一種led光源用聚四氟乙烯基摻雜鈮酸鈣散熱材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及LED散熱材料，具體涉及一種LED光源用聚四氟乙烯基摻雜鈮酸鈣散熱材料及其制備方法及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]LED是發(fā)光二極管的簡稱，是一種將電能轉(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體電子元件，具有體積小、壽命長、耗電量低、反應(yīng)速度快、發(fā)光效率高、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的作為替代傳統(tǒng)光源的最具競爭力的產(chǎn)品，在實際生活中也得到廣泛的應(yīng)用，目前的LED產(chǎn)品仍存在許多問題，其中散熱問題一直是重中之重，常見的散熱材料多為高導(dǎo)熱金屬、高導(dǎo)熱無機(jī)材料以及這些材料復(fù)配燒結(jié)而成，這些材料存在切割成型難度大，成本較高，易受環(huán)境腐蝕等缺點(diǎn)，而以塑料與導(dǎo)熱填料復(fù)配制成的散熱材料，既能發(fā)揮良好的散熱效果，又能提高材料的環(huán)境適應(yīng)性，達(dá)到高效穩(wěn)定的使用性能。
[0003]聚四氟乙烯具有耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、易清潔等諸多優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為塑料之王；氮化鋁導(dǎo)熱性能好，熱膨脹系數(shù)小，以這兩者為基料混合燒制的散熱材料能彌補(bǔ)傳統(tǒng)LED散熱的缺陷，有突出的使用性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種LED光源用聚四氟乙烯基摻雜鈮酸鈣散熱材料及其制備方法，為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種LED光源用聚四氟乙烯基摻雜鈮酸鈣散熱材料及其制備方法，其特征在于，本發(fā)明材料由以下重量份的原料制成:400-600目氧化鋁粉體5-8、納米碳纖維2-3、鈮酸鈣0.2-0.3、固含量為20-25%的硅溶膠5-6、活性膨潤土 4-5、5%乙醇水溶液30-40、纖維素醚1-2、硅酸鈉3-5、400-600目氮化鋁微粉20-25、200-300目聚四氟乙烯微粉40-50、助劑2-3。
[0005]所述的助劑由以下重量份的原料制成:硅烷偶聯(lián)劑kh550 6-8、甲基硅酸鉀1_2、乙酰丙酮鈦(25%異丙醇水溶液)1-3、納米二氧化硅3-4，氫氧化鈉0.1-0.2、水20-25，制備方法為:先將氫氧化鈉溶于適量的水中，配制成pH值為10-11的溶液，隨后加入納米二氧化硅，超聲浸泡40-50min，堿處理后的粉體水洗至中性后干燥，并加水配制成溶膠，隨后再將其它剩余物料與配制的二氧化硅溶膠混合，高速攪拌分散60-80min，即得。
[0006]所述的一種LED光源用聚四氟乙烯基摻雜鈮酸鈣散熱材料及其制備方法，其制備方法為:
(1)先將納米碳纖維投入硅溶膠中，超聲分散40-50min使納米碳纖維在溶膠中均勻分散，隨后再加入鈮酸鈣，攪拌混合均勻后，在100-120°C條件下熱處理2-3h，熱處理結(jié)束后將混合物料研磨分散20-30min，所得粉體備用；
(2)將硅酸鈉、纖維素醚投入乙醇水溶液中，攪拌使物料完全溶解分散后，投入聚四氟乙稀微粉，繼續(xù)攪拌分散40-50min，接著加入步驟(I)所得物料及其它剩余物料，混合研磨分散2-3h，待物料完全混合均勻后壓制成型，成型后坯體在50-60°C條件下放料15-20h，完全除去水分，所得坯體在350-380°C條件下燒制30-40min，隨后冷卻至室溫，即得。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:以硅酸鈉、纖維素醚-乙醇水溶液作為粘結(jié)劑，提高了聚四氟乙烯粉體的表面潤濕性，與其它原料更易粘結(jié)，經(jīng)硅溶膠包覆處理的納米碳纖維與鈮酸鈣在高溫?zé)崽幚砗蟮玫降奈锪显诨现蟹稚⑿蕴岣?，改善了材料的光熱效?yīng)，提高了材料的熱傳導(dǎo)率，添加的助劑有助原料相容、助燒結(jié)的功效；本發(fā)明制備的聚四氟乙烯-氮化鋁復(fù)混塑料基散熱材料具有高效、均勻、穩(wěn)定的導(dǎo)熱性，耐環(huán)境腐蝕、耐光老化，且潔凈耐臟，安全絕緣，易于加工切削，是一種理想的LED燈具散熱材料。
【具體實施方式】
實施例
[0008]本實施例散熱材料由以下重量份原料制成:400目氧化鋁粉體8、納米碳纖維3、鈮酸鈣0.2、固含量為25%的硅溶膠6、活性膨潤土 5、5%乙醇水溶液40、纖維素醚2、硅酸鈉5、600目氮化鋁微粉24、300目聚四氟乙烯微粉50、助劑3。
