CN104180348B - 一种包含散热片的led灯具 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光电导热复合材料领域材料领域,公开了一种包含散热片的LED灯具,其包括散热片,所述散热片由如下重量份的原料制备而成,碳化硅20‑25份,氧化镁10‑15份,石墨8‑10份,玻璃纤维6‑7份,聚碳酸酯6‑7份,聚羟基乙酸5‑6份,单硬脂酸甘油酯3‑4份,氯醋树脂2‑3份,改性剂1‑2份,三聚磷酸铝1‑2份,三氧化二锑1‑2份,硅胶粉1‑2份。包含该散热片的LED灯具导热性能好,使用寿命长长,具备较好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于光电导热复合材料领域材料领域,具体涉及一种包含散热片的LED灯具。
背景技术
LED灯具,全称发光二极管灯具,是指能透光、分配和改变LED光源光分布的器具,包括除LED光源外所有用于固定和保护LED光源所需的全部零、部件,以及与电源连接所必需的线路附件。发光二极管灯具以其高效、节能、长寿、小巧等技术特点,正在成为新一代照明市场的主力产品,且有力地拉动环保节能产业的高速发展。
由于LED的光发生特性,其在照明装置时的能量输入只有20%被转化为光能,而剩余的80%则被转化为结部分的热能,从而增加了内部的温度。内部温度的增加使LED照明灯,尤其是紧凑设计时,其性能如发光效率将大幅度的下降,如长时间在高温下使用,将会缩短LED照明等的寿命。为了解决上述问题,在实际设计应用中,需要将LED灯内部产生的热量释放至外部。在现有技术中,使用了借助具有散热片结构的散热件,通过热传导或热对流等效应来冷却LED芯片的所产生热量。
现有技术LED灯具中应用的散热片大多存在导热效率和耐热性能差,容易热变形,并且拉伸屈服强度差以及容易断裂等缺陷,大大降低了灯具的寿命。很多研究人员通过探索新材料和新工艺对散热片的性能进行改进,但是往往各种性能不能兼得,无法满足要求;现有技术对散热片材料作了大量改进,其中,中国专利CN200810121442记载了一种昂贵的高导热绝缘塑料通过模压成型工艺制造的散热器件,该散热器件具备较好的导热性能,但是机械性能差强人意。
发明内容
本发明为了克服现有技术存在的LED灯具散热片的导热性能以及热稳定性能较差的缺陷,提供了一种包含散热片的LED灯具。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种包含散热片的LED灯具,其包括散热片,所述散热片由如下重量份的原料制备而成:
碳化硅20-25份,氧化镁10-15份,石墨8-10份,玻璃纤维6-7份,聚碳酸酯6-7份,聚羟基乙酸5-6份,单硬脂酸甘油酯3-4份,氯醋树脂2-3份,改性剂1-2份,三聚磷酸铝1-2份,三氧化二锑1-2份,硅胶粉1-2份;
本发明还提供了上述散热片的制备方法,其包括如下步骤:
1)称取原料:按照重量份称取各原料备用;
2)制备改性碳化硅:
将碳化硅送至球磨机,磨至粒径为300目以上的粉末,然后将粉末置于容器中,随后添加改性剂,1000转/min离心搅拌10min,即得;所述改性剂由钛酸异丙酯、水以及丙酮按照1∶3∶1的重量比混合均匀制得。
3)制备物料A:
将氧化镁以及石墨送至球磨机,磨至粒径为300目以上的粉末,然后将粉末与硅胶粉混合,500转/分钟搅拌10分钟,得到物料A;其中,硅胶粉的粒径为300目以上;
4)制备物料B:
将玻璃纤维、聚碳酸酯、聚羟基乙酸、单硬脂酸甘油酯、氯醋树脂、三聚磷酸铝以及三氧化二锑,依次投入到搅拌机中,搅拌均匀,然后置于温度为85-90℃,相对湿度为90%的湿热环境中12-16小时,得到物料B;
5)注塑成型:
将改性碳化硅、物料A和物料B投入到反应器中,1000转/min离心搅拌10分钟,将搅拌均匀的混料排到双螺杆挤出机中,待混料完全熔融后挤出到注塑机中,在290-300℃下注塑成型即得。
其中,玻璃纤维的直径为10-20um,长度为50-100um。
本发明取得的有益效果主要有以下几点:
本发明通过合理选择原料,调整配伍量,制备的散热片各方面性能优良,适用于LED灯具的散热片;本发明制备的散热片在有效保持较好的导热性能和耐热性能的同时,拉伸屈服强度和断裂伸长率也大幅提高;本发明通过在复合材料中添加改性碳化硅、玻璃纤维、聚碳酸酯、三氧化二锑以及硅胶粉等原料,大大提高了导热性能、阻燃性能和机械性能;本发明通过对碳化硅进行改性,提高了碳化硅的分散效果,避免了堆积;本发明的制备方法操作简单,生产成本低,有利于工业化推广应用;本发明制备的LED灯具耐高温、耐老化,使用寿命长。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请具体实施例,对本发明进行更加清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种包含散热片的LED灯具,其包括散热片,所述散热片由如下重量份的原料制备而成:
碳化硅20份,氧化镁10份,石墨8份,玻璃纤维6份,聚碳酸酯6份,聚羟基乙酸5份,单硬脂酸甘油酯3份,氯醋树脂2份,改性剂1份,三聚磷酸铝1份,三氧化二锑1份,硅胶粉1份;上述散热片的制备方法包括如下步骤:
1)称取原料:
按照重量份称取各原料备用;
2)制备改性碳化硅:
