[發(fā)明專利]一種用于大功率戶外照明LED燈具的散熱界面材料及其LED燈具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810436346.4
• 申請(qǐng)日: 2018-05-09
• 公開（公告）號(hào): CN108676363B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李培信;楊傳仕;楊杰;劉天凱;姚晨;趙德強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東億昌照明科技有限公司
• 主分類號(hào): C08L83/08
• 分類號(hào): C08L83/08;C08L59/00;C08K9/06;C08K3/04;C08K5/13;C09K5/14;F21Y115/10
• 代理公司: 德州沃杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37296
• 代理人: 孫玉全;程成

本發(fā)明提供一種用于大功率戶外照明LED燈具的散熱界面材料及其制備方法和應(yīng)用，并提供一種大功率戶外照明LED燈具。本發(fā)明采用氨基偶聯(lián)劑改性石墨烯，并將改性石墨烯與聚二甲基硅氧烷、多聚甲醛、雙酚A經(jīng)過反應(yīng)制備得到散熱界面材料。該散熱界面材料的導(dǎo)熱性良好，且應(yīng)用于LED燈具中能有效提高散熱效果。此外，該材料具有優(yōu)良的耐高溫特性、耐腐蝕性和電絕緣性，可用于大功率戶外照明LED燈具。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于大功率戶外照明LED燈具的散熱界面材料、制備 方法及其應(yīng)用，還涉及一種大功率戶外照明LED燈具。

背景技術(shù)

隨著全社會(huì)對(duì)節(jié)能減排要求的日益高漲，以LED照明為代表的新型照 明光源在替代傳統(tǒng)照明的演進(jìn)中承擔(dān)著越來越重要的角色。LED燈具為現(xiàn) 代社會(huì)的發(fā)展提供了更加高效、節(jié)能、環(huán)保的照明品質(zhì)。LED燈具工作過 程中會(huì)放出大量熱量并產(chǎn)生高溫，如果散熱不良會(huì)導(dǎo)致燈具電源損壞、光 衰加快、壽命減短等問題。因此，如何解決散熱問題是LED照明系統(tǒng)性能 提升的重中之重。

目前，LED燈具的散熱都是通過發(fā)熱表面與散熱器的界面接觸，實(shí)現(xiàn) 熱量從發(fā)熱元器件向散熱器的傳導(dǎo)。但由于接觸表面粗糙度的存在，兩接 觸表面不可能完全接觸，接觸表面約99％的面積被空氣隔開。當(dāng)熱量從一 個(gè)試件傳遞到另一個(gè)試件時(shí)，必然會(huì)造成熱流收縮，這樣就形成了接觸熱 阻。因?yàn)榭諝馐菬岬牟涣紝?dǎo)體，其導(dǎo)熱系數(shù)只有0.02W/m·K，使得LED燈 具產(chǎn)生的熱量也無法正常傳遞給散熱器。解決問題的方法之一就是使用具 有高熱導(dǎo)率的熱界面材料填充LED燈具芯片模組和散熱器接觸面之間的間 隙，排除間隙內(nèi)的低熱傳導(dǎo)率空氣，形成多條傳熱通路，減小接觸熱阻， 提高散熱效率。

為此，人們發(fā)現(xiàn)石墨烯作為一種二維片層碳材料，導(dǎo)熱能力十分突出。 理論上，單層石墨烯在室溫下的導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/(m·K)，同時(shí)石墨烯 的比表面積很大，可充分填充于基材之中，增大其散熱表面積。因此，石 墨烯在散熱導(dǎo)熱領(lǐng)域具有極大的發(fā)展?jié)摿蜆O高的研究?jī)r(jià)值。近年來，許 多研究者將石墨烯納米復(fù)合材料應(yīng)用于導(dǎo)熱散熱領(lǐng)域。但是，高濃度石墨 烯在聚合物中易于團(tuán)聚且不易于加工操作，所以石墨烯的加入量有限，限 制了材料導(dǎo)熱性的改善。此外，大功率戶外照明LED燈具往往會(huì)產(chǎn)生較高 的溫度和熱量，而以環(huán)氧樹脂為聚合物基體的材料耐高溫性有限，限制了 其在大功率戶外照明LED燈具中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于大功率戶外照明LED燈具的散熱界面 材料及其制備方法和應(yīng)用，并提供一種大功率戶外照明LED燈具。本發(fā)明 采用氨基偶聯(lián)劑改性石墨烯，并將改性石墨烯與聚二甲基硅氧烷、多聚甲 醛、雙酚A經(jīng)過反應(yīng)制備得到散熱界面材料。該散熱界面材料的導(dǎo)熱性良 好，且應(yīng)用于LED燈具中能有效提高散熱效果。此外，該材料具有優(yōu)良的 耐高溫特性、耐腐蝕性和電絕緣性，可用于大功率戶外照明LED燈具。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種用于大功率戶外照明LED燈具的散熱界面材料，該散熱界面材料 由改性石墨烯、聚二甲基硅氧烷、多聚甲醛、雙酚A經(jīng)過反應(yīng)制備得到， 其中改性石墨烯由石墨烯接枝偶聯(lián)劑改性得到。

優(yōu)選地，所述偶聯(lián)劑為KH550。

優(yōu)選地，所述聚二甲基硅氧烷為二胺丙基聚二甲基硅氧烷。

更優(yōu)選地，所述二胺丙基聚二甲基硅氧烷的數(shù)均分子量為500。

一種用于大功率戶外照明LED燈具的散熱界面材料的制備方法，該制 備方法包括以下步驟：

(1)將10重量份的石墨烯溶于DMF中，超聲分散10min，加入10 重量份的偶聯(lián)劑，于50℃水浴中攪拌反應(yīng)2h，得到改性石墨烯。