[0009]所述的助劑由以下重量份的原料制成:硅烷偶聯(lián)劑kh550 8、甲基硅酸鉀1、乙酰丙酮鈦(25%異丙醇水溶液)2、納米二氧化硅4，氫氧化鈉0.2、水25，制備方法為:先將氫氧化鈉溶于適量的水中，配制成pH值為10.5的溶液，隨后加入納米二氧化硅，超聲浸泡50min，堿處理后的粉體水洗至中性后干燥，并加水配制成溶膠，隨后再將其它剩余物料與配制的二氧化硅溶膠混合，高速攪拌分散65min，即得。
[0010]所述的一種LED光源用聚四氟乙烯基摻雜鈮酸鈣散熱材料及其制備方法，其制備方法為:
(1)先將納米碳纖維投入硅溶膠中，超聲分散50min使納米碳纖維在溶膠中均勻分散，隨后再加入鈮酸鈣，攪拌混合均勻后，在100-120°C條件下熱處理2.5h，熱處理結(jié)束后將混合物料研磨分散30min，所得粉體備用；
(2)將硅酸鈉、纖維素醚投入乙醇水溶液中，攪拌使物料完全溶解分散后，投入聚四氟乙稀微粉，繼續(xù)攪拌分散50min，接著加入步驟(I)所得物料及其它剩余物料，混合研磨分散2.5h，待物料完全混合均勻后壓制成型，成型后坯體在50-60°C條件下放料16h，完全除去水分，所得坯體在350-380°C條件下燒制40min，隨后冷卻至室溫，即得。
[0011]本實施例所制得的材料根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測試得到的性能指標(biāo)如下:
拉伸強(qiáng)度為:48.6MPa ;斷裂伸長率:0.38% ;介電強(qiáng)度:15.8KV/mm ;導(dǎo)熱系數(shù)為3.8W/m.k ;熱擴(kuò)散系數(shù)為20.2mm2/s ;線性熱膨脹系數(shù)較單一聚四氟乙烯降低了 88% ;耐光照老化性能等級:4.5級。
【主權(quán)項】
1.一種LED光源用聚四氟乙烯基摻雜鈮酸鈣散熱材料及其制備方法，其特征在于，該材料由以下重量份的原料制成:400-600目氧化鋁粉體5-8、納米碳纖維2-3、鈮酸鈣0.2-0.3、固含量為20-25%的硅溶膠5-6、活性膨潤土 4-5、5%乙醇水溶液30-40、纖維素醚1-2、硅酸鈉3-5、400-600目氮化鋁微粉20-25、200-300目聚四氟乙烯微粉40-50、助劑2-3 ； 所述的助劑由以下重量份的原料制成:硅烷偶聯(lián)劑kh550 6-8、甲基硅酸鉀1-2、乙酰丙酮鈦(25%異丙醇水溶液)1-3、納米二氧化硅3-4，氫氧化鈉0.1-0.2、水20-25，制備方法為:先將氫氧化鈉溶于適量的水中，配制成PH值為10-11的溶液，隨后加入納米二氧化硅，超聲浸泡40-50min，堿處理后的粉體水洗至中性后干燥，并加水配制成溶膠，隨后再將其它剩余物料與配制的二氧化娃溶膠混合，高速攪拌分散60-80min，即得。
2.如權(quán)利要求1所述的一種LED光源用聚四氟乙烯基摻雜鈮酸鈣散熱材料及其制備方法，其制備方法為: (1)先將納米碳纖維投入硅溶膠中，超聲分散40-50min使納米碳纖維在溶膠中均勻分散，隨后再加入鈮酸鈣，攪拌混合均勻后，在100-120°C條件下熱處理2-3h，熱處理結(jié)束后將混合物料研磨分散20-30min，所得粉體備用； (2)將硅酸鈉、纖維素醚投入乙醇水溶液中，攪拌使物料完全溶解分散后，投入聚四氟乙稀微粉，繼續(xù)攪拌分散40-50min，接著加入步驟(I)所得物料及其它剩余物料，混合研磨分散2-3h，待物料完全混合均勻后壓制成型，成型后坯體在50-60°C條件下放料15-20h，完全除去水分，所得坯體在350-380°C條件下燒制30-40min，隨后冷卻至室溫，即得。
【專利摘要】本發(fā)明涉及LED散熱材料，具體涉及一種LED光源用聚四氟乙烯基摻雜鈮酸鈣散熱材料及其制備方法，由以下重量份的原料制成：400-600目氧化鋁粉體5-8、納米碳纖維2-3、鈮酸鈣0.2-0.3、固含量為20-25%的硅溶膠5-6、活性膨潤土4-5、5%乙醇水溶液30-40、纖維素醚1-2、硅酸鈉3-5、400-600目氮化鋁微粉20-25、200-300目聚四氟乙烯微粉40-50、助劑2-3；本發(fā)明散熱材料具有高效、均勻、穩(wěn)定的導(dǎo)熱性，耐環(huán)境腐蝕、耐光老化，且潔凈耐臟，安全絕緣，易于加工切削，是一種理想的LED燈具散熱材料。
【IPC分類】C08K9-10, C08K3-36, C08L27-18, C08K13-06, C08K3-22, C08K3-34, C08K3-28, C08K9-02, C08K7-06, C08K3-24
【公開號】CN104829983
【申請?zhí)枴緾N201510160421
【發(fā)明人】張英才, 劉德時
【申請人】安徽博昌電子科技股份有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月7日