CN109135243A - 一种高强度易清洁耐老化的led灯罩材料及含有灯罩材料的led灯 - Google Patents

一种高强度易清洁耐老化的led灯罩材料及含有灯罩材料的led灯 Download PDF

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，具体公开了一种高强度易清洁耐老化的LED灯罩材料及含有灯罩材料的LED灯。所述的LED灯罩材料包含如下重量份的原料组分：聚碳酸酯80～120份；增韧剂5～10份；多壁碳纳米管5～10份；抗氧剂1～3份；紫外吸收剂1～3份；双马来酰亚胺1～3份；硅烷偶联剂0.5～2份；润滑剂0.1～1份。所述的LED灯罩材料通过加入增韧剂可以使得灯罩材料的抗冲击性能增强；通过加入抗氧剂和紫外吸收剂可以防止LED灯罩材料过早老化；通过加入多壁碳纳米管可以得灯罩表面不会因为静电作用而吸附灰尘以至于不容易清洁；此外，本发明所述的灯罩材料还具有优异的导热散热效果。由于本发明所述的灯罩材料具有高强度、抗老化、易清洁及热散热作用，因此可以应用于户外大功率LED路灯。

Description

一种高强度易清洁耐老化的LED灯罩材料及含有灯罩材料的 LED灯
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种高强度易清洁耐老化的LED灯罩材料及含有灯罩材料的LED灯。
背景技术
LED灯是一块电致发光的半导体材料芯片，用银胶或白胶固化到支架上，然后用银线或金线连接芯片和电路板，四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，最后安装外壳而成。目前LED等被广泛应用于生活以及工业生产中的各个领域，如街边的路灯。
而作为户外的LED灯，则对LED灯的灯罩材料需要有很高的要求，如户外的LED灯罩材料需要有较高的抗冲击强度、易清洁以及耐候的特点；此外对于灯罩材料的散热性能也是需要考虑的，灯罩材料散热性能好可有利于提高LED灯的使用寿命。目前，现有技术对于LED的灯罩材料的研究开发并不是很多。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种高强度易清洁耐老化的LED灯罩材料。所述的LED灯罩材料同时具有高强度、易清洁以及耐老化的特点。
本发明所要解决的上述技术问题，通过以下技术方案予以实现：
一种高强度易清洁耐老化的LED灯罩材料，其包含如下重量份的原料组分：
聚碳酸酯80～120份；增韧剂5～10份；多壁碳纳米管5～10份；抗氧剂1～3份；紫外吸收剂1～3份；双马来酰亚胺1～3份；硅烷偶联剂0.5～2份；润滑剂0.1～1份。
优选地，所述的高强度易清洁耐老化的LED灯罩材料，其包含如下重量份的原料组分：
聚碳酸酯100～120份；增韧剂8～10份；多壁碳纳米管8～10份；抗氧剂2～3份；紫外吸收剂2～3份；双马来酰亚胺2～3份；硅烷偶联剂0.5～2份；润滑剂0.5～1份。
优选地，所述的增韧剂具体为增韧剂EM500。
优选地，所述的抗氧剂为抗氧剂1010。
优选地，所述的紫外吸收剂为紫外吸收剂UV531。
优选地，所述的润滑剂为硬脂酸钙。
优选地，所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550。
优选地，所述的多壁碳纳米管为改性多壁碳纳米管。
进一步优选地，所述的改性多壁碳纳米管通过如下方法制备得到：
(1)将原料多壁碳纳米管放入混合酸溶液中浸泡8～12h，浸泡后用清水洗涤至中性后得酸处理过的原料；所述的混合酸溶液为浓硫酸和浓硝酸组成的混合酸溶液；
(2)将酸处理过的原料加入水中，调节PH为8～9，然后加入丙二酰胺；在70～90℃下反应3～5h；
(3)反应结束后进行固液分离，洗涤固体，再经干燥后即得所述的改性多壁碳纳米管。
进一步优选地，步骤(1)中将原料碳纳米管和六方氮化硼混合后放入混合酸溶液中浸泡10h。
进一步优选地，步骤(1)中浓硫酸和浓硝酸的体积用量比为3:1。
进一步优选地，步骤(2)中水的重量用量为酸处理过的原料总重量的5～8倍。
最优选地，步骤(2)中水的重量用量为酸处理过的原料总重量的6倍。
进一步优选地，步骤(2)中丙二酰胺的重量用量为酸处理过的原料总重量的1/5～1/3。
最优选地，步骤(2)中丙二酰胺的重量用量为酸处理过的原料总重量的1/4。
上述高强度易清洁耐老化的LED灯罩材料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
将聚碳酸酯、增韧剂、多壁碳纳米管、抗氧剂、紫外吸收剂、双马来酰亚胺、硅烷偶联剂、润滑剂放入混合机中混合均匀，然后将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒后即得所述高强度易清洁耐老化的LED灯罩材料。
本发明还提供一种LED灯，所述的上述高强度易清洁耐老化的LED灯罩材料。
