CN105778674A - 一种用于led灯的丙烯酸涂料及其制备方法 - Google Patents

一种用于led灯的丙烯酸涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于LED灯的丙烯酸涂料，按重量份计，由以下组份制成：丙烯酸树脂48～57份，固化剂6～11份，填料14～20份，溶剂17～22份，附着力促进剂0.5～1份，流平剂0.2～0.6份，防腐剂0.1～0.4份，防沉剂1～1.5份，二苯乙醇酮0.3～0.4份，有机硅树脂6～12份，二月桂酸二丁基锡0.1～0.2份，改性散热粉体16～20份。本发明还提供了该用于LED灯的丙烯酸涂料的制备方法。本发明提供的用于LED灯的丙烯酸涂料的散热性能较好。

Description

一种用于LED灯的丙烯酸涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种涂料，特别是涉及一种用于LED灯的丙烯酸涂料及其制备方法。
背景技术：
自1843年JosephRedtenbacher发现丙烯酸单体以来，人们一直对这类具有活性的有机化合物不断地从结构与性能上进行探索，至20世纪30年代，ICI和DuPont开始丙烯酸树脂与涂料的工业化生产。此后，丙烯酸酯及其改性聚合物的研究与应用发展极其迅速，现已成为高分子乃至涂料中的重要一员。丙烯酸树脂由于C—C主链特殊的光、热、化学稳定性与侧链上基团的变化，所以由其作为主要成膜基料的丙烯酸涂料在耐候性、耐污染性、耐酸、耐碱、机械性能、耐油及耐溶剂性等方面均具有独特的优势，在工业与民用建筑领域得到广泛的青睐。我国丙烯酸涂料的研究始于20世纪60年代，80年代开始工业化过程，至今在溶剂型与水性体系都取得了惊人的成就，丙烯酸涂料已覆盖日常生活的各个领域，适用于汽车、船舶、机械设备、矿山、采掘、冶金、化工、家具、仪器仪表、建筑内外墙(多为外墙)、地坪、金属制品、户外广告、护栏等金属、非金属表面的防腐涂装。
发光二极管灯具，亦称LED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。对于LED灯具来说散热是非常重要的，同样功率因数的灯具和同品质的灯珠，如果散热条件不好，灯珠在高温下工作，光衰会很大，灯具寿命会减少，所以对用于LED灯具的涂料的散热性能也提出了很高的要求，普通的丙烯酸涂料的散热性能达不到这么高的要求。
公开号为CN101942270B、公开日为2012.07.04、申请人为江苏科技大学的中国专利申请公开了“一种用于LED灯的散热涂料”，按质量百分比含量由组分：有机硅聚氨酯预聚物为30～50％，混合溶剂为10～20％，硅烷偶联剂KH560为1～5％，氧化铍为8～15％，氮化铝为15～50％，油酸为1～5％组成；制备方法是先将上述诸液体组分混合均匀，然后加入固体组分搅拌均匀，在研磨机上研磨后包装。该涂料采用氧化铍、氮化铝提高涂料散热性能，然而，氧化铍具有毒性，氮化铝价格昂贵，且容易水解，此外，这两种材料均呈亲水性，在涂料中容易团聚，因此该涂料的实际散热性能并没有得到很大的提高。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种用于LED灯的丙烯酸涂料，其散热性能较好。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种用于LED灯的丙烯酸涂料，按重量份计，由以下组份制成：丙烯酸树脂48～57份，固化剂6～11份，填料14～20份，溶剂17～22份，附着力促进剂0.5～1份，流平剂0.2～0.6份，防腐剂0.1～0.4份，防沉剂1～1.5份，二苯乙醇酮0.3～0.4份，有机硅树脂6～12份，二月桂酸二丁基锡0.1～0.2份，改性散热粉体16～20份，其中，改性散热粉体由以下步骤制得：
(1)将铝箔加入氯化铝溶液中，加热至100℃后煮制24小时，得到氢氧化铝溶胶，将聚乙烯醇加入去离子水中，加热至100℃水浴搅拌至完全溶解，得到聚乙烯醇溶液，将重量比为1:2的氢氧化铝溶胶、聚乙烯醇溶液进行混合，加入一半氢氧化铝溶胶质量的硼化铬粉体后超声分散30分钟，转入80℃水浴中恒温2小时，得到溶胶体，将溶胶体干燥后放入马弗炉中，以10℃/分的升温速度在300℃、600℃、900℃下分别热处理3小时，取出后自然冷却至室温，得到硼化铬包覆氧化铝的球状散热粉体；
(2)将重量比为1:2:2的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、无水乙醇、水进行混合，加入醋酸调节ph值为3.5，加热至70℃，1600转/分转速下恒温磁力搅拌30分钟，得到改性溶液，将步骤(1)得到的球状散热粉体加入改性溶液中，加热至70℃，超声搅拌24小时，取出后过滤至中性，研磨后过100目筛，得到改性散热粉体。
