CN105949780A - 一种耐水大功率led散热用导热橡胶及其生产方法 - Google Patents

一种耐水大功率led散热用导热橡胶及其生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105949780A
CN105949780A CN201610088201.0A CN201610088201A CN105949780A CN 105949780 A CN105949780 A CN 105949780A CN 201610088201 A CN201610088201 A CN 201610088201A CN 105949780 A CN105949780 A CN 105949780A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rubber
heat
add
power led
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610088201.0A
Other languages
English (en)
Inventor
谭启龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hehong Electric Co Ltd
Original Assignee
Hehong Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hehong Electric Co Ltd filed Critical Hehong Electric Co Ltd
Priority to CN201610088201.0A priority Critical patent/CN105949780A/zh
Publication of CN105949780A publication Critical patent/CN105949780A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04—Polysiloxanes
    • C08L83/06—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/005—Additives being defined by their particle size in general
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/014—Additives containing two or more different additives of the same subgroup in C08K
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种耐水大功率LED散热用导热橡胶及其生产方法。本发明将纳米氮化铝纺丝，得到了纳米丝，附着在微米级氮化铝表面，使得纳米丝能够与微米级氮化铝紧密结合，使得纳米丝均匀分散在橡胶中，形成了点和线的稳定导热通路，提高了橡胶的导热性，还有效提高了硅橡胶的力学性能；通过使用30‑40μm镀银铝粉、16，17‑二正辛烷氧基紫蒽酮、多钒酸铵、异丙醇铝，提高了橡胶的导热性，同时还提高了橡胶的强度和耐水性。