有益效果：本发明提供一种全新组成的LED灯罩材料；所述的LED灯罩材料通过加入增韧剂可以使得灯罩材料的抗冲击性能增强；通过加入抗氧剂和紫外吸收剂可以防止LED灯罩材料过早老化；通过加入多壁碳纳米管一方面可以消除LED灯罩材料表面的，从而使得灯罩表面不会因为静电作用而吸附灰尘以至于不容易清洁，另一方面，通过加入多壁碳纳米管同时可以使得灯罩具有很好的导热散热效果，有利于LED的散热，从而延长LED灯的使用寿命；更进一步地，通过加入由本发明所述改性方法制备得到的改性多壁碳纳米管，其导热散热效果更好；由于本发明所述的灯罩材料具有高强度、抗老化、易清洁以及导热散热作用，因此可以应用于户外大功率LED路灯。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步解释本发明，但实施例对本发明不做任何形式的限定。
实施例1灯罩材料的制备
聚碳酸酯100份；增韧剂(具体为增韧剂EM500)8份；多壁碳纳米管8份；抗氧剂(具体为抗氧剂1010)2份；紫外吸收剂(具体为紫外吸收剂UV531)2份；双马来酰亚胺2份；硅烷偶联剂(具体为硅烷偶联剂kh550)0.5份；润滑剂(具体为硬脂酸钙)0.5份。
制备方法：将聚碳酸酯、增韧剂、多壁碳纳米管、抗氧剂、紫外吸收剂、双马来酰亚胺、硅烷偶联剂、润滑剂放入混合机中混合均匀，然后将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒后即得所述高强度易清洁耐老化的LED灯罩材料。
所述的LED灯罩材料通过加入增韧剂使得灯罩材料的抗冲击性能增强；通过加入抗氧剂和紫外吸收剂可以防止LED灯罩材料过早老化；通过加入多壁碳纳米管一方面可以消除LED灯罩材料表面的，从而使得灯罩表面不会因为静电作用而吸附灰尘以至于不容易清洁，另一方面，通过加入多壁碳纳米管同时可以使得灯罩具有很好的导热散热效果。
按GB/T10297-1998方法测得该实施例制备得到的灯罩材料的热传导系数为1.2W/(m*K)，可以满足正常功率的路灯的灯罩材料散热需求。
实施例2灯罩材料的制备
聚碳酸酯100份；增韧剂(具体为增韧剂EM500)8份；改性多壁碳纳米管8份；抗氧剂(具体为抗氧剂1010)2份；紫外吸收剂(具体为紫外吸收剂UV531)2份；双马来酰亚胺2份；硅烷偶联剂(具体为硅烷偶联剂kh550)0.5份；润滑剂(具体为硬脂酸钙)0.5份。
所述改性多壁碳纳米管通过如下方法制备得到：(1)将原料多壁碳纳米管放入混合酸溶液中浸泡10h，浸泡后用清水洗涤至中性后得酸处理过的原料；所述的混合酸溶液为浓硫酸和浓硝酸组成的混合酸溶液；(2)将酸处理过的原料加入水中，调节PH为8.5，然后加入丙二酰胺；在80℃下反应4h；(3)反应结束后进行固液分离，洗涤固体，再经干燥后即得所述的改性多壁碳纳米管；其中，步骤(1)中浓硫酸和浓硝酸的体积用量比为3:1；步骤(2)中水的重量用量为酸处理过的原料总重量的6倍；步骤(2)中丙二酰胺的重量用量为酸处理过的原料总重量的1/4。
制备方法：将聚碳酸酯、增韧剂、多壁碳纳米管、抗氧剂、紫外吸收剂、双马来酰亚胺、硅烷偶联剂、润滑剂放入混合机中混合均匀，然后将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒后即得所述高强度易清洁耐老化的LED灯罩材料。
所述的LED灯罩材料通过加入增韧剂使得灯罩材料的抗冲击性能增强；通过加入抗氧剂和紫外吸收剂可以防止LED灯罩材料过早老化；通过加入多壁碳纳米管一方面可以消除LED灯罩材料表面的，从而使得灯罩表面不会因为静电作用而吸附灰尘以至于不容易清洁，另一方面，通过加入多壁碳纳米管同时可以使得灯罩具有很好的导热散热效果。
按GB/T10297-1998方法测得该实施例制备得到的灯罩材料的热传导系数为3.9W/(m*K)。和实施例1相比，该实施例制备得到的灯罩材料采用了改性多壁碳纳米管，使得灯罩的的散热性能大幅增强。
实施例3灯罩材料的制备
聚碳酸酯80份；增韧剂(具体为增韧剂EM500)10份；多壁碳纳米管10份；抗氧剂(具体为抗氧剂1010)1份；紫外吸收剂(具体为紫外吸收剂UV531)1份；双马来酰亚胺1份；硅烷偶联剂(具体为硅烷偶联剂kh550)1份；润滑剂(具体为硬脂酸钙)1份。
制备方法：将聚碳酸酯、增韧剂、多壁碳纳米管、抗氧剂、紫外吸收剂、双马来酰亚胺、硅烷偶联剂、润滑剂放入混合机中混合均匀，然后将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒后即得所述高强度易清洁耐老化的LED灯罩材料。
所述的LED灯罩材料通过加入增韧剂使得灯罩材料的抗冲击性能增强；通过加入抗氧剂和紫外吸收剂可以防止LED灯罩材料过早老化；通过加入多壁碳纳米管一方面可以消除LED灯罩材料表面的，从而使得灯罩表面不会因为静电作用而吸附灰尘以至于不容易清洁，另一方面，通过加入多壁碳纳米管同时可以使得灯罩具有很好的导热散热效果。
