一種led用納米氧化鑭改性蒙脫土增強聚苯硫醚的高導熱復合材料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種LED用納米氧化鑭改性蒙脫土增強聚苯硫醚的高導熱復合材料，該復合材料以經過納米氧化鑭高溫改性后納米蒙脫土作為增韌補強填料，并在其表面摻混硬脂酸，這種改性填料與聚苯硫醚具有良好的相容性，納米粒子間的團聚現象顯著降低，熱穩定性更佳，在熔煉過程中與聚苯硫醚的分散結合性更好，有效的改善了聚苯硫醚的加工性能和力學性能，而改性的聚苯硫醚母粒與導熱粉體間有良好的吸附共混性，材料的導熱性極大提高；本發明以簡單高效的手段制備得到了力學性能與導熱性能均佳的復合材料，在LED封裝方面有廣闊的應用空間。
【專利說明】
一種LED用納米氧化鑭改性蒙脫土增強聚苯硫醚的高導熱復 合材料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及導熱塑料制備技術領域，尤其涉及一種LED用納米氧化鑭改性蒙脫土 增強聚苯硫醚的高導熱復合材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] LED作為一代新型的光源，具有高效、節能、環保、使用壽命長、易于維護等等優點， 被預為可取代白熾燈和熒光燈的第三代光源，LED的出光效率及壽命與芯片的工作溫度具 有直接的關系，散熱問題是限制封裝LED產品提高功率和發光效率的主要問題，解決LED散 熱問題的有效方式就是利用高導熱、高絕緣、高透過率的材料將熱量快速的傳遞出去。 目前LED封裝常用的散熱材料主要為金屬鋁材或陶瓷材料，這些材料在實際使用過程 中均存在一些缺陷，比如鋁基散熱材料雖然具有較為優良的散熱能力，但其存在成型工藝 周期長、本身具有導電性以及造型單一等問題，而陶瓷材料雖然絕緣，但比重大、成型難度 高，不利于批量生產，其應用也受到限制。
[0003] 聚苯硫醚是一種結晶性、熱塑性特種工程塑料，其綜合性能優越，具有優良的耐熱 性、絕緣性、耐腐蝕性、尺寸穩定性好等等優勢，其作為LED燈具的包封塑料尤為合適，提高 其導熱性是至關重要的一個環節，常見的提高聚苯硫醚塑料導熱性的方法是在塑料中摻混 高導熱粉體，然而在實際應用中普遍存在塑料基體強度降低、力學性能削弱、導熱效果不佳 等等問題，應用受到限制，隨著大功率LED燈具的大范圍發展，行業急需改善現有工藝，以便 獲得具有高效穩定的導熱效果的復合材料。
【發明內容】
[0004] 本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種LED用納米氧化鑭改性蒙脫 土增強聚苯硫醚的高導熱復合材料及其制備方法。
[0005] 本發明是通過以下技術方案實現的： 一種LED用納米氧化鑭改性蒙脫土增強聚苯硫醚的高導熱復合材料，該復合塑料由以 下重量份的原料制成:納米金剛石5-6、氧化鋅晶須4-5、納米蒙脫土 3-4、氨基硅油1-2、納米 氧化鑭0.1-0.2、聚苯硫醚50-60、硅烷偶聯劑0.3-0.4、鈣鋅穩定劑1-2、硬脂酸0.5-0.6、無 水乙醇8-10、去離子水適量。
[0006] 所述的一種LED用納米氧化鑭改性蒙脫土增強聚苯硫醚的高導熱復合材料及其制 備方法，所述的制備方法為： (1)先將納米氧化鑭、納米蒙脫土、去離子水投入高能研磨機中，充分研磨混合40-50min，研磨結束后將混合物料充分干燥除去水分，隨后將所得復合粉體在氮氣氛圍下以 15-20°C的升溫速率加熱至550-600°C，保溫煅燒1-1.5h，煅燒結束后自然冷卻至室溫，得納 米氧化鑭改性納米蒙脫土復合粉體，最后再將該粉體與硬脂酸、無水乙醇混合，水浴加熱至 70-80°C，高速混合攪拌1.5-2h后完全干燥除去乙醇，所得物料粉碎研磨備用； (2) 將聚苯硫醚與步驟(1)制備的物料一起投入高速混合機中，攪拌混合均勻后投入雙 螺桿擠出機中熔融共混造粒，得改性聚苯硫醚母粒備用； (3) 將納米金剛石、氧化鋅晶須與硅烷偶聯劑混合攪拌均勻后與改性聚苯硫醚母粒及 其它剩余成分一起投入高速混合機中攪拌混合均勻，再次投入雙螺桿擠出機中擠出切粒， 即得所述復合材料。
