CN105884203A - 复合高硼硅玻璃及其制备方法和led灯饰 - Google Patents

复合高硼硅玻璃及其制备方法和led灯饰 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合高硼硅玻璃及其制备方法和一种LED灯饰。本发明复合高硼硅玻璃包括高硼硅玻璃基板，在所述高硼硅玻璃基板的表面还结合有导热改性层，所述导热改性层是经烧结形成，且所述导热改性层含有质量比为(15‑25)：(45‑55)的玻璃粉与六方氮化硼。因此，本发明复合高硼硅玻璃具有优异的导热性能和热稳定性，其制备方法能够复合高硼硅玻璃性能的稳定。本发明LED灯饰包括本发明复合高硼硅玻璃，因此，本发明LED灯饰使用寿命长，工作稳定性高。

Description

复合高硼硅玻璃及其制备方法和LED灯饰
技术领域
本发明属于LED技术领域，具体涉及一种复合高硼硅玻璃及其制备方法和一种LED灯饰。
背景技术
随着人类社会的发展，对于节能的要求越来越高。因而LED灯具尤其是以高效、节能、长寿等优点，逐渐得到推广。
然后对于LED灯来说，特别是针对大功率的LED灯具，其发热量是非常大，发热量与LED的使用寿命存在着紧密的联系，其本身产生的热量很容易烧坏其电路，从而使用寿命缩短。因此，LED行业用的玻璃材料一般要求热稳定性好，在200℃环境下能够长时间工作。但是，现有的玻璃存在导热性能较差，具体如高硼硅玻璃导热性能较差，一般在1w/m.k左右，难以满足LED发热快速散热要求。
发明内容
本发明实施例的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种复合高硼硅玻璃及其制备方法，以解决现有应用LED中的玻璃存在导热性能和热稳定性能较差的技术问题。
本发明实施例的另一目的在于提供一种LED灯饰，以克服现有LED灯饰所含玻璃板导热性能和热稳定性能较差而导致LED灯饰使用寿命短或工作稳定性差的技术问题。
为了实现上述发明目的，本发明一方面，提供了一种复合高硼硅玻璃。所述复合高硼硅玻璃包括高硼硅玻璃基板，在所述高硼硅玻璃基板的表面还结合有导热改性层，所述导热改性层是经烧结形成，且所述导热改性层含有质量比为(15-25)：(45-55)的玻璃粉与六方氮化硼。
本发明另一方面，提供了一种复合高硼硅玻璃的制备方法。所述复合高硼硅玻璃的制备方法包括如下步骤：
将导热改性层浆料在高硼硅玻璃基板表面形成涂层，其中，所述导热改性层浆料含有质量比为(15-25)：(45-55)的玻璃粉与六方氮化硼；
将所述涂层进行干燥处理后与所述高硼硅玻璃基板一起进行烧结处理。
本发明又一方面，本发明提供了一种LED灯饰。所述LED灯饰包括本发明复合高硼硅玻璃或由本发明所述的制备方法制备的复合高硼硅玻璃。
与现有技术相比，本发明复合高硼硅玻璃通过在高硼硅玻璃基板表面烧结结合一层含有玻璃粉与六方氮化硼的导热改性层，使得该导热改性层与高硼硅玻璃基板形成一体，实现导热改性层对高硼硅玻璃基板改性的作用，通过导热改性层中的玻璃粉与六方氮化硼的增效作用，赋予本发明复合高硼硅玻璃高导热性能，导热率高达5-6w/m.k，而且还具有良好的热稳定性，可在200度环境下长时间工作。
本发明复合高硼硅玻璃制备方法采用将玻璃粉与六方氮化硼制备浆料的方式，在高硼硅玻璃基板表面形成涂层，然后烧结成一体，以实现烧结所形成的导热改性层对高硼硅玻璃基板改性，不仅赋予制备的复合高硼硅玻璃优异的导热性能和热稳定性，还使得烧结形成的导热改性层均匀，保证了制备的复合高硼硅玻璃性能的稳定。
本发明LED灯饰由于包括具有优异的导热性能和热稳定性的本发明复合高硼硅玻璃，因此，本发明LED灯饰使用寿命长，工作稳定性高。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一方面，本发明实施例提供一种优异的导热性能和热稳定性的复合高硼硅玻璃。在一实施例中，本发明实施例复合高硼硅玻璃包括高硼硅玻璃基板，在所述高硼硅玻璃基板的一表面上结合有导热改性层。