优选地，本发明所述丙烯酸树脂为热固性丙烯酸树脂。
优选地，本发明所述固化剂为异氰酸酯。
优选地，本发明所述填料为绢云母粉。
优选地，本发明所述溶剂为醋酸丁酯。
优选地，本发明所述附着力促进剂为磷酸酯。
优选地，本发明所述流平剂为硅油类流平剂。
优选地，本发明所述防腐剂为五氯酚钠。
优选地，本发明所述防沉剂为有机陶土。
本发明要解决的另一技术问题是提供上述用于LED灯的丙烯酸涂料的制备方法。
为解决上述技术问题，技术方案是：
将各组分按重量份称取，将丙烯酸树脂、填料、1/3重量的溶剂、有机硅树脂、改性散热粉体研磨分散至细度≤40μm，得到A浆料；将A浆料、附着力促进剂、流平剂、防腐剂、防沉剂、二苯乙醇酮、二月桂酸二丁基锡、1/3重量的溶剂研磨分散至细度≤50μm，过滤后得到B浆料，将固化剂、1/3重量的溶剂搅拌均匀后加入B浆料，混合均匀后得到用于LED灯的丙烯酸涂料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
热能的传递主要有三种方式——热传导、热对流与热辐射，LED灯具的散热方式以热传导和热辐射为主，普通涂料的热传导性能和热辐射发散性能均较差，而氧化铝具有较高的导热系数，可提高涂料的热传导性能，硼化铬具有很好的热辐射发射率，可提高涂料的热辐射发散性能，本发明将硼化铬复合于氧化铝的表面并形成了球状散热粉体，再通过甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷对其进行改性处理，将其表面的亲水性变成了亲油性，使其能均匀分散于涂料中，球状的结构有利于散热粉体在涂料中形成有效连续的导热通路，大大提高了涂料的导热系数以及热传导性能，再加上氧化铝表面的硼化铬可大大提高涂料的热辐射发散性能，因此涂料的散热性能得到了很大的改善。
具体实施方式：
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
用于LED灯的丙烯酸涂料，按重量份计，由以下组份制成：热固性丙烯酸树脂49份，异氰酸酯8份，绢云母粉14份，醋酸丁酯22份，磷酸酯0.6份，硅油类0.4份，五氯酚钠0.2份，有机陶土1份，二苯乙醇酮0.3份，有机硅树脂6份，二月桂酸二丁基锡0.2份，改性散热粉体16份。
其制备方法为：
(1)将铝箔加入氯化铝溶液中，加热至100℃后煮制24小时，得到氢氧化铝溶胶，将聚乙烯醇加入去离子水中，加热至100℃水浴搅拌至完全溶解，得到聚乙烯醇溶液，将重量比为1:2的氢氧化铝溶胶、聚乙烯醇溶液进行混合，加入一半氢氧化铝溶胶质量的硼化铬粉体后超声分散30分钟，转入80℃水浴中恒温2小时，得到溶胶体，将溶胶体干燥后放入马弗炉中，以10℃/分的升温速度在300℃、600℃、900℃下分别热处理3小时，取出后自然冷却至室温，得到硼化铬包覆氧化铝的球状散热粉体；
(2)将重量比为1:2:2的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、无水乙醇、水进行混合，加入醋酸调节ph值为3.5，加热至70℃，1600转/分转速下恒温磁力搅拌30分钟，得到改性溶液，将步骤(1)得到的球状散热粉体加入改性溶液中，加热至70℃，超声搅拌24小时，取出后过滤至中性，研磨后过100目筛，得到改性散热粉体；
(3)将各组分按重量份称取，将热固性丙烯酸树脂、绢云母粉、1/3重量的醋酸丁酯、有机硅树脂、改性散热粉体研磨分散至细度≤40μm，得到A浆料；将A浆料、磷酸酯、硅油类流平剂、五氯酚钠、有机陶土、二苯乙醇酮、二月桂酸二丁基锡、1/3重量的醋酸丁酯研磨分散至细度≤50μm，过滤后得到B浆料，将异氰酸酯、1/3重量的醋酸丁酯搅拌均匀后加入B浆料，混合均匀后得到用于LED灯的丙烯酸涂料。
实施例2
用于LED灯的丙烯酸涂料，按重量份计，由以下组份制成：热固性丙烯酸树脂55份，异氰酸酯11份，绢云母粉16份，醋酸丁酯18份，磷酸酯0.8份，硅油类0.3份，五氯酚钠0.3份，有机陶土1.2份，二苯乙醇酮0.4份，有机硅树脂9份，二月桂酸二丁基锡0.1份，改性散热粉体18份。
其制备方法同实施例1。
实施例3
用于LED灯的丙烯酸涂料，按重量份计，由以下组份制成：热固性丙烯酸树脂48份，异氰酸酯9份，绢云母粉20份，醋酸丁酯17份，磷酸酯0.9份，硅油类0.5份，五氯酚钠0.1份，有机陶土1.4份，二苯乙醇酮0.3份，有机硅树脂12份，二月桂酸二丁基锡0.1份，改性散热粉体20份。
