CN104164596A - 一种led用含改性粉煤灰的铝基复合散热材料 - Google Patents

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陈金桃
谢士强
陶慧生
王春连
沈大进
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Abstract

本发明涉及灯具散热材料，具体涉及一种LED用含改性粉煤灰的铝基复合散热材料及其生产方法，该散热材料由以下重量份的原料制成：三氧化二铝5-8、氮化铝12-15、铝粉72-76、钼粉3-5、聚磷酸铵1-3、十八烷基三甲基氯化铵1-2、纳米鳞片石墨10-12、锡酸钾1-3、异丙醇铝2-4、四水硝酸钙3-5、粉煤灰14-15、聚酯纤维5-8、助剂4-5；本发明的散热材料综合了铝、氮化铝、钼粉、纳米鳞片石墨等成分的优点，兼具良好的导热和绝缘性能，十八烷基三甲基氯化铵、锡酸钾等成分的混合稀溶液浸泡改性后的粉煤灰与金属粉体间更易相容，改善导热性能，本发明散热材料光洁致密，质轻安全，经久耐用，能有效的保护LED芯片，极大延长灯具的使用寿命。

Description

一种LED用含改性粉煤灰的铝基复合散热材料
技术领域
本发明涉及灯具散热材料，具体涉及一种LED用含改性粉煤灰的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LED用含改性粉煤灰的铝基复合散热材料，以改善材料的散热性能，延长灯具的使用寿命，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种LED用含改性粉煤灰的铝基复合散热材料，其特征在于，本发明材料由以下重量份的原料制成：三氧化二铝5-8、氮化铝12-15、铝粉72-76、钼粉3-5、聚磷酸铵1-3、十八烷基三甲基氯化铵1-2、纳米鳞片石墨10-12、锡酸钾1-3、异丙醇铝2-4、四水硝酸钙3-5、粉煤灰14-15、聚酯纤维5-8、助剂4-5。
所述的助剂由以下重量份的原料制成：硬脂酸丁酯4-5、萤石细粉15-18、乙酸锆4-5、乙醇酸1-2、铁粉5-8、氟铝酸钾6-8，制备方法为：先将乙醇酸溶于适量的水中，配制成浓度为4-5%的水溶液，并将萤石细粉投入溶液中，搅拌分散均匀浸泡10-12h后过滤，水洗至中性后干燥，所得物料与其它剩余成分混合，并加热至40-50℃，恒温搅拌分散2-3h后冷却至室温，再将物料研磨成400-500目细粉，即得。
所述的一种LED用含改性粉煤灰的铝基复合散热材料，其制作工艺包含以下步骤：
（1）先将十八烷基三甲基氯化铵、锡酸钾、四水硝酸钙溶解在10倍于其总重量份的水中，并将粉煤灰投入溶液中，浸泡10-12h后低温干燥，所得物料备用；
（2）将步骤（1）所得物料与其它剩余成分搅拌混合2-3h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，经自然冷却至室温即得。
本发明的优点在于：较传统铝质散热材料在原料上综合了铝、三氧化二铝、氮化铝、钼粉、纳米鳞片石墨等成分的优点，兼具良好的导热和绝缘性能，并利用十八烷基三甲基氯化铵、锡酸钾、四水硝酸钙的混合稀溶液对粉煤灰进行浸泡改性处理，使其与金属粉体间更易相容，改善导热性能，助剂能够改善混合材料的烧结性能，提高材料结构的致密度，本发明制备得到的散热材料光洁致密，质轻安全，经久耐用，能有效的保护LED芯片，极大延长灯具的使用寿命。
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：三氧化二铝8、氮化铝15、铝粉76、钼粉4、聚磷酸铵3、十八烷基三甲基氯化铵2、纳米鳞片石墨12、锡酸钾1、异丙醇铝4、四水硝酸钙3、粉煤灰15、聚酯纤维8、助剂5。
所述的助剂由以下重量份的原料制成：硬脂酸丁酯5、萤石细粉18、乙酸锆5、乙醇酸2、铁粉8、氟铝酸钾6，制备方法为：先将乙醇酸溶于适量的水中，配制成浓度为5%的水溶液，并将萤石细粉投入溶液中，搅拌分散均匀浸泡12h后过滤，水洗至中性后干燥，所得物料与其它剩余成分混合，并加热至40-50℃，恒温搅拌分散3h后冷却至室温，再将物料研磨成500目细粉，即得。
所述的一种LED用含改性粉煤灰的铝基复合散热材料，其制作工艺包含以下步骤：
（1）先将十八烷基三甲基氯化铵、锡酸钾、四水硝酸钙溶解在10倍于其总重量份的水中，并将粉煤灰投入溶液中，浸泡12h后低温干燥，所得物料备用；
（2）将步骤（1）所得物料与其它剩余成分搅拌混合3h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）所得的物料送入模具中压制成型，在氮气氛围下以650-700℃的温度烧结6h后，经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用散热材料较常规铝基散热材料的导热系数提高26.7%，热扩散率提高28.2%，热平衡时间平均缩短160min，灯具使用寿命提高28.5%。

Claims (2)

1.一种LED用含改性粉煤灰的铝基复合散热材料，其特征在于，该散热由以下重量份的原料制成：三氧化二铝5-8、氮化铝12-15、铝粉72-76、钼粉3-5、聚磷酸铵1-3、十八烷基三甲基氯化铵1-2、纳米鳞片石墨10-12、锡酸钾1-3、异丙醇铝2-4、四水硝酸钙3-5、粉煤灰14-15、聚酯纤维5-8、助剂4-5；
所述的助剂由以下重量份的原料制成：硬脂酸丁酯4-5、萤石细粉15-18、乙酸锆4-5、乙醇酸1-2、铁粉5-8、氟铝酸钾6-8，制备方法为：先将乙醇酸溶于适量的水中，配制成浓度为4-5%的水溶液，并将萤石细粉投入溶液中，搅拌分散均匀浸泡10-12h后过滤，水洗至中性后干燥，所得物料与其它剩余成分混合，并加热至40-50℃，恒温搅拌分散2-3h后冷却至室温，再将物料研磨成400-500目细粉，即得。
2.如权利要求1所述的一种LED用含改性粉煤灰的铝基复合散热材料，其生产方法如下：
（1）先将十八烷基三甲基氯化铵、锡酸钾、四水硝酸钙溶解在10倍于其总重量份的水中，并将粉煤灰投入溶液中，浸泡10-12h后低温干燥，所得物料备用；
（2）将步骤（1）所得物料与其它剩余成分搅拌混合2-3h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，经自然冷却至室温即得。
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