在另一实施例中，在本发明实施例复合高硼硅玻璃所含的高硼硅玻璃基板的相对两表面上均结合有导热改性层。
其中，上述实施例中的导热改性层是经烧结形成并结合在所述高硼硅玻璃基板表面的，且所述导热改性层含有质量比为(15-25)：(45-55)的玻璃粉与六方氮化硼。
这样，上述各实施例中的复合高硼硅玻璃通过在高硼硅玻璃基板表面烧结结合一层含有玻璃粉与六方氮化硼的导热改性层，使得该导热改性层与高硼硅玻璃基板形成一体，并通过对玻璃粉与六方氮化硼含量比例控制，实现玻璃粉与六方氮化硼之间的协效作用，实现导热改性层对高硼硅玻璃基板改性的作用，赋予本发明实施例复合高硼硅玻璃高导热性能和热稳定性能，如导热率高达5-6w/m.k，可在200度环境下长时间工作。
在一实施例中，上述导热改性层的厚度控制为60-100微米；在另一实施例中，将烧结形成导热改性层的烧结的温度控制为680-780℃，时间为100～115分钟。或在进一步实施例中，同时将导热改性层的厚度控制为60-100微米，并将烧结形成导热改性层的烧结的温度控制为680-780℃，时间为100～115分钟。这样，通过控制该导热改性层的厚度和烧结条件进行控制，提高玻璃粉与六方氮化硼之间的协效作用，从而实现进一步提高导热改性层对高硼硅玻璃基板改性作用，以达到进一步提高本发明实施例复合高硼硅玻璃高导热性能和热稳定性能。
在一实施例中，上述导热改性层是将导热改性层浆料形成于高硼硅玻璃基板表面，然后经烧结形成；在另一实施例中，以所述导热改性层浆料总质量为100％计，所述导热改性层浆料包括如下质量百分比组分：
在通过对形成导热改性层的浆料组分和含量的控制，通过对浆料的溶剂和粘结剂成分的选用，一方面使得该浆料稳定，保证功能组分玻璃粉和六方氮化硼粉能够均匀分散，从而保证烧结形成的导热改性层性能稳定；另一方面，还能够使得该浆料形成涂层的质量均匀，致密，无龟裂，特别是能够使得该浆料能够实现丝网印刷以形成涂层。
为了保证最终烧结形成的导热改性层的厚度在60-100微米，在一实施例中，在高硼硅玻璃基板表面形成的将导热改性层浆料涂层的厚度控制在80-120微米。
因此，本发明实施例复合高硼硅玻璃所含的特定比例的玻璃粉和六方氮化硼能够起到协效作用，从而使得导热改性层对高硼硅玻璃基板改性，赋予本发明实施例复合高硼硅玻璃优异的导热性能和热稳定性能，而且通过优化形成导热改性层形成的工艺条件和对其厚度的控制与调节，能够进一步提高复合高硼硅玻璃的导热性能和热稳定性能。
另一方面，本发明实施例还提供了上文所述的本发明实施例复合高硼硅玻璃的一种制备方法。在一实施例中，本发明实施例复合高硼硅玻璃的制备方法包括如下步骤：
步骤S01：将导热改性层浆料在高硼硅玻璃基板表面形成涂层；
步骤S02：将所述涂层进行干燥处理后与所述高硼硅玻璃基板一起进行烧结处理。
具体地，上述步骤S01中的导热改性层浆料含有玻璃粉与六方氮化硼，在一实施例中，玻璃粉与六方氮化硼的质量比为(15-25)：(45-55)。在进一步实施例中，导热改性层浆料如上文所述，以所述导热改性层浆料总质量为100％计，其包括如下质量百分比组分：
在具体实施例中，上述导热改性层浆料可以按照如下方法进行配制：将玻璃粉与六方氮化硼粉加入乙醇、正丁醇、缩丁醛和甲苯的混合有机溶液中，进行混料处理，直至浆料混合均匀，形成稳定的分散体系。
在进一步实施例中，待浆料所述浆料经配制后对其进行球磨处理后，如球磨处理24～30后，经500目筛(25微米)过滤处理。通过对球磨处理和过滤处理，不仅能够提高浆料分散体系的稳定性，从而提高涂层的质量，而且还能提高最终烧结形成的导热改性层的质量，如制备的导热改性层质量均匀，致密，无龟裂。
