[发明专利]一种掺杂稀土钇的LED用铝基复合散热材料

说明书

技术领域

本发明涉及灯具散热材料，具体涉及一种掺杂稀土钇的LED用铝基复合散热材料及其生产方法。

背景技术

LED被称为第四代光源，具有节能、环保、安全、低能耗、高亮度等优点，在日常生活中被广泛使用，LED灯体本身的散热性能至关重要，直接影响到灯具的使用寿命和照明效果。现有的LED散热材料主要是由铝、铜等金属材料制成，在实际使用中存在成本限制、绝缘性能不够等缺点，因此很有必要改进材料的配方，使材料达到更为良好的散热效果，改善灯具的使用性能，延长使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种掺杂稀土钇的LED用铝基复合散热材料，以改善材料的散热性能，提高加工和使用性能，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种掺杂稀土钇的LED用铝基复合散热材料，其特征在于，本发明材料由以下重量份的原料制成：铝82-85、铜10-12、氮化铝5-6、硼酸0.5-0.8、氯化铵1-2、氟化钡1-3、焦亚硫酸钠0.2-0.5、葡萄糖酸钠1-2、聚丙烯酰胺2-3、钇稀土0.2-0.3、柠檬酸钠1-3、膨润土13-15、助剂4-5。

所述的助剂由以下重量份的原料制成：木质素磺酸钠1-2、聚酯纤维8-10、二乙醇单异丙醇胺0.5-1、甲基苯并三氮唑1-2、海波1-3、氨丙基三乙氧基硅烷2-3、磷泥6-8，制备方法为：先将木质素磺酸钠、海波溶于适量的水中，搅拌至物料完全溶解即可，随后在溶液中加入磷泥、二乙醇单异丙醇胺，搅拌混合20-30min后，再加入其它剩余物料，继续搅拌混合1-2h，最后将所得的物料在80-100℃温度下浓缩干燥，即得。

所述的一种掺杂稀土钇的LED用铝基复合散热材料，其制作工艺包含以下步骤：

（1）先将硼酸投入适量水中完全溶解，配制成质量分数为5%-8%的溶液，加入膨润土，浸泡浸泡处理10-12h后，水洗至中性，干燥除去水分备用；

（2）将焦亚硫酸钠、葡萄糖酸钠、聚丙烯酰胺与20倍于其总重量份的水混合，搅拌至混合物料完全溶解分散后，加入步骤（1）所得物料及其它剩余物料搅拌1-2h后，投入球磨机中球磨处理，使所得物料的万孔筛余量≤0.05%；

（3）将步骤（2）所得的物料在80-100℃下干燥，保持物料的含水率≤0.02%，随后将干燥后的粉体研磨分散40-50min，所得的粉体送入模具中压制成型，在氮气氛围下以650-700℃的温度烧结4-6h后自然冷却至室温，即得。

本发明的优点在于：较传统铝基散热材料在原料选择上综合了铝、铜、氮化铝等常见散热性能良好的物质与膨润土、氟化钡等原料的优点，使其兼具良好的导热和绝缘性能，硼酸溶液浸泡处理后的膨润土，使其与其它原料更易相容，钇稀土的添加能够改善复合材料的力学性能；本发明制备得到的散热材料混合熔炼效果好，更易加工，制得的成品表面光洁致密，力学性能优良，导热系数获得提高，能有效的改善LED灯具的使用性能。

具体实施方式

实施例

本实施例LED散热材料由以下重量份原料制成：铝85、铜12、氮化铝6、硼酸0.5、氯化铵2、氟化钡3、焦亚硫酸钠0.2、葡萄糖酸钠2、聚丙烯酰胺3、钇稀土0.2、柠檬酸钠2、膨润土15、助剂5。

所述的助剂由以下重量份的原料制成：木质素磺酸钠2、聚酯纤维10、二乙醇单异丙醇胺0.5、甲基苯并三氮唑2、海波3、氨丙基三乙氧基硅烷3、磷泥6，制备方法为：先将木质素磺酸钠、海波溶于适量的水中，搅拌至物料完全溶解即可，随后在溶液中加入磷泥、二乙醇单异丙醇胺，搅拌混合30min后，再加入其它剩余物料，继续搅拌混合2h，最后将所得的物料在80-100℃温度下浓缩干燥，即得。

所述的一种掺杂稀土钇的LED用铝基复合散热材料，其制作工艺包含以下步骤：

（1）先将硼酸投入适量水中完全溶解，配制成质量分数为8%的溶液，加入膨润土，浸泡浸泡处理12h后，水洗至中性，干燥除去水分备用；

（2）将焦亚硫酸钠、葡萄糖酸钠、聚丙烯酰胺与20倍于其总重量份的水混合，搅拌至混合物料完全溶解分散后，加入步骤（1）所得物料及其它剩余物料搅拌2h后，投入球磨机中球磨处理，使所得物料的万孔筛余量≤0.05%；

（3）将步骤（2）所得的物料在80-100℃下干燥，保持物料的含水率≤0.02%，随后将干燥后的粉体研磨分散50min，所得的粉体送入模具中压制成型，在氮气氛围下以650-700℃的温度烧结5h后自然冷却至室温，即得。

本实施例所制得的散热材料较常规LED用散热材料的强度提高20.3%，抗冲击能力提高22.1%，导热系数提高30.4%，热扩散率提高25.4%，热平衡时间平均缩短160min，灯具使用寿命提高19.5%，介电常数提高，表现出良好的绝缘性能。