[发明专利]一种LED灯用导热高分子材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子材料及其制备方法，具体涉及一种LED灯用导热高分子材料及其制备方法，属于照明材料制备技术领域。

背景技术

发光二极管简称为LED。由含镓（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成LED是一种能将电能转化为光能的半导体电子元件。这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。而用途也由初时作为指示灯、显示板等；随着技术的不断进步，发光二极管已被广泛地应用于显示器、电视机采光装饰和照明。

LED灯中的主要器件是LED灯珠和电路板，LED灯珠中，热量集中在尺寸很小的芯片内，芯片在正常工作时有30%~35%电能转化为光能，另外65%~70%的转化成了热能，LED灯工作时，芯片温度升高会引起热应力的非均匀分布、芯片发光效率下降和荧光粉激射效率下降;当温度超过一定值时，器件失效率呈指数规律增加。LED灯具中，LED的70%的故障来自于温度过高，并且负载在一半额定功率的情况下温度每上升20℃，故障率就上升一倍。

现有的LED灯的散热多采用灯具的金属壳体进行散热，采用将电路板通过金属导热块与金属壳体连接，电路板上的热量通过金属导热块传导至金属壳体散热。金属壳体、金属导电块与电路板贴合时会造成绝缘问题。如果在金属散热器与电路板之间设置绝缘体，则绝缘体的导热效率较低，又造成散热效率的低下。

导热高分子材料指具有较高导热系数的高分子材料，固体中传导热量的载体包括电子、声子、磁激发和电磁辐射等，从本质上讲，绝大多数聚合物的导热性能与无机材料相比均不理想。在工业上具有实际意义的高分子导热材料是复合型硅油导热脂，主要由二甲基硅油与白炭黑和起导热作用的氮化硼、三氧化二铝粉填料复合而成。典型的导热硅脂为白色膏状物，体积电阻率>1014Ω·cm，相对介电常数(1MHz)4.0～6.0，介电损耗因数(1MHz)9×10-2，介电强度>5.0kV/mm，热导率>7.0W/(m·K)。导热硅脂的制备是将硅油与填料在炼胶机上混炼均匀，然后经热处理和反炼而成。导热硅脂主要应用在发热电子元件的内填充，用于导出产生的热量，并兼有绝缘、固定作用。处理和反炼而成。导热硅脂主要应用在发热电子元件的内填充，用于导出产生的热量，并兼有绝缘、固定作用。

CN201210474195.4公开了一种使用导热高分子材料散热的LED灯，包括用于发光的LED发光组件、将LED发光组件封闭的灯罩，所述LED发光组件包括电路板、设置在电路板正面的多个LED灯珠，所述电路板背面贴合有复合高分子材料制成的绝缘导热基座，所述绝缘导热基座连接有散热器。但是该技术的应用存在成本较高的问题，制约其在大规模使用。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种LED灯用导热高分子材料，该导热高分子材料可制备成LED灯珠，使LED灯具备良好的散热效果、绝缘性和阻燃性，且制备工艺简单，成本低廉可控，适于工业上的应用。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种LED灯用导热高分子材料，各组分的重量份为：

二甲基硅油30~40份、氮化铝1~5份、氮化硅1~5份、氮化硼2~4份、碳化硅2~4份、氧化镁10~15份、抗氧化剂1~3份、光稳定剂1~3份；

二甲基硅油30~35份、氮化铝1~3份、氮化硅1~3份、氮化硼3~4份、碳化硅3~4份、氧化镁13~15份、抗氧化剂2~3份、光稳定剂2~3份；

二甲基硅油35~40份、氮化铝3~5份、氮化硅3~5份、氮化硼2~3份、碳化硅2~3份、氧化镁10~13份、抗氧化剂1~2份、光稳定剂1~2份；

二甲基硅油35份、氮化铝3份、氮化硅3份、氮化硼3份、碳化硅3份、氧化镁13份、抗氧化剂2份、光稳定剂2份；

二甲基硅油32份、氮化铝2份、氮化硅2份、氮化硼3.4份、碳化硅3.5份、氧化镁14份、抗氧化剂2.5份、光稳定剂2.5份；

二甲基硅油37份、氮化铝4份、氮化硅4份、氮化硼2.5份、碳化硅2.5份、氧化镁11份、抗氧化剂1.5份、光稳定剂1.5份。

本发明的另外一个目的是提供一种LED灯用导热高分子材料的制备方法，包括以下步骤：

将原料混合均匀，混合搅拌均匀，粉碎研磨至粉末粒子在0.2~0.6微米；再在压力为1.5~2.5MPa条件下将粉末压成厚度为3~5cm的板块，即得成品。

本发明的有益效果是：