在一实施例中，将导热改性层浆料在高硼硅玻璃基板表面形成涂层的方式可以采用丝网印刷的方式形成。但是只要是将含有玻璃粉和六方氮化硼粉浆料形成于高硼硅玻璃基板表面的其他方式也在本说明书公开的范围。
在一实施例中，控制所述涂层厚度为50-75微米，从而间接控制最终烧结形成的导热改性层的厚度和质量，以提高其对高硼硅玻璃基板的改性，以提高制备的复合高硼硅玻璃优异的导热性能和热稳定性能。
在进一步实施例中，在高硼硅玻璃基板表面形成涂层之前，还包括对高硼硅玻璃基板表面进行预处理的步骤，如在一实施例中，该预处理步骤包括对高硼硅玻璃基板表面的清洗处理和表面粗糙度改变处理。在具体实施例中，清洗处理是为了除去高硼硅玻璃基板表面的杂质或污垢。对高硼硅玻璃基板表面粗糙度改变处理可以采用喷砂处理，提高高硼硅玻璃基板表面的粗糙度，从而提高烧结形成的导热改性层与高硼硅玻璃基板之间的结合强度。
上述步骤S02中的对涂层进行干燥的是为了将浆料中的溶剂进行除去，如使其挥发，使得粘结剂进行凝固。在此基础上，还为了提高涂层的质量和最终烧结形成的导热改性层的质量，在一实施例中，对涂层进行干燥处理的温度为100～130℃，时间为15～25分钟。
在另一实施例中，烧结能除去浆料中的粘结剂聚乙烯醇缩丁醛，并使得玻璃粉和六方氮化硼粉之间烧结，最终形成导热改性层，并结合在高硼硅玻璃基板表面，实现对高硼硅玻璃基板的改性，赋予本发明实施例复合高硼硅玻璃优异的导热性和热稳定性。在一实施例中，所述烧结处理的温度为680-780℃，时间为100～115分钟。通过对烧结处理，不仅能提高玻璃粉和六方氮化硼粉之间的协效作用，还能提高烧结形成的导热改性层的质量。
因此，本发明实施例复合高硼硅玻璃制备方法制备的复合高硼硅玻璃具有优异的导热性能和热稳定性，还使得烧结形成的导热改性层均匀，保证了制备的复合高硼硅玻璃性能的稳定。而且其制备方法工艺条件易控制，使得制备的复合高硼硅玻璃性能稳定，而且生产效率高。
又一方面，在上文所述的本发明实施例复合高硼硅玻璃及其制备方法的基础上，本发明实施例还提供了一种LED灯饰。所述LED灯饰结构可以是现有常规的LED灯饰结构，可以根据市场发展趋势或者需要而设计的新的结构，但是不管为何种结构，其理所当然的包括LED光源，还包括玻璃板。在一实施例中，该玻璃板为上文所述的本发明实施例复合高硼硅玻璃或由上文本发明实施例所述的制备方法制备的复合高硼硅玻璃。
由于如在上文所述的，该复合高硼硅玻璃具有优异的导热性能和热稳定性，因此，本发明实施例LED灯饰使用寿命长，工作稳定性高。
为使本发明上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解，以及本发明复合高硼硅玻璃及其制备方法进步性能显著地体现，以下通过实施例对本发明的实施进行举例说明。
实施例1
本实施例1提供了一种复合高硼硅玻璃及其制备方法。该复合高硼硅玻璃包括高硼硅玻璃基板，在高硼硅玻璃表面烧结形成有导热改性层，所述导热改性层含有质量比为15：45的玻璃粉与六方氮化硼，具体如下文表1中实施例1所示。
其制备方法如下：
S11.导热改性层浆料的配制：
A、按照下文表1中实施例1所示的浆料配方分别称取乙醇、正丁醇、聚乙烯醇缩丁醛、甲苯、玻璃粉和六方氮化硼粉末，并将其混合均匀；
B、将步骤A中配成的混合物在球磨机中球磨30小时制成浆料；
C、将经过步骤B球磨后的浆料采用500目(25微米)的不锈钢过滤网过滤；
D、采用真空脱泡机将经过步骤C过滤后的浆料真空脱泡2.5小时；
S12.高硼硅玻璃基片的预处理：通过超声波对高硼硅玻璃基片进行清洗，清洗时间为25分钟；
S13.在高硼硅玻璃基片表面形成涂层：通过丝网印刷技术将步骤S11制备的浆料印刷在经过步骤S12处理过的高硼硅玻璃基片上，控制浆料厚度在50微米；
