[发明专利]一种静电红外线热辐射光学PC材料及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学PC材料、制备方法及其应用，具体涉及一种静电红外线热辐射光学PC材料及制备方法和应用。

背景技术

LED灯的散热现在越来越为人们所重视，这是因为LED灯的光衰或其寿命是直接和其结温有关，散热不好结温就高，寿命就短，依照阿雷纽斯法则温度每降低10℃寿命会延长2倍。从Cree公司发布的光衰和结温的关系可以看出，假如结温能够控制在65℃，那么其光衰至70％的寿命可以高达10万小时。但是现有实际的LED灯的散热远远达不到该要求的温度，以致LED灯具的寿命变成了一个影响其性能的主要问题。而且，结温不但影响长时间寿命，也还直接影响短时间的发光效率。

LED灯单元光通量的增加会使每单元发热量大幅度上升，使LED芯片在极小的体积内产生极高的热量，而LED本身的热容量很小，所以必须以最快的速度把这些热量传导出去，否则就会产生很高的结温，使得LED发光元器件发光率衰减，缩短使用寿命。为了尽可能地把热量引出到芯片外面，可以采用导热性更好的基板材料，以解决其散热的问题，但是效果不是非常明显。

CN103044889A公开了一种用于LED灯的挤出级导热聚碳酸酯材料及其制备方法，它由以下重量份的原料组成：聚碳酸酯50～65份、增韧剂4～6份、导热剂30～40份、抗氧化剂A0.1～0.2份、抗氧化剂B0.1～0.2份、润滑剂0.5～1.5份、偶联剂0.3～0.8份、增白剂1.5～3.0份。该发明的导热聚碳酸酯材料，可以与普通的光扩散PC一并通过共挤技术一次成型加工成透光效果的LED灯管。该现有技术的产品己运用在了光电行业应用于LED照明系统中，但在LED行业使用中，随着全球技术猛速发展，普通PC无法满足对光学LED芯片和驱动电源的散热问题，无法满足光电行业中的节能减排与应用，限制了其光效与寿命的应用。

发明内容

针对已有技术的问题，本发明的目的之一在于提供一种静电红外线热辐射光学PC材料，所述光学PC材料按其各组分占光学PC材料的质量百分比主要由如下原料制备得到：

聚碳酸酯  93～98％

聚苯胺    1～3‰

有机硅    1～6％

所述有机硅由如下方法制备得到：

在氮气保护下，将质量比为7:3的纳米SiO₂粉体和有机硅液体加入反应釜中，设定反应釜温度为60～80℃，在80r/min的转速中使纳米SiO₂粉体溶解在有机硅液体中，以实现硅含量能达到99.9％以上的纯度，然后在搅拌条件下反应5h后，向反应釜中依次加入有机硅液体质量的1～3％的水溶性硅酸钠和有机硅液体质量的1～3％的N₂O，进行水解反应5～8h，使水溶液硅酸钠和反应釜内的物料进行充分亲和优化，促进硅酸钠与二氧化硅及有机硅液体的反应产物的紧密结合，增加材料红外线效能，得到具有红外线效应的透明粘稠状液体有机硅。

所述光学PC材料的各组分的质量百分比之和为100％。

本发明所述光学PC材料具有透明红外热辐射和耐老化性能，在LED灯使用期间光通亮穿透中形成红外线把内部的热量辐射到光学PC材料外部，解决了LED灯的散热问题。

将7.3W功率、0.55功率因数的LED芯片，封装在球泡灯散热器壳中间上端平面内，部封装本发明的静电红外热辐射光学PC透明扩散罩作为灯罩照明。

输入220V电压并控制电流在350mA，在使用中芯片瞬间发光；每秒芯片中产生几万至几百万个微原子波段互动，热量瞬间聚集剧增；芯片产生的光效由PC灯罩穿透出去，同时芯片光源产生的热量大部份瞬间通过红外线辐射到光学PC材料壳体外部，切实解决了光电LED灯罩散热与光学光效的指标和关键技术，通过PC灯罩最大光强为；151、cd、PC灯罩的光通亮为627lm、半边峰角为：H.130.6°V.132.1°、光束宽度为：H.180.0°V.180.0°、光效为：86.Lm/w.、相关色温为：6560k、显色指数为：Ra≡84、散热系数小于普通PC灯罩≤5℃以内，延长了LED芯片的使用寿命，并且不影响光学PC材料的光通亮。

所述反应温度为61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃、70℃、71℃、72℃、73℃、74℃、75℃、76℃、77℃、78℃或79℃。