CN103965671A - Led散热体表面散热用涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种LED散热体表面散热用涂料，其特征在于：该涂料由以下重量份数的各组分制备：无机胶体微粒6-20份，纳米碳管0.5-2份，电子跃迁过的尖晶石15-80份，稀土元素氧化物0.05-2份，稳定剂0.1-0.3份，环氧树脂3-10份，甲基丙烯酸甲酯3-10份，乙二醇2-5份。本发明具有散热降温明显、涂料散热不受周围介质影响，可以在真空环境中使用,涂料在起到辐射降温的同时也有很好的自洁性、防腐性、防水性、防火性、绝缘性、抗酸碱、施工方便的优点。

Description

LED散热体表面散热用涂料
技术领域
本发明涉及LED散热体表面降温用涂料技术领域，具体涉及一种LED散热体表面散热用涂料。
技术背景
随着节能减排和环保的更高要求，现在采用越来越多的LED光源替代传统的光源；但是大功率LED光源发热量大，散热如果不及时，很容易对LED光源的寿命产生极大影响。LED光源和基板贴合焊接相连，传统的散热主要是采用在贴合处用散热树脂来散热，但是随着贴合处温度的反复多变，很容易对树脂性能产生影响，造成树脂老化、剥落，散热效果差，增加能耗。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，提供一种散热降温明显涂料散热不受周围介质影响，可以在真空环境中使用,涂料在起到辐射降温的同时，也有很好的自洁性、防腐性、防水性、防火性、绝缘性、抗酸碱、施工方便的LED散热体表面散热用涂料。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种LED散热体表面散热用涂料，该涂料由以下重量份数的各组分制备：无机胶体微粒(粒径小于100纳米)6-20份，纳米碳管0.5-2份，电子跃迁过的尖晶石15-80份，稀土元素氧化物0.05-2份，稳定剂0.1-0.3份，环氧树脂3-10份，甲基丙烯酸甲酯3-10份，乙二醇2-5份。
本发明上述的无机胶体微粒如颗粒直径大小为10-30纳米的胶体硅(如青岛裕民源硅胶试剂厂生产的YY19-AL301胶体硅)或粒径为10-30纳米的纳米氧化铝溶胶。
本发明上述的纳米碳管为多壁碳纳米管，规格要求弹性模量1TPa,拉伸强度10-60GPa，电导率106S/m，导热>3000w/m.K，管径12-15nm，长度3-15um，层数8-15层；如山东大展纳米材料有限公司生产的型号为GoldTube-300的多壁碳纳米管。
本发明上述的尖晶石为MgAl2O4尖晶石、Li4Ti5O12尖晶石、LiMn2O4尖晶石、铝尖晶石、铁尖晶石、锌尖晶石、锰尖晶石、铬尖晶石中至少两种(以任意比混合即可)。将上述尖晶石在能量范围1-1.5MeV，束流功率2-20Kw的条件下电子辐照0.2-3h，实现电子跃迁。
本发明上述的稀土元素氧化物为氧化镧、氧化铈或氧化镨中的一种。
本发明上述的稳定剂为煤油、明胶或三乙醇胺中的一种。
本发明上述LED散热体表面散热用涂料的制备方法为：
(1)称取配方比例的各组分，然后先将纳米碳管加入到温度为50-80℃的乙二醇中，搅拌均匀；
(2)然后将无机胶体微粒加入到，环氧树脂和甲基丙烯酸甲酯混合体系中搅拌均匀；
(3)将步骤(1)和步骤(2)的溶液混合，然后加入电子跃迁后的尖晶石、稀土元素氧化物和稳定剂搅拌均匀，即可得到LED散热体表面散热用涂料。
使用时，将上述的涂料采用喷枪机械喷涂于LED散热体表面。
本发明涂料工作原理：辐射散热降温涂料采用高性能散热溶液，该散热溶液具有较高的可见光和近红外光反射率、较高的热红外发射率和稳定性等特殊性能，同时还具有良好的物理性能、化学性能和良好的施工性多种复合性，该散热溶液工作原理是靠无机胶体微粒(小于100纳米)发生凝聚而产生结合力。涂料溶液里添加纳米碳管等具有较高的热传导率和发射性的材料，导热系数大大增加，能使涂层表面呈现宏观光洁微观粗糙的形貌的纳米材料组元，可以大大增加散热装置与外界的接触面积，减少热屏蔽，显著提升散热效果。同时加入大量的被电子跃迁过多种尖晶石作为复合红外辐射体，既增加了杂质能级，提高了红外辐射系数，又保持了相应的热稳定性、耐热性、高强度、耐腐蚀性、耐磨性等优异性能。为了整体提高了散热涂层的整体强度和稳定性，另外涂料参入稀土元素氧化物，能提高涂料组合物的活性，同时也是掺杂和稳定涂层结构的优选材料(稳定剂等)。
本发明的优点和有益效果：
1.辐射散热涂料是一种辐射热量的涂料，能够以1-13.5μm波长形式发射走所涂刷在物体上的热量，降低物体表面和内部温度,散热降温明显.涂料散热不受周围介质影响,可以在真空环境中使用,涂料在起到辐射降温的同时，也有很好的自洁性、防腐性、防水性、防火性、绝缘性、抗酸碱、施工方便的特点。
2.辐射散热降温涂料涂层具有高热传导率和较大的散热表面积，同时在相当宽的波长范围内(1-20μm)具有高辐射率，可以显著提高包括传导、对流、辐射散热的综合性能。
3.散热降温涂料在高温下能长期稳定的工作，包括热稳定性和化学稳定性，有很好的耐候性，有一定的耐酸耐碱性。
4.散热降温涂料与金属或陶瓷基体结合强度高。有足够的机械强度和韧性，骤冷骤热不会剥落。
5.辐射散热降温涂料良好的涂装工艺性，涂装施工方便易行，耐磨抗冲击，使用年限长，可以长期保护设备良好性。
6.辐射散热降温涂料施工前和施工后无任何对人体有害的物质和辐射，是一种新型环保节能涂料。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步详细描述本发明，但本发明怒仅仅局限于以下实施例。
实施例
制备方法如下：
(1)称取配方比例的各组分，然后先将纳米碳管加入到温度为50-80℃的乙醇中，搅拌均匀；
(2)然后将无机胶体微粒加入到，环氧树脂和甲基丙烯酸甲酯混合体系中搅拌均匀；
(3)将步骤(1)和步骤(2)的溶液混合，然后加入电子跃迁后的尖晶石、稀土元素氧化物和稳定剂搅拌均匀，即可得到LED散热体表面散热用涂料。
上述的尖晶石电子辐射，能量范围1-1.5MeV，束流功率2-20Kw的条件下电子辐照0.2-3h，实现电子跃迁。尖晶石经过电子跃迁后研磨至粒径小于1000nm以下。
表1实施例1-3各组分用量
将上述实施例制备的涂料(实施例1为测定对象)，采用喷枪机械喷涂于LED散热体表面，对涂料性能检测，结果见下表2：
表2实施例样品涂料性能参数