S14.将经过步骤S13印刷有浆料涂层的高硼硅玻璃基片通过烘干炉烘干，烘干温度为：100℃，烘干时间为13分钟；
S15.将经过步骤S15烘干的高硼硅玻璃基片通过烧结炉进行烧结，烧结温度为：680～780℃，烧结时间为：100分钟。
实施例2-4
本实施例2-4提供的复合高硼硅玻璃结构与上述实施例1中提供的复合高硼硅玻璃结构相同，均是包括高硼硅玻璃基板，并在高硼硅玻璃基板的表面还结合有导热改性层，各实施例中导热改性层所含的玻璃粉与六方氮化硼质量比分别参见下文表1中实施例2-4浆料配方。
实施例2-4提供的复合高硼硅玻璃制备方法参照上述实施例1中制备方法，其中，实施例2-4所配制的导热改性层浆料配方分别如下文表1中实施例2-4浆料配方，各步骤工艺条件也分别按照下文表1中实施例2-4所示。
相关性能测试
将上述实施例1-4提供的复合高硼硅玻璃进行导热性和热稳定性能测试，测试结果分别如下表1中所示。
表1
由表1可知，本发明实施例提供的复合高硼硅玻璃通过在高硼硅玻璃基板表面烧结结合一层含有玻璃粉与六方氮化硼的导热改性层，实现导热改性层对高硼硅玻璃基板改性的作用，通过导热改性层中的玻璃粉与六方氮化硼的增效作用，赋予本发明复合高硼硅玻璃高导热性能，如实施例1提供的复合高硼硅玻璃导热率最低也高达高于5.5w/m.k，各实施例提供的复合高硼硅玻璃在≥200℃均具有良好的稳定性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合高硼硅玻璃，包括高硼硅玻璃基板，其特征在于：在所述高硼硅玻璃基板的表面还结合有导热改性层，所述导热改性层是经烧结形成，且所述导热改性层含有质量比为(15-25)：(45-55)的玻璃粉与六方氮化硼。
2.根据权利要求1所述的复合高硼硅玻璃，其特征在于：所述导热改性层的厚度为60-100微米。
所述烧结的温度为680-780℃，时间为100～115分钟。
3.根据权利要求1-2任一所述的复合高硼硅玻璃，其特征在于：所述导热改性层是将导热改性层浆料形成于高硼硅玻璃基板表面，然后经烧结形成；其中，以所述导热改性层浆料总质量为100％计，其包括如下质量百分比组分：
4.根据权利要求3所述的复合高硼硅玻璃，其特征在于：所述导热改性层浆料形成于高硼硅玻璃基板表面的涂层厚度为50-75微米。
5.一种复合高硼硅玻璃的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
将导热改性层浆料在高硼硅玻璃基板表面形成涂层，其中，所述导热改性层浆料含有质量比为(15-25)：(45-55)的玻璃粉与六方氮化硼；
将所述涂层进行干燥处理后与所述高硼硅玻璃基板一起进行烧结处理。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述烧结处理的温度为680-780℃，时间为100～115分钟；和/或
所述干燥处理的温度为100～130℃，时间为15～25分钟。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于：以所述导热改性层浆料总质量为100％计，其包括如下质量百分比组分：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述导热改性层浆料是经配制后进行球磨处理，再经500目筛(25微米)过滤处理后的浆料。
9.根据权利要求5、6或8任一所述的制备方法，其特征在于：在所述高硼硅玻璃基板表面形成涂层之前，还包括对所述高硼硅玻璃基板表面进行清洗喷砂处理的预步骤。
10.一种LED灯饰，其特征在于：所述LED灯饰包括权利要求1-4任一所述的复合高硼硅玻璃或由权利要求5-9任一所述的制备方法制备的复合高硼硅玻璃。
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