CN109266178A - 一种led光源用散热涂料及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于LED光源散热技术领域，特别涉及一种LED光源用散热涂料及其应用。本发明提供了一种LED光源用散热涂料，以质量份计，包括环氧树脂20～50份、挥发性溶剂40～80份、固化剂2～5份、导热剂20～30份和碳化硅1～5份；该导热剂包括石墨粉和/或导热炭黑粉。由实施例的数据可知，本发明提供的散热涂料能够提高铝基覆铜板的散热性能，同样使用条件下，温度可降低8～10℃，具有良好的散热性；并且该散热涂料无需使用昂贵的组分原料，制备成本低。

Description

一种LED光源用散热涂料及其应用

技术领域

本发明属于LED光源散热技术领域，特别涉及一种LED光源用散热涂料及其应用。

背景技术

随着节能减排和环保要求的逐步提高，现在越来越多的传统的光源被LED光源替代；但是大功率LED光源存在着一个非常大的共性缺点是发热量大，在运行时会不断产生热量，散热如果不及时，很容易对LED光源的寿命产生极大的影响。

目前大多采用导热铝基覆铜板解决LED灯散热问题，导热铝基覆铜板中铝基板和铜箔之间的介质结合层用高导热胶膜制成，通过导热介质层，将热量尽快传导到铝基板层，由铝板将热扩散到空间中，达到帮助LED光源珠散热降温的目的。

但是目前铝基覆铜板的散热性差，为了进一步提高LED光源散热性能，可采用铝板表面阳极氧化的方法，提高光洁铝面的散热性。而表面阳极氧化，用大量的电能，制备过程中会产生大量废水，生产成本高，不节能环保。

也可通过在铝板表面涂覆散热涂料的方式，提高铝基覆铜板的散热性能，虽然不会存在生产污染性问题，但是成本较高的问题难以解决。例如中国专利107603557A公开了一种铝基覆铜板高散热胶，选用了聚酰亚胺树脂为粘合剂，主要通过稀土氧化物的加入提高铝基覆铜板的散热性能，但是原料成本高，不利于铝基覆铜板的推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED光源用散热涂料及其应用，本发明提供的LED光源用散热涂料原料简单易得，成本低，并且有助于提高铝基铜板的散热性。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种LED光源用散热涂料，以质量份计，包括以下组分：环氧树脂20～50份、挥发性溶剂40～80份、固化剂2～5份、导热剂20～30份和碳化硅1～5份；所述导热剂包括石墨粉和/或导热炭黑粉。

优选的，所述导热剂的粒径为400～2000目。

优选的，所述碳化硅的粒径为400～2000目。

优选的，所述挥发性溶剂包括丙酮和/或乙醇。

优选的，所述固化剂为胺类固化剂。

优选的，所述固化剂包括1,3-环己二甲胺和/或1,4-环己二甲胺。

本发明还提供了上述技术方案所述的散热涂料的应用，包括：将所述散热涂料的组分混合，得到浆料；将所述浆料涂覆在铝基覆铜板的铝板表面后静置固化。

优选的，所述静置固化的温度为室温，时间为1～10h。

优选的，所述涂覆的厚度为1～15μm。

优选的，所述涂覆的方式为喷涂或滚涂。

本发明还提供了一种LED光源用散热涂料的应用，包括如下步骤：将所述散热涂料的组分混合，得到浆料；将所述浆料涂覆在铝基覆铜板的铝板表面后静置固化。

优选的，所述静置固化的温度为室温，时间为1～10h。

优选的，所述涂覆的厚度为1～15μm。

优选的，所述涂覆的方式为喷涂或滚涂。

本发明提供了一种LED光源用散热涂料，以质量份计，包括环氧树脂20～50份、挥发性溶剂40～80份、固化剂2～5份、导热剂20～30份和碳化硅1～5份；该导热剂包括石墨粉和/或导热炭黑粉。

本发明提供的LED光源用散热涂料，环氧树脂起到粘合剂的作用，挥发性溶剂实现对其他组分的混合溶解，并且易于挥发，有助于固化的快速顺利地进行，无需借助高温作用，即可实现固化，并且各组分易得，成本低；石墨粉或者导热炭黑粉具有导热的作用，分散在浆料中，提高了该散热涂料的导热性能；同时碳化硅分散于浆料中，与导热剂共同提高散热性能，发挥红外辐射作用，增加散热途径，进而提高涂料的散热性；本发明石墨粉或者导热炭黑粉与碳化硅协同作用，发挥红外辐射作用。

由实施例的数据可知，本发明提供的散热涂料能够提高铝基覆铜板的散热性能，同样使用条件下，温度可降低8～10℃，具有良好的散热性；并且该散热涂料无需使用昂贵的组分原料，制备成本低。