Claims (6)

1.一种LED散热体表面散热用涂料，其特征在于：该涂料由以下重量份数的各组分制备：无机胶体微粒6-20份，纳米碳管0.5-2份，电子跃迁过的尖晶石15-80份，稀土元素氧化物0.05-2份，稳定剂0.1-0.3份，环氧树脂3-10份，甲基丙烯酸甲酯3-10份，乙二醇2-5份。
2.根据权利要求1所述的LED散热体表面散热用涂料，其特征在于：所述的无机胶体微粒为颗粒直径大小为10-30纳米胶体硅或纳米氧化铝溶胶。
3.根据权利要求1所述的LED散热体表面散热用涂料，其特征在于：所述的纳米碳管为多壁碳纳米管，规格要求弹性模量1TPa,拉伸强度10-60GPa，电导率106S/m，导热>3000w/m.K，管径12-15nm，长度3-15um，层数8-15层。
4.根据权利要求1所述的LED散热体表面散热用涂料，其特征在于：所述的尖晶石为MgAl2O4尖晶石、Li4Ti5O12尖晶石、LiMn2O4尖晶石、铝尖晶石、铁尖晶石、锌尖晶石、锰尖晶石、铬尖晶石中至少两种。
5.根据权利要求1所述的LED散热体表面散热用涂料，其特征在于：所述的稀土元素氧化物为氧化镧、氧化铈或氧化镨中的一种。
6.根据权利要求1所述的LED散热体表面散热用涂料，其特征在于：所述的稳定剂为煤油、明胶或三乙醇胺中的一种。
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