Description

一种耐水大功率LED散热用导热橡胶及其生产方法
技术领域
本发明涉及LED散热橡胶技术领域，尤其涉及一种耐水大功率LED散热用导热橡胶及其生产方法。
背景技术
LED((LightEmittingDiode))作为一种优良的光电器件，具有体积小、功耗低、寿命长、环保等优点，预计在未来的10~20年内将成为新一代理想的通用照明光源。随着LED向高光强、高功率发展，其散热问题日渐突出，严重影响了LED的光输出特性和器件的寿命，已成为大功率LED封装必需解决的关键问题。本文针对LED的散热问题，选择研究了可应用于大功率LED的导热硅橡胶。在阐述硅橡胶的硫化机理和导热机理的基础上，制备了KH-550(硅烷偶联剂)表面处理的Al2O3、AlN导热硅橡胶、不同填料(氧化铝、铜、氮化铝、石墨、铝)的导热硅橡胶、不同粒径的导热硅橡胶以及二元混合填充导热硅橡胶；分析了填料表面处理、填料种类、不同量补强剂、填料填充量、填料粒径大小等因素对单组份硅橡胶以及主填充填料、增强填料对二元混合填充导热硅橡胶热导率的影响；并将所制备的导热硅橡胶用于1W、3W、5WLED灯珠；最后，应用COMSOLMultiphysic多物理场仿真软件对LED温度场进行了初步模拟。论文的主要研究结果如下：①经过表面处理的导热填料制备的导热硅橡胶导热率总体高于未经表面处理的；同时，适量的气相法白炭黑补强剂有利于增强硅橡胶活性，提高硅橡胶的导热性能。②不同导热颗粒制备的硅橡胶导热率不同，热导率λAl>λAlN>λC>λCu>λAl2O3，Al导热硅橡胶导热率最高，达到0.52W/(mK)，Al2O3导热硅橡胶最低为0.36W/(mK)。③同种导热填料下，随导热填料填充量的增大，硅橡胶热导率增加。相同填料用量下，AlN填充硅橡胶的导热性能比Al2O3的好。④Al填充导热硅橡胶热导率与Al颗粒粒径的关系表明：填料粒径对热导率的影响较大，当Al粒径为50μm时，热导率最高为0.70W/(mK)；⑤以Al(50μm)颗粒为主，添加不同粒径(1、8、20、74μm)Al制备的二元混合导热硅橡胶中，发现：随第二填充Al颗粒粒径增大，热导率减小；同一粒径(20μm)的Al和Cu作为第二填充颗粒时，热导率变化不大。⑥将制备的导热硅橡胶用于1W、3W、5WLED灯珠，实际散热结果表明：自制AlN填充制备的导热硅橡胶封装的LED结温比市购深圳市鸿富诚散热垫片封装的LED结温稍高，两者结温温差最小为2.3℃；但当LED功率较高（>5W）时，两者结温相差很小，说明：制备的导热硅橡胶更适合应用于5W以上大功率LED。
该论文使用氮化铝制备的橡胶导热性较好，但是还是不能满足生产的需要，而且橡胶的耐热性、韧性、抗拉性能、耐水性、阻气性、耐腐蚀性、耐磨性、抗辐射性、导热性、耐酸碱性、阻燃性、易变形性、抗氧化性还是不够好，需要进一步改进。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种耐水大功率LED散热用导热橡胶及其生产方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种耐水大功率LED散热用导热橡胶，由下列重量份的原料制成：PVP11-12、二氯甲烷适量、DMF适量、107硅橡胶100-104、二甲基硅油5-5.4、正硅酸乙酯4.2-4.4、二月桂酸二丁基锡1-1.3、硅烷偶联剂kh-550 1.7-1.9、乙醇170-190、气相法白炭黑10-11、40-50μm氮化铝100-105、纳米氮化铝20-21、30-40μm镀银铝粉2-2.5、16，17-二正辛烷氧基紫蒽酮1.1-1.3、多钒酸铵1-1.2、异丙醇铝0.8-1。
所述的耐水大功率LED散热用导热橡胶的生产方法，包括以下步骤：
（1）按体积比二氯甲烷：DMF=2:8配制成溶剂，加入PVP配制成12-13wt%的溶液，再加入纳米氮化铝，室温下磁力搅拌12-13h，送入静电纺丝装置，溶液流速设定为0.2ml/h，驱动电压为15kV，喷丝头到收集装置的距离为20cm，将40-50μm氮化铝、30-40μm镀银铝粉放入收集装置中，在喷丝的同时不断搅拌收集装置内的物料，喷丝完毕得到混合物料；
（2）将乙醇加热至70-75℃，加入硅烷偶联剂kh-550，搅拌均匀，加入第（1）步得到的混合物料，保温并搅拌10-11min，静置2-2.5h，用吸管吸去上层清液，剩余沉淀物放入干燥箱，在80-82℃下干燥2-2.5h，得到粉体；
（3）将107硅橡胶中加入二甲基硅油，混合均匀，得到稀释橡胶；
（4）将第（2）步得到的粉体和第（3）步得到的稀释橡胶以及其他剩余原料混合均匀，送入模具，再连同模具放入真空干燥箱中抽真空排除气泡，10-12分钟后取出，在室温下自行固化4-4.5小时，即得。
本发明的优点是：本发明将纳米氮化铝纺丝，得到了纳米丝，附着在微米级氮化铝表面，使得纳米丝能够与微米级氮化铝紧密结合，使得纳米丝均匀分散在橡胶中，形成了点和线的稳定导热通路，提高了橡胶的导热性，还有效提高了硅橡胶的力学性能；通过使用30-40μm镀银铝粉、16，17-二正辛烷氧基紫蒽酮、多钒酸铵、异丙醇铝，提高了橡胶的导热性，同时还提高了橡胶的强度和耐水性。
具体实施方式
一种耐水大功率LED散热用导热橡胶，由下列重量份（公斤）的原料制成：PVP11、二氯甲烷适量、DMF适量、107硅橡胶100、二甲基硅油5、正硅酸乙酯4.2、二月桂酸二丁基锡1、硅烷偶联剂kh-550 1.7、乙醇170、气相法白炭黑10、40μm氮化铝100、纳米氮化铝20、30μm镀银铝粉2、16，17-二正辛烷氧基紫蒽酮1.1、多钒酸铵1、异丙醇铝0.8。
所述的耐水大功率LED散热用导热橡胶的生产方法，包括以下步骤：
（1）按体积比二氯甲烷：DMF=2:8配制成溶剂，加入PVP配制成12wt%的溶液，再加入纳米氮化铝，室温下磁力搅拌12h，送入静电纺丝装置，溶液流速设定为0.2ml/h，驱动电压为15kV，喷丝头到收集装置的距离为20cm，将40μm氮化铝、30μm镀银铝粉放入收集装置中，在喷丝的同时不断搅拌收集装置内的物料，喷丝完毕得到混合物料；
（2）将乙醇加热至70℃，加入硅烷偶联剂kh-550，搅拌均匀，加入第（1）步得到的混合物料，保温并搅拌10min，静置2h，用吸管吸去上层清液，剩余沉淀物放入干燥箱，在80℃下干燥2h，得到粉体；
（3）将107硅橡胶中加入二甲基硅油，混合均匀，得到稀释橡胶；
（4）将第（2）步得到的粉体和第（3）步得到的稀释橡胶以及其他剩余原料混合均匀，送入模具，再连同模具放入真空干燥箱中抽真空排除气泡，10分钟后取出，在室温下自行固化4小时，即得。
本实施例散热橡胶的导热系数为0.72W/(m.K),硬度HA（s）为60。

Claims (2)