[0007] 本發明的優點是:本發明以經過納米氧化鑭高溫改性后納米蒙脫土作為增韌補強 填料，并在其表面摻混硬脂酸，這種改性填料與聚苯硫醚具有良好的相容性，納米粒子間的 團聚現象顯著降低，熱穩定性更佳，在熔煉過程中與聚苯硫醚的分散結合性更好，有效的改 善了聚苯硫醚的加工性能和力學性能，而改性的聚苯硫醚母粒與導熱粉體間有良好的吸附 共混性，材料的導熱性極大提高;本發明以簡單高效的手段制備得到了力學性能與導熱性 能均佳的復合材料，在LED封裝方面有廣闊的應用空間。
【具體實施方式】
[0008] 該實施例的復合材料由以下重量份的原料制成:納米金剛石5、氧化鋅晶須4、納米 蒙脫土 3、氨基硅油1、納米氧化鑭0.1、聚苯硫醚50、硅烷偶聯劑0.3、鈣鋅穩定劑1、硬脂酸 0.5、無水乙醇8、去離子水適量。
[0009] 該復合材料的制備方法為： (1) 先將納米氧化鑭、納米蒙脫土、去離子水投入高能研磨機中，充分研磨混合40min， 研磨結束后將混合物料充分干燥除去水分，隨后將所得復合粉體在氮氣氛圍下以15°C的升 溫速率加熱至550°C，保溫煅燒lh，煅燒結束后自然冷卻至室溫，得納米氧化鑭改性納米蒙 脫土復合粉體，最后再將該粉體與硬脂酸、無水乙醇混合，水浴加熱至70°C，高速混合攪拌 1.5h后完全干燥除去乙醇，所得物料粉碎研磨備用； (2) 將聚苯硫醚與步驟(1)制備的物料一起投入高速混合機中，攪拌混合均勻后投入雙 螺桿擠出機中熔融共混造粒，得改性聚苯硫醚母粒備用； (3) 將納米金剛石、氧化鋅晶須與硅烷偶聯劑混合攪拌均勻后與改性聚苯硫醚母粒及 其它剩余成分一起投入高速混合機中攪拌混合均勻，再次投入雙螺桿擠出機中擠出切粒， 即得所述復合材料。
[0010] 本實施例所制得的復合導熱材料的性能測試結果為：
【主權項】
1. 一種LED用納米氧化鑭改性蒙脫土增強聚苯硫醚的高導熱復合材料，其特征在于，該 復合塑料由以下重量份的原料制成:納米金剛石5-6、氧化鋅晶須4-5、納米蒙脫土 3-4、氨基 硅油1-2、納米氧化鑭0.1-0.2、聚苯硫醚50-60、硅烷偶聯劑0.3-0.4、鈣鋅穩定劑1-2、硬脂 酸0.5-0.6、無水乙醇8-10、去離子水適量。2. 如權利要求1所述的一種LED用納米氧化鑭改性蒙脫土增強聚苯硫醚的高導熱復合 材料及其制備方法，其特征在于，所述的制備方法為： (1) 先將納米氧化鑭、納米蒙脫土、去離子水投入高能研磨機中，充分研磨混合40-50min，研磨結束后將混合物料充分干燥除去水分，隨后將所得復合粉體在氮氣氛圍下以 15-20°C的升溫速率加熱至550-600°C，保溫煅燒1-1.5h，煅燒結束后自然冷卻至室溫，得納 米氧化鑭改性納米蒙脫土復合粉體，最后再將該粉體與硬脂酸、無水乙醇混合，水浴加熱至 70-80°C，高速混合攪拌1.5-2h后完全干燥除去乙醇，所得物料粉碎研磨備用； (2) 將聚苯硫醚與步驟(1)制備的物料一起投入高速混合機中，攪拌混合均勻后投入雙 螺桿擠出機中熔融共混造粒，得改性聚苯硫醚母粒備用； (3) 將納米金剛石、氧化鋅晶須與硅烷偶聯劑混合攪拌均勻后與改性聚苯硫醚母粒及 其它剩余成分一起投入高速混合機中攪拌混合均勻，再次投入雙螺桿擠出機中擠出切粒， 即得所述復合材料。
【文檔編號】C08K9/04GK105985638SQ201610009183
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年1月7日
【發明人】肖憲書
【申請人】蚌埠高華電子股份有限公司