按GB/T10297-1998方法测得该实施例制备得到的灯罩材料的热传导系数为1.4W/(m*K)，可以满足正常功率的路灯的灯罩材料散热需求。
实施例4灯罩材料的制备
聚碳酸酯80份；增韧剂(具体为增韧剂EM500)10份；改性多壁碳纳米管10份；抗氧剂(具体为抗氧剂1010)1份；紫外吸收剂(具体为紫外吸收剂UV531)1份；双马来酰亚胺1份；硅烷偶联剂(具体为硅烷偶联剂kh550)1份；润滑剂(具体为硬脂酸钙)1份。
所述改性多壁碳纳米管通过如下方法制备得到：(1)将原料多壁碳纳米管放入混合酸溶液中浸泡10h，浸泡后用清水洗涤至中性后得酸处理过的原料；所述的混合酸溶液为浓硫酸和浓硝酸组成的混合酸溶液；(2)将酸处理过的原料加入水中，调节PH为8.5，然后加入丙二酰胺；在80℃下反应4h；(3)反应结束后进行固液分离，洗涤固体，再经干燥后即得所述的改性多壁碳纳米管；其中，步骤(1)中浓硫酸和浓硝酸的体积用量比为3:1；步骤(2)中水的重量用量为酸处理过的原料总重量的6倍；步骤(2)中丙二酰胺的重量用量为酸处理过的原料总重量的1/4。
制备方法：将聚碳酸酯、增韧剂、多壁碳纳米管、抗氧剂、紫外吸收剂、双马来酰亚胺、硅烷偶联剂、润滑剂放入混合机中混合均匀，然后将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒后即得所述高强度易清洁耐老化的LED灯罩材料。
所述的LED灯罩材料通过加入增韧剂使得灯罩材料的抗冲击性能增强；通过加入抗氧剂和紫外吸收剂可以防止LED灯罩材料过早老化；通过加入多壁碳纳米管一方面可以消除LED灯罩材料表面的，从而使得灯罩表面不会因为静电作用而吸附灰尘以至于不容易清洁，另一方面，通过加入多壁碳纳米管同时可以使得灯罩具有很好的导热散热效果。
按GB/T10297-1998方法测得该实施例制备得到的灯罩材料的热传导系数为4.2W/(m*K)。和实施例1相比，该实施例制备得到的灯罩材料采用了改性多壁碳纳米管，使得灯罩的散热性能大幅增强。
实施例5灯罩材料的制备
聚碳酸酯120份；增韧剂(具体为增韧剂EM500)5份；多壁碳纳米管5份；抗氧剂(具体为抗氧剂1010)3份；紫外吸收剂(具体为紫外吸收剂UV531)3份；双马来酰亚胺3份；硅烷偶联剂(具体为硅烷偶联剂kh550)2份；润滑剂(具体为硬脂酸钙)0.1份。
制备方法：将聚碳酸酯、增韧剂、多壁碳纳米管、抗氧剂、紫外吸收剂、双马来酰亚胺、硅烷偶联剂、润滑剂放入混合机中混合均匀，然后将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒后即得所述高强度易清洁耐老化的LED灯罩材料。
所述的LED灯罩材料通过加入增韧剂使得灯罩材料的抗冲击性能增强；通过加入抗氧剂和紫外吸收剂可以防止LED灯罩材料过早老化；通过加入多壁碳纳米管一方面可以消除LED灯罩材料表面的，从而使得灯罩表面不会因为静电作用而吸附灰尘以至于不容易清洁，另一方面，通过加入多壁碳纳米管同时可以使得灯罩具有很好的导热散热效果。
按GB/T10297-1998方法测得该实施例制备得到的灯罩材料的热传导系数为0.9W/(m*K)，可以满足正常功率的路灯的灯罩材料散热需求。
实施例6灯罩材料的制备
聚碳酸酯120份；增韧剂(具体为增韧剂EM500)5份；改性多壁碳纳米管5份；抗氧剂(具体为抗氧剂1010)3份；紫外吸收剂(具体为紫外吸收剂UV531)3份；双马来酰亚胺3份；硅烷偶联剂(具体为硅烷偶联剂kh550)2份；润滑剂(具体为硬脂酸钙)0.1份。
所述改性多壁碳纳米管通过如下方法制备得到：(1)将原料多壁碳纳米管放入混合酸溶液中浸泡10h，浸泡后用清水洗涤至中性后得酸处理过的原料；所述的混合酸溶液为浓硫酸和浓硝酸组成的混合酸溶液；(2)将酸处理过的原料加入水中，调节PH为8.5，然后加入丙二酰胺；在80℃下反应4h；(3)反应结束后进行固液分离，洗涤固体，再经干燥后即得所述的改性多壁碳纳米管；其中，步骤(1)中浓硫酸和浓硝酸的体积用量比为3:1；步骤(2)中水的重量用量为酸处理过的原料总重量的6倍；步骤(2)中丙二酰胺的重量用量为酸处理过的原料总重量的1/4。
制备方法：将聚碳酸酯、增韧剂、多壁碳纳米管、抗氧剂、紫外吸收剂、双马来酰亚胺、硅烷偶联剂、润滑剂放入混合机中混合均匀，然后将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒后即得所述高强度易清洁耐老化的LED灯罩材料。
所述的LED灯罩材料通过加入增韧剂使得灯罩材料的抗冲击性能增强；通过加入抗氧剂和紫外吸收剂可以防止LED灯罩材料过早老化；通过加入多壁碳纳米管一方面可以消除LED灯罩材料表面的，从而使得灯罩表面不会因为静电作用而吸附灰尘以至于不容易清洁，另一方面，通过加入多壁碳纳米管同时可以使得灯罩具有很好的导热散热效果。
按GB/T10297-1998方法测得该实施例制备得到的灯罩材料的热传导系数为3.8W/(m*K)。和实施例1相比，该实施例制备得到的灯罩材料采用了改性多壁碳纳米管，使得灯罩的散热性能大幅增强。