1.一种耐水大功率LED散热用导热橡胶，其特征在于由下列重量份的原料制成：PVP11-12、二氯甲烷适量、DMF适量、107硅橡胶100-104、二甲基硅油5-5.4、正硅酸乙酯4.2-4.4、二月桂酸二丁基锡1-1.3、硅烷偶联剂kh-550 1.7-1.9、乙醇170-190、气相法白炭黑10-11、40-50μm氮化铝100-105、纳米氮化铝20-21、30-40μm镀银铝粉2-2.5、16，17-二正辛烷氧基紫蒽酮1.1-1.3、多钒酸铵1-1.2、异丙醇铝0.8-1。
2.根据权利要求1所述的耐水大功率LED散热用导热橡胶的生产方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）按体积比二氯甲烷：DMF=2:8配制成溶剂，加入PVP配制成12-13wt%的溶液，再加入纳米氮化铝，室温下磁力搅拌12-13h，送入静电纺丝装置，溶液流速设定为0.2ml/h，驱动电压为15kV，喷丝头到收集装置的距离为20cm，将40-50μm氮化铝、30-40μm镀银铝粉放入收集装置中，在喷丝的同时不断搅拌收集装置内的物料，喷丝完毕得到混合物料；
（2）将乙醇加热至70-75℃，加入硅烷偶联剂kh-550，搅拌均匀，加入第（1）步得到的混合物料，保温并搅拌10-11min，静置2-2.5h，用吸管吸去上层清液，剩余沉淀物放入干燥箱，在80-82℃下干燥2-2.5h，得到粉体；
（3）将107硅橡胶中加入二甲基硅油，混合均匀，得到稀释橡胶；
（4）将第（2）步得到的粉体和第（3）步得到的稀释橡胶以及其他剩余原料混合均匀，送入模具，再连同模具放入真空干燥箱中抽真空排除气泡，10-12分钟后取出，在室温下自行固化4-4.5小时，即得。
CN201610088201.0A 2016-02-17 2016-02-17 一种耐水大功率led散热用导热橡胶及其生产方法 Pending CN105949780A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610088201.0A CN105949780A (zh) 2016-02-17 2016-02-17 一种耐水大功率led散热用导热橡胶及其生产方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610088201.0A CN105949780A (zh) 2016-02-17 2016-02-17 一种耐水大功率led散热用导热橡胶及其生产方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105949780A true CN105949780A (zh) 2016-09-21

Family

ID=56917234

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610088201.0A Pending CN105949780A (zh) 2016-02-17 2016-02-17 一种耐水大功率led散热用导热橡胶及其生产方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105949780A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109844031A (zh) * 2016-10-26 2019-06-04 信越化学工业株式会社 导热性有机硅组合物

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101880917A (zh) * 2010-02-05 2010-11-10 西安理工大学 一种制备纳米陶瓷纤维的方法
CN103013122A (zh) * 2012-12-11 2013-04-03 江苏大学 微纳米混合填料/液体硅橡胶导热复合材料的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101880917A (zh) * 2010-02-05 2010-11-10 西安理工大学 一种制备纳米陶瓷纤维的方法
CN103013122A (zh) * 2012-12-11 2013-04-03 江苏大学 微纳米混合填料/液体硅橡胶导热复合材料的制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109844031A (zh) * 2016-10-26 2019-06-04 信越化学工业株式会社 导热性有机硅组合物
CN109844031B (zh) * 2016-10-26 2022-01-11 信越化学工业株式会社 导热性有机硅组合物

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110054864B (zh) 一种高导热复合填料及其聚合物基复合材料的制备方法
CN102174306B (zh) 一种用于led封装的导电胶及其制备方法
CN112409757B (zh) 一种高功率模块封装用高导热环氧塑封料及其制备方法
CN101857768B (zh) 一种用于铝合金型材的超声波改性纳米隔热粉末涂料及其制备方法
CN109326405A (zh) 一种高导热绝缘软磁金属粉末的制备方法及软磁金属粉末
CN109777335A (zh) 一种纳米银修饰碳纳米管制备高导热导电胶的方法
CN109206961A (zh) 一种石墨烯导电导热涂料及其制备方法
CN105131607A (zh) 点、线、面三维立体碳材料复合导热硅胶及其制备方法
CN112175562A (zh) 含有石墨烯/银导热网络的环氧银导电胶的制备方法
CN107501610A (zh) 一种基于氮化硼的复合热界面材料及其制备方法
CN107498061B (zh) 一种用于选择性激光熔化成形的石墨烯铝基复合粉末制备方法
CN112778704A (zh) 一种具有高效连续导热网络的环氧模塑料及其制备方法
CN108806831A (zh) 一种电缆用的导电涂料以及石墨烯导电层
CN103665875A (zh) 一种导电硅橡胶的制备方法
CN104845359B (zh) 一种高导热高散热尼龙复合材料及其制备方法和应用
CN105949772A (zh) 一种耐磨大功率led散热用导热橡胶及其生产方法
CN105949780A (zh) 一种耐水大功率led散热用导热橡胶及其生产方法
CN106280484A (zh) 一种柔韧的大功率led散热用导热橡胶及其生产方法
CN105111603A (zh) 钼酸铜纳米棒复合电子封装材料
CN106280483A (zh) 一种不易变形大功率led散热用导热橡胶及其生产方法
CN106317890A (zh) 一种抗辐射大功率led散热用导热橡胶及其生产方法
CN105949781A (zh) 一种耐热大功率led散热用导热橡胶及其生产方法
CN106399739B (zh) 一种稀土泡沫铝材料
CN105949783A (zh) 一种高韧性大功率led散热用导热橡胶及其生产方法
CN106317892A (zh) 一种耐热耐老化大功率led散热用导热橡胶及其生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160921