本發明涉及一種LED照明領域,具體的說是一種輻射散熱的LED用膠膜其及制備方法。
技術領域
隨著LED倒裝技術以及照明大功率LED技術的發展,LED光源基板上所搭載的元器件的數量越來越多,功率越來越大,所產生的熱量迅速積累、導致元器件的工作環境向高溫方向變化,為了保證元器件和大功率LED的壽命及可靠性,必須及時的將產生的熱量散逸出去。然而,國內傳統的鋁基板的熱傳導率僅為1.0~1.5W/m.K,無法滿足高導熱的需求,而日本和美國等國際領先金屬基板企業生產的金屬基板導熱系數可達到3.5W/m.K以上。
但是,現有的LED用膠膜不能直接散熱,它需要把熱量傳導到外殼或散熱片中,通過熱傳導、對流和輻射散熱綜合散熱方案將熱量擴散出去。這樣就使得LED的散熱效率基本依賴膠膜的熱傳感效率及散熱片、殼體的散熱性上,由于現有的膠膜的導熱系數只在1.5W/m.K左右,遠無法滿足實際使用的需要,成為了LED散熱性能提升的瓶頸。
根據熱力學理論,熱是一種依靠物質的分子、原子、電子的移動、振動來傳遞的能量。熱能傳輸不是直線傳輸,是擴散。熱傳導需要有物質載體,溫度從高溫區向低溫區傳輸;對流傳熱需要流體和空氣;只有輻射傳熱是通過(電磁)波傳遞熱量,不需要物質作媒介。
其于上述原因,如能通過在膠膜中加入具有輻射散熱功能的高分子材料,使其將熱能擴散出去。這樣就突破了熱能只能從陶瓷基板到外殼再到空氣媒介中傳輸的物理限制,形成新的散熱保障鏈條。確保大功率LED光源散熱可靠,壽命延長,可靠性增強。
技術實現要素:
本發明的目的在于克服現有技術所存在的不足,提供將具有輻射散熱功能的高分子材料添加到膠膜中,利用輻射熱能的方式進行散熱,形成傳導、對流、輻射綜合散熱,進而大幅度提高了膠膜的導熱系數的一種輻射散熱的LED用膠膜及其制備方法。
為實現上述目的,本發明所采用的技術方案是:一種輻射散熱的LED用膠膜,其包括基礎樹脂和填料,基礎樹脂與填料均勻混合,所述基礎樹脂是環氧樹脂、硅橡膠、丙烯酸樹脂等材料之一種或數種,所述填料包括輻射散熱粉料。
本發明還公開了一種輻射散熱的LED用膠膜的制備方法,其步驟如下:
步驟一:填料的制備,具體的說,將納米石墨、石墨粉、石墨纖維、石墨烯熱解碳、碳納米管、碳纖維中的一種或多種,氮化硼、氮化硅、氧化鋯、氧化鋅絕緣散熱粉、納米輻射散熱粉中的一種或多種,加入質量為0.1?1%的分散劑混合,加入水進行球磨,球磨時間為15?20小時,得到的填料。
步驟二:將填料與環氧樹脂、硅橡膠、丙烯酸樹脂等材料之一種或數種進行均勻混合,填料的比重是5?25%。
步驟三,混合后的材料均勻攪拌,并制成膠膜。
本發明制備的新型輻射散熱的LED用膠膜,具有高導熱率、高熱輻射能力和高絕緣性,實驗測得導熱系數7.0 W/m.K,熱輻射系數達到0.95。導熱和熱輻射性能優良,可使LED功率密度大大提高,增強了LED燈具產品的可靠性。
具體實施方式
為方便對本發明作進一步的理解,現舉出實施例,對本發明作進一步的說明。
實施例1:
將納米石墨200g、石墨粉200g、石墨纖維200g,氮化硼200g、氮化硅200g,加入5g的分散劑混合,加入水進行球磨,球磨時間為17小時,球磨后烘干后得到填料備用。再將填料與4000g環氧樹脂、1500g硅橡膠進行均勻混合, 混合后的材料均勻攪拌,并制成膠膜。
實施例2:
將500g納米石墨、500g石墨烯熱解碳、300g碳納米管、400g碳纖維,600g氮化硼、500g氧化鋅絕緣散熱粉,加入19.6g的分散劑混合,加入水進行球磨,球磨時間為18小時,球磨后烘干,得到輻射散熱粉料備用。再將填料與8000g環氧樹脂、7500g硅橡膠進行均勻混合, 混合后的材料均勻攪拌,并制成膠膜。
實施例3:
將400g納米石墨、500g石墨烯熱解碳、200g碳納米管、400g碳纖維,100g氮化硼、500g氧化鋅絕緣散熱粉,加入19.6g的分散劑混合,加入水進行球磨,球磨時間為18小時,球磨后烘干,得到輻射散熱粉料備用。再將填料與21000g丙烯酸樹脂進行均勻混合, 混合后的材料均勻攪拌,并制成膠膜。
以上所述,僅是本發明的較佳實施而已,并非對本發明作任何形式上的限制,任何熟悉本專業的技術人員都可能利用上述技術內容加以變更或修飾為等同變化的等效實施例,在此,凡未脫離本發明的技術方案內容,就依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發明技術方案的范圍內。