[发明专利]LED灯及其热管

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED（Light Emitting Diode，发光二极管）光源，尤其涉及一种LED灯及其热管。

背景技术

随着全球能源问题的日益突出，强化传热在能源的开发和节约中起着至关重要的作用，对热交换系统的高效低阻紧凑等性能指标的要求也越来越高。

高亮度发光二极管（LED）具有耗电量小、寿命长、响应速度快、体积小、无污染、易集成化等特点，是引起照明革命和传统照明产业升级换代的新一代光源。特别是在节能减排、保护环境成为主题的今天，半导体照明更是成为新的经济增长点，因而受到各国政府与产业界的高度重视。

美国市场调研公司StrategiesUnlimited预计，到2010年，高亮度LED市场将达到83亿美元，比2005年的总数超过2倍。近年来，随着大功率LED应用于照明的形式逐渐形成，解决散热问题已成为大功率LED应用的先决条件，对于现有的LED光效水平而言，输入电能的70%~80%转变成为无法借助辐射释放的热量，而且LED芯片尺寸很小，如果散热不良，则会使芯片温度升高，引起热应力分布不均、芯片发光效率降低、荧光粉激射效率下降。

研究表明：当温度超过一定值，器件的失效率将呈指数规律攀升，器件温度每上升2e，可靠性则下降10%。若多个大功率LED芯片密集排列构成白光照明系统，热量的耗散问题更为严重。因此，如何提高封装散热能力是现阶段照明级大功率LED亟待解决的关键技术之一。

而采用高性能散热涂料来强化电子器件的散热不失为一种较好的方法。例如，专利CN101659829A公开了一种红外辐射复合散热涂料。专利采用双层涂料，底层为炭黑涂料，面层为高辐射纳米复合涂料，利用面层涂料高辐射率达到散热降温的目的。但这种涂料施工工艺复杂，同时又要求高的涂层厚度来实现散热降温，因此成本较高。专利CN101070448A涉及了一种有氮化硼填料和结合剂制成散热涂料的制备方法。其方法是通过30-70%的氮化硼和30-70%的结合剂反应制得，然后采用喷涂和80℃下加热烘烤制得，涂层的散热效果明显。经表面积测试发现：与光板比较，涂层的微观表面积增加了约154倍。专利CN101993621A涉及一种喷涂凝结散热膜的组合物，其组成为耐热铁氟龙树脂和碳化硅粉末。由于是一种溶剂型涂料，对环境污染较大。专利CN101942270A涉及一种LED散热涂料，其使用了毒性较大的氧化铍和价格较贵的氮化铝来提高涂层的散热效果。

以上报道的散热涂料大多是传统溶剂型涂料，无论在制造过程或施工应用过程中均有大量的有毒有害废气、废水的排放，对环境、大气以及水资源造成污染，同时也造成资源和能源的浪费。另外，成膜后的涂层大多由有机物组成，容易燃烧，对环境造成安全隐患。因此，基于水性有机-无机杂化技术、具有无机和有机物协同效应的高性能涂层材料引起人们广泛关注，成为当今表面功能材料研究开发的主要方向之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热管，其可将LED光源的热量传递到散热体，以解决现有技术存在的LED芯片产生的大量热量难以及时向外散发的问题。

本发明的另一目的在于提供一种含有上述热管的LED灯。

本发明提供的热管，包括管壳，所述管壳包括普通材质层和纳米散热层，所述纳米散热层形成于普通材质层的外表面。

所述纳米散热层的材料是水性有机－无机杂化树脂和/或微纳米散热粉体。

所述水性有机－无机杂化树脂以金属烷氧化物和纳米溶胶为无机前驱体，以带有功能团的三烷氧基硅烷为有机前驱体，在特定条件下经水解和缩合而形成的。所述水性有机－无机杂化树脂的数均分子量为1000~30000，固含量为45-55%，所述金属烷氧化物、纳米溶胶与所述带有功能团的三烷氧基硅烷的重量比为1:1~5:2~10。

所述金属烷氧化物中的烷基为C_1-8烷基，金属为硅、钛、锆或铝。所述金属烷氧化物优选为正硅酸乙酯、锆酸正丙酯和钛酸四丁酯中的一种或多种。

所述纳米溶胶是纳米钛溶胶、纳米硅溶胶、纳米铝溶胶和纳米锆溶胶中的一种或多种。

所述带有功能团的三烷氧基硅烷是甲基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和三甲基一乙氧基硅烷中的一种或多种。