将碳化硅送至球磨机,磨至粒径为300目的粉末,然后将粉末置于容器中,随后添加改性剂,1000转/min离心搅拌10min,即得;所述改性剂由钛酸异丙酯、水以及丙酮按照1∶3∶1的重量比混合均匀制得。
3)制备物料A:
将氧化镁以及石墨送至球磨机,磨至粒径为300目的粉末,然后将粉末与硅胶粉混合,500转/分钟搅拌10分钟,得到物料A;其中,硅胶粉的粒径为300目;
4)制备物料B:
将玻璃纤维、聚碳酸酯、聚羟基乙酸、单硬脂酸甘油酯、氯醋树脂、三聚磷酸铝以及三氧化二锑,依次投入到搅拌机中,搅拌均匀,然后置于温度为85℃,相对湿度为90%的湿热环境中12小时,得到物料B;其中,玻璃纤维的直径为10um,长度为100um;
5)注塑成型:
将改性碳化硅、物料A和物料B投入到反应器中,1000转/min离心搅拌10分钟,将搅拌均匀的混料排到双螺杆挤出机中,待混料完全熔融后挤出到注塑机中,在290℃下注塑成型即得。
实施例2
一种包含散热片的LED灯具,其包括散热片,所述散热片由如下重量份的原料制备而成:
碳化硅25份,氧化镁15份,石墨10份,玻璃纤维7份,聚碳酸酯7份,聚羟基乙酸6份,单硬脂酸甘油酯4份,氯醋树脂3份,改性剂2份,三聚磷酸铝2份,三氧化二锑2份,硅胶粉2份;上述散热片的制备方法包括如下步骤:
1)称取原料:按照重量份称取各原料备用;
2)制备改性碳化硅:
将碳化硅送至球磨机,磨至粒径为400目的粉末,然后将粉末置于容器中,随后添加改性剂,1000转/min离心搅拌10min,即得;所述改性剂由钛酸异丙酯、水以及丙酮按照1∶3∶1的重量比混合均匀制得;
3)制备物料A:
将氧化镁以及石墨送至球磨机,磨至粒径为400目的粉末,然后将粉末与硅胶粉混合,500转/分钟搅拌10分钟,得到物料A;其中,硅胶粉的粒径为400目;
4)制备物料B:
将玻璃纤维、聚碳酸酯、聚羟基乙酸、单硬脂酸甘油酯、氯醋树脂、三聚磷酸铝以及三氧化二锑,依次投入到搅拌机中,搅拌均匀,然后置于温度为90℃,相对湿度为90%的湿热环境中16小时,得到物料B;其中,玻璃纤维的直径为20um,长度为100um;
5)注塑成型:
将改性碳化硅、物料A和物料B投入到反应器中,1000转/min离心搅拌10分钟,将搅拌均匀的混料排到双螺杆挤出机中,待混料完全熔融后挤出到注塑机中,在300℃下注塑成型即得。
实施例3
以外形尺寸为50×20×8为例(单位:毫米),检测实施例1-2制备的散热片的性能参数,具体结果见表1:
表1
组别 | 实施例1 | 实施例2 |
拉伸屈服强度Mpa | 129 | 127 |
断裂伸长率% | 14.3 | 14.8 |
热变形温度℃ | 253 | 259 |
导热系数W/(m·K) | 1.97 | 1.89 |
表面电阻Ω/cm2 | 大于E12 | 大于E12 |
结论:本发明实施例1或2制备的散热片机械强度、散热性能以及热稳定性较好,包含该散热片的LED灯具比市场同类灯具的使用寿命长约三分之一以上,具备较好的应用前景。
最后,还需要注意的是,以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然,本发明不限于以上实施例,还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形,均应认为是本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种LED灯具,其包括散热片,其特征在于,所述散热片由如下重量份的原料制备而成:碳化硅20-25份,氧化镁10-15份,石墨8-10份,玻璃纤维6-7份,聚碳酸酯6-7份,聚羟基乙酸5-6份,单硬脂酸甘油酯3-4份,氯醋树脂2-3份,改性剂1-2份,三聚磷酸铝1-2份,三氧化二锑1-2份,硅胶粉1-2份;
所述改性剂由钛酸异丙酯、水以及丙酮按照1∶3∶1的重量比混合均匀制得;
所述散热片按照如下方法制备而成:
步骤1)称取原料:
按照重量份称取各原料备用;
步骤2)制备改性碳化硅:
将碳化硅送至球磨机,磨至粒径为300目以上的粉末,然后将粉末置于容器中,随后添加改性剂,1000转/min离心搅拌10min,即得;
步骤3)制备物料A:
将氧化镁以及石墨送至球磨机,磨至粒径为300目以上的粉末,然后将粉末与硅胶粉混合,500转/分钟搅拌10分钟,得到物料A;
步骤4)制备物料B:
将玻璃纤维、聚碳酸酯、聚羟基乙酸、单硬脂酸甘油酯、氯醋树脂、三聚磷酸铝以及三氧化二锑,依次投入到搅拌机中,搅拌均匀,然后置于温度为85-90℃,相对湿度为90%的湿热环境中12-16小时,得到物料B;
步骤5)注塑成型:
将改性碳化硅、物料A和物料B投入到反应器中,1000转/min离心搅拌10分钟,将搅拌均匀的混料排到双螺杆挤出机中,待混料完全熔融后挤出到注塑机中,在290-300℃下注塑成型即得。
2.如权利要求1所述的LED灯具,其特征在于,
所述硅胶粉的粒径为300目以上;所述玻璃纤维的直径为10-20um,长度为50-100um。
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Granted publication date: 20170704 Termination date: 20180807 |
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