具体实施方式

本发明提供了一种LED光源用散热涂料，以质量份计，包括以下组分：环氧树脂20～50份、挥发性溶剂40～80份、固化剂2～5份、导热剂20～30份和碳化硅1～5份；所述导热剂包括石墨粉和/或导热炭黑粉。

如无特殊说明，本发明所述LED光源用散热涂料中各组分为本领域技术人员所熟知的市售商品。

以质量份计，本发明提供的LED光源用散热涂料，包括环氧树脂20～50份，优选为22～45份，进一步优选为25～40份。

以所述环氧树脂的质量份为基准，本发明提供的LED光源用散热涂料包括挥发性溶剂40～80份，优选为45～75份，进一步优选为48～55份。在本发明中，所述挥发性溶剂优选包括丙酮和/或乙醇。

以所述环氧树脂的质量份为基准，本发明提供的LED光源用散热涂料包括固化剂2～5份，优选为2.5～4.5份，进一步优选为3～4份。在本发明中，所述固化剂优选为胺类固化剂，进一步优选包括1,3-环己二甲胺和/或1,4-环己二甲胺。

以所述环氧树脂的质量份为基准，本发明提供的LED光源用散热涂料包括导热剂20～30份，优选为22～28份，进一步优选为25～28份。在本发明中，所述导热剂包括石墨粉和/或导热炭黑粉；所述导热剂的粒径优选为400～200目，进一步优选为800～1000目。

以所述环氧树脂的质量份为基准，本发明提供的LED光源用散热涂料包括碳化硅1～5份，优选为2～4份。在本发明中，所述碳化硅优选以粉末形式提供，所述碳化硅的粒径优选为400～2000目，优选为500～1000目。

本发明提供的LED光源用散热涂料，环氧树脂起到粘合剂的作用，挥发性溶剂实现对其他组分的混合溶解，并且易于挥发，有助于固化的快速顺利地进行，无需借助高温作用，即可实现固化；石墨粉或者导热炭黑粉具有导热的作用，分散在挥发性溶剂中，提高了该散热涂料的导热性能；同时碳化硅溶解于挥发性溶剂中，与导热剂共同提高散热性能，发挥红外辐射作用，增加散热途径，进而提高涂料的散热性。

在本发明中，所述石墨粉和导热炭黑还有助于黑度的增加，提高该散热涂料的红外辐射特性，进而有助于提高散热效果。

在本发明中，所述LED光源用散热涂料中各组分的质量份之和优选为100份。

本发明对所述的LED光源用散热涂料的制备方法没有特殊要求，优选将上述组分按照所述用量混合，搅拌均匀即可。

本发明还提供了上述技术方案所述的LED光源用散热涂料的应用，包括以下步骤：将所述散热涂料的组分混合，得到浆料；将所述浆料涂覆在铝基覆铜板的铝板表面后静置固化。

本发明将所述散热涂料的组分混合，得到浆料。在本发明中，本发明对所述散热涂料的混合方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的即可；在本发明的实施例中，具体采用搅拌混合。本发明在混合过程中，使得各组分分散在挥发性溶剂中，形成浆料。

得到浆料后，本发明将所述浆料涂覆在铝基覆铜板的铝板表面后静置固化。本发明对所述铝基覆铜板的来源没有特殊要求，本领域技术人员所熟知的任何需要提高散热性以用于LED光源散热中的均可。优选的，所述铝基覆铜板优选包括电路层、绝缘层和金属基层；所述电路层为铜箔，绝缘层为导热胶膜，所述金属基层为铝板；该绝缘层起到结合粘结电路层和金属基层的作用。

本发明优选将所述浆料涂覆在铝基覆铜板中铝板与绝缘层接触的对面；在本发明中，所述涂覆的厚度优选为1～15μm，进一步优选为2～10μm，更优选为3～7μm。在本发明中，所述涂覆的方式优选为喷涂或滚涂；本发明对所述喷涂和滚涂的具体实施方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的即可，以能实现浆料在铝板表面的均匀分布即可。

完成涂覆后，本发明将涂覆有浆料的铝基覆铜板进行静置固化；所述静置固化的温度优选为室温，进一步优选为25～30℃；所述静置固化的时间优选为1～10h，进一步优选为2～8h，更优选为5～6h。在室温条件，本发明所述浆料即可完成固化，无需加热，进而降低能耗。

静置固化后，本发明优选将表面涂覆有散热涂料的铝基覆铜板用于LED光源中，用于LED光源的散热；本发明对所述铝基覆铜板在LED光源中的应用方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的应用方式即可。

