種LED燈外殼用有機蒙脫土改性玻璃纖維增強增韌的導熱塑料的制備方法，其特征在于，按以下步驟進行：

a. 向1-2重量份硅烷偶聯劑KH560中1:10-20加入蒸餾水，磁力攪拌10-20min，加入10-20重量份氮化硼，磁力攪拌30-40min，升溫至60-70℃水浴加熱，繼續攪拌20-30min，過濾、水洗3-5次，在110-120℃下烘干5-6h，研磨粉碎，得改性粉體；

b. 有機蒙脫土-硅烷偶聯劑改性玻璃纖維：

向4-7重量份有機蒙脫土中1:10-15加入乙醇水溶液，剪切分散20-30min后，在冰浴中超聲處理1-2h，得有機蒙脫土分散液；

將預處理玻璃纖維、0.5-1重量份硅烷偶聯劑KH550加入有機蒙脫土分散液中，超聲處理30-40min，在30-40℃加入2-4重量份聚乙二醇，調pH為6-7，機械振蕩1-2h，置于110-120℃烘箱中加熱1-2h，得改性玻璃纖維；

c. 向5-8重量份碳纖維中1:5-10加入丙酮，浸泡處理4-6h，反復水洗，除去丙酮及雜質，再1:3-5浸泡于濃硝酸中1-2h，用蒸餾水清洗3-5次，超聲振蕩清洗1-2h，置于干燥箱中在90-100℃下干燥4-5h，得表面氧化處理的碳纖維；

d. 預混、熔融擠出造粒：

將70-80重量份聚對苯二甲酸丁二醇酯、10-20重量份導熱填料氧化鎂放入110-120℃鼓風干燥箱中烘3-4h，充分干燥；

將干燥后的物料與a、c中所得物料放入高速攪拌機中攪拌20-30min，得到均勻預混料，加入到雙螺桿擠出機中熔融擠出，將b中所得改性玻璃纖維從第二個加料口加入，經過空氣冷卻，經造粒機造粒。

其中，步驟b中所述預處理玻璃纖維是將4-8重量份玻璃纖維置于400-500℃馬弗爐中煅燒1-2h，乙醇水溶液質量分數為60-70%，機械振蕩轉速為150-200rpm。步驟d中所述雙螺桿擠出機溫度為230-250℃。

本發明的反應機理及有益效果如下：

用硅烷偶聯劑KH560對導熱填料氮化硼進行改性，偶聯劑分子的一端通過化學鍵的作用與無機填料結合，另一端與聚合物基體結合，偶聯劑起到了橋梁作用，改善其在基體中的分散性，減小導熱填料與基體間的界面熱阻；用有機蒙脫土-硅烷偶聯劑KH550對玻璃纖維進行表面改性，可與基體形成良好的界面結合，增加界面剪切強度，起到增強增韌的作用；采用液相氧化法對碳纖維進行表面氧化處理，提高其與基體的相容性，通過碳纖維增強來彌補復合材料在力學性能方面的損失，增強效果好，提高了復合材料沖擊、彎曲和拉伸強度。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。

實施例

一種LED燈外殼用有機蒙脫土改性玻璃纖維增強增韌的導熱塑料的制備方法，其特征在于，按以下步驟進行：

a. 向1kg硅烷偶聯劑KH560中1:15加入蒸餾水，磁力攪拌20min，加入10kg氮化硼，磁力攪拌40min，升溫至60-70℃水浴加熱，繼續攪拌30min，過濾、水洗3次，在110-120℃下烘干5h，研磨粉碎，得改性粉體；

b. 有機蒙脫土-硅烷偶聯劑改性玻璃纖維：