其制备方法同实施例1。
实施例4
用于LED灯的丙烯酸涂料，按重量份计，由以下组份制成：热固性丙烯酸树脂50份，异氰酸酯6份，绢云母粉18份，醋酸丁酯20份，磷酸酯0.5份，硅油类0.4份，五氯酚钠0.4份，有机陶土1.5份，二苯乙醇酮0.3份，有机硅树脂8份，二月桂酸二丁基锡0.2份，改性散热粉体17份。
其制备方法同实施例1。
实施例5
用于LED灯的丙烯酸涂料，按重量份计，由以下组份制成：热固性丙烯酸树脂57份，异氰酸酯10份，绢云母粉15份，醋酸丁酯21份，磷酸酯0.7份，硅油类0.6份，五氯酚钠0.3份，有机陶土1.3份，二苯乙醇酮0.4份，有机硅树脂10份，二月桂酸二丁基锡0.2份，改性散热粉体19份。
其制备方法同实施例1。
实施例6
用于LED灯的丙烯酸涂料，按重量份计，由以下组份制成：热固性丙烯酸树脂54份，异氰酸酯7份，绢云母粉17份，醋酸丁酯19份，磷酸酯1份，硅油类0.2份，五氯酚钠0.4份，有机陶土1.1份，二苯乙醇酮0.4份，有机硅树脂7份，二月桂酸二丁基锡0.1份，改性散热粉体18.8份。
其制备方法同实施例1。
将实施例1-6以及对比例的散热性能进行测试，其中，对比例为公开号为CN101942270B的中国专利，测试方法为：将涂料涂覆于散热铝板表面，然后置于1W的LED灯下方10cm处，涂料面朝下，测试时LED灯通1000mA电流使其功率达到2W，测定LED灯的PN结温度，该温度越低表明涂料的散热效果越好。结果见下表：
由上表可见，本发明实施例1-6的PN结温度均明显低于对比例，散热性能较好。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种用于LED灯的丙烯酸涂料，其特征在于：按重量份计，由以下组份制成：丙烯酸树脂48～57份，固化剂6～11份，填料14～20份，溶剂17～22份，附着力促进剂0.5～1份，流平剂0.2～0.6份，防腐剂0.1～0.4份，防沉剂1～1.5份，二苯乙醇酮0.3～0.4份，有机硅树脂6～12份，二月桂酸二丁基锡0.1～0.2份，改性散热粉体16～20份，其中，改性散热粉体由以下步骤制得：
(1)将铝箔加入氯化铝溶液中，加热至100℃后煮制24小时，得到氢氧化铝溶胶，将聚乙烯醇加入去离子水中，加热至100℃水浴搅拌至完全溶解，得到聚乙烯醇溶液，将重量比为1:2的氢氧化铝溶胶、聚乙烯醇溶液进行混合，加入一半氢氧化铝溶胶质量的硼化铬粉体后超声分散30分钟，转入80℃水浴中恒温2小时，得到溶胶体，将溶胶体干燥后放入马弗炉中，以10℃/分的升温速度在300℃、600℃、900℃下分别热处理3小时，取出后自然冷却至室温，得到硼化铬包覆氧化铝的球状散热粉体；
(2)将重量比为1:2:2的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、无水乙醇、水进行混合，加入醋酸调节ph值为3.5，加热至70℃，1600转/分转速下恒温磁力搅拌30分钟，得到改性溶液，将步骤(1)得到的球状散热粉体加入改性溶液中，加热至70℃，超声搅拌24小时，取出后过滤至中性，研磨后过100目筛，得到改性散热粉体。
2.根据权利要求1所述的一种用于LED灯的丙烯酸涂料，其特征在于：所述丙烯酸树脂为热固性丙烯酸树脂。
3.根据权利要求1所述的一种用于LED灯的丙烯酸涂料，其特征在于：所述固化剂为异氰酸酯。
4.根据权利要求1所述的一种用于LED灯的丙烯酸涂料，其特征在于：所述填料为绢云母粉。
5.根据权利要求1所述的一种用于LED灯的丙烯酸涂料，其特征在于：所述溶剂为醋酸丁酯。
6.根据权利要求1所述的一种用于LED灯的丙烯酸涂料，其特征在于：所述附着力促进剂为磷酸酯。
7.根据权利要求1所述的一种用于LED灯的丙烯酸涂料，其特征在于：所述流平剂为硅油类流平剂。
8.根据权利要求1所述的一种用于LED灯的丙烯酸涂料，其特征在于：所述防腐剂为五氯酚钠。
9.根据权利要求1所述的一种用于LED灯的丙烯酸涂料，其特征在于：所述防沉剂为有机陶土。
10.根据权利要求1至9任一所述的一种用于LED灯的丙烯酸涂料的制备方法，其特征在于：
将各组分按重量份称取，将丙烯酸树脂、填料、1/3重量的溶剂、有机硅树脂、改性散热粉体研磨分散至细度≤40μm，得到A浆料；将A浆料、附着力促进剂、流平剂、防腐剂、防沉剂、二苯乙醇酮、二月桂酸二丁基锡、1/3重量的溶剂研磨分散至细度≤50μm，过滤后得到B浆料，将固化剂、1/3重量的溶剂搅拌均匀后加入B浆料，混合均匀后得到用于LED灯的丙烯酸涂料。
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