本发明还优选将所述浆料涂覆在已用于铝基覆铜板的铝板表面后静置固化；使用方便，便于LED光源散热效果的提高。在本发明中，所述涂覆和静置固化方式与上述技术方案所述涂覆和静置固化一致，在此不再赘述。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种LED光源用散热涂料及其应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

以下所用到的铝基覆铜板的导热系数为1W/(m·K)。

实施例1

按照表1所示组分，配料，将各组分搅拌混合均匀，得到LED光源用散热涂料；其中，挥发性溶剂为丙酮，固化剂为1,3-环己二甲胺；导热剂为粒径为1000目的石墨粉，碳化硅的粒径为1000目。

将各组分混合，得到散热涂料的浆料后；将所得浆料均匀喷涂于LED铝基覆铜板的铝板外表面，涂覆厚度为5μm；然后在室温下静置3h，完成固化，得到表面涂覆有散热涂料的铝基覆铜板。

表1实施例1～5散热涂料的组分及用量(质量份)

实施例2

按照表1的用量制备散热涂料和涂覆在铝基铜覆板的铝板的外表面，其他同实施例1。其中，挥发性溶剂为乙醇，固化剂为1,3-环己二甲胺；导热剂为粒径为1000目的导热炭黑粉，碳化硅的粒径为1000目，涂覆的厚度为10μm，在室温下静置5h。

实施例3

按照表1的用量制备散热涂料和涂覆在铝基铜覆板的铝板的外表面，其他同实施例1。其中，挥发性溶剂为乙醇，固化剂为1,4-环己二甲胺；导热剂为粒径为800～1000目的导热炭黑粉，碳化硅的粒径为800～1000目，涂覆的厚度为15μm，在室温下静置10h。

实施例4

按照表1的用量制备散热涂料和涂覆在铝基铜覆板的铝板的外表面，其他同实施例1。其中，挥发性溶剂为丙酮，固化剂为1,4-环己二甲胺；导热剂为粒径为400～800目的导热炭黑粉，碳化硅的粒径为800～1000目，涂覆的厚度为12μm，在室温下静置8h。

实施例5

按照表1的用量制备散热涂料和涂覆在铝基铜覆板的铝板的外表面，其他同实施例1。其中，挥发性溶剂为丙酮，固化剂为1,4-环己二甲胺；导热剂为粒径为400～600目的导热炭黑粉，碳化硅的粒径为600～800目，涂覆的厚度为10μm，在室温下静置7h。

对铝基覆铜板的散热效果进行检测：

将未涂覆散热涂料的铝基覆铜板用于LED灯的散热，10W该LED灯工作过程中，铝基覆铜板的的温度达到85℃。

将实施例1～5涂覆有该固化散热浆料的铝基覆铜板用于同样型号的LED灯的散热，将铝基覆铜板用于同样型号的LED灯后再涂覆该散热涂料分别记为灯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ。分别测试该铝基铜覆板的温度为75℃，78℃，76.2℃，77.3℃和75.6℃。

将灯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ联系工作1000小时后，再对铝基覆铜板的温度进行测试，分别为75℃，78.2℃，76.5℃，77.2℃和75.3℃，可见散热性能稳定。

由以上实施例可知，本发明提供的散热涂料能够提高铝基覆铜板的散热性能，同样使用条件下，温度可降低8～10℃，具有良好的散热性；并且该散热涂料无需使用昂贵的组分原料，制备成本低。

另外，本发明提供的散热涂料化学稳定性高，能充分保护铝基板表面，有助于延长覆铜板的使用寿命。

尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种LED光源用散热涂料，以质量份计，包括以下组分：环氧树脂20～50份、挥发性溶剂40～80份、固化剂2～5份、导热剂20～30份和碳化硅1～5份；所述导热剂包括石墨粉和/或导热炭黑粉。

2.根据权利要求1所述的散热涂料，其特征在于，所述导热剂的粒径为400～2000目。

3.根据权利要求1所述的散热涂料，其特征在于，所述碳化硅的粒径为400～2000目。

4.根据权利要求1所述的散热涂料，其特征在于，所述挥发性溶剂包括丙酮和/或乙醇。

5.根据权利要求1所述的散热涂料，其特征在于，所述固化剂为胺类固化剂。

6.根据权利要求1或5所述的散热涂料，其特征在于，所述固化剂包括1,3-环己二甲胺和/或1,4-环己二甲胺。

7.权利要求1～6任一项所述散热涂料的应用，包括以下步骤：将所述散热涂料的组分混合，得到浆料；将所述浆料涂覆在铝基覆铜板的铝板表面后静置固化。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述静置固化的温度为室温，时间为1～10h。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述涂覆的厚度为1～15μm。

10.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述涂覆的方式为喷涂或滚涂。