Claims (9)

1.一种高强度易清洁耐老化的LED灯罩材料，其特征在于，包含如下重量份的原料组分：
聚碳酸酯80～120份；增韧剂5～10份；多壁碳纳米管5～10份；抗氧剂1～3份；紫外吸收剂1～3份；双马来酰亚胺1～3份；硅烷偶联剂0.5～2份；润滑剂0.1～1份。
2.根据权利要求1所述的高强度易清洁耐老化的LED灯罩材料，其特征在于，包含如下重量份的原料组分：
聚碳酸酯100～120份；增韧剂8～10份；多壁碳纳米管8～10份；抗氧剂2～3份；紫外吸收剂2～3份；双马来酰亚胺2～3份；硅烷偶联剂1～2份；润滑剂0.5～1份。
3.根据权利要求1所述的高强度易清洁耐老化的LED灯罩材料，其特征在于，所述的增韧剂具体为增韧剂EM500。
4.根据权利要求1所述的高强度易清洁耐老化的LED灯罩材料，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂1010。
5.根据权利要求1所述的高强度易清洁耐老化的LED灯罩材料，其特征在于，所述的紫外吸收剂为紫外吸收剂UV531。
6.根据权利要求1所述的高强度易清洁耐老化的LED灯罩材料，其特征在于，所述的润滑剂为硬脂酸钙。
7.根据权利要求1所述的高强度易清洁耐老化的LED灯罩材料，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550。
8.根据权利要求1所述的高强度易清洁耐老化的LED灯罩材料，其特征在于，所述的多壁碳纳米管为改性多壁碳纳米管。
9.一种LED灯，其特征在于，所述的灯罩采用权利要求1～9任一项所述的灯罩材料。
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WO2011054008A2 (en) * 2009-11-02 2011-05-05 Applied Nanostructured Solutions, Llc Cnt-infused aramid fiber materials and process therefor
CN102115530A (zh) * 2009-12-30 2011-07-06 上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司 一种聚酯-醚弹性体/碳纳米管复合材料的制备方法
CN105985631A (zh) * 2015-02-02 2016-10-05 北京化工大学 一种led灯用导热复合材料及其制备方法

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