一種用于led燈散熱涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于LED燈的散熱涂料及其制備方法。按重量百分比計(jì)，該涂料組成包括：30～55％的丙烯酸樹脂、10～20％的氨基樹脂、5～10％的氮化鋁、2‐15％的碳纖維、3～8％的顏料、5～15％的云母、1～2％的防沉劑、10～20％的溶劑、1～2％的分散劑及0.5～2％流平劑。制備時(shí)，將原料混合，碾磨后經(jīng)分散機(jī)分散，控制涂料的細(xì)度達(dá)到15～30μm；過(guò)濾去雜，得到散熱涂料。本發(fā)明的LED燈散熱涂料具有高輻射性及高熱導(dǎo)性，噴涂于LED器件表面，形成的涂膜能較大幅度降低LED燈鋁基板、散熱外殼等器件表面的溫度，且涂層具有優(yōu)良的機(jī)械性能和保護(hù)功能，有良好的防水、耐候等特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種用于LED燈散熱涂料及其制備方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1] 本發(fā)明涉及一種散熱涂料，具體涉及一種用于LED燈散熱涂料及其制備方法。 【背景技術(shù)】
[0002] LED作為一種新型固態(tài)冷光源，具有高效、節(jié)能、環(huán)保等特點(diǎn)。但是由于目前LED電 光轉(zhuǎn)換效率不高使得大部分的電能轉(zhuǎn)化為熱能，而且隨著LED功率不斷增大，芯片體積不 斷減小，使得芯片的熱流密度很大，LED結(jié)面溫度很高。而LED的光衰和壽命直接和其結(jié)溫 相關(guān)，結(jié)溫越高，光效越低，使用壽命越短。散熱是限制LED發(fā)展的瓶頸。
[0003] 在現(xiàn)有的LED散熱技術(shù)中，常通過(guò)增加散熱器的散熱面積或者改善散熱器的結(jié)構(gòu) 來(lái)達(dá)到散熱的目的，這樣造成大功率LED散熱器體積大，質(zhì)量笨重，增加了生產(chǎn)的成本和使 用的不安全因素。而且出于對(duì)散熱器使用壽命的考慮，常在其表面涂抹一層防腐涂料，但是 一般的防腐涂料熱阻很大，阻礙了熱量的傳導(dǎo)，增加了散熱器的散熱負(fù)荷。也有人設(shè)計(jì)出 一種降溫涂料，利用涂料的高輻射率來(lái)增加散熱，降溫效果不明顯，而且附著力及耐候性很 差。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種附著力、耐候性及熱輻射性 能都較好的用于LED燈散熱涂料的制備方法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種用于LED燈散熱涂料，按質(zhì)量百分比計(jì)，該涂料的原料包括如下組分：30? 55%的丙烯酸樹脂、10?20%的氨基樹脂、5?10%的氮化鋁、2 - 15%的碳纖維、3?8% 的顏料、5?15%的云母、1?2%的防沉劑、10?20%的溶劑、1?2%的分散劑及0.5? 2%流平劑；
[0007] 制備時(shí)，將原料混合，碾磨后經(jīng)分散機(jī)分散，控制涂料的細(xì)度達(dá)到15?30 μ m ;過(guò) 濾去雜，得到散熱涂料；
[0008] 所述的丙烯酸樹脂為羥值在2 - 5之間的中羥基丙烯酸樹脂，以質(zhì)量百分比計(jì)，固 含量為40 - 50% ;所述的氨基樹脂為脲醛樹脂，以質(zhì)量百分比計(jì)，固含量為50 - 60% ;
[0009] 所述的顏料為粒徑在30 - 50 μ m的石墨；
[0010] 所述的云母為粒徑在30 - 40 μ m的白云母粉；
[〇〇11] 所述的防沉劑為氣相二氧化硅；
[0012] 以質(zhì)量百分比計(jì)，所述的溶劑為20 - 80%的二丙酮醇和20 - 80%的丁酯的混合 物；
[0013] 所述的分散劑為BYK - ATU類潤(rùn)濕分散劑；
[0014] 所述的流平劑為有機(jī)硅類流平劑。
[0015] 優(yōu)選地，所述的氮化鋁為粒徑在1 - 5μπι的氮化鋁粉末。
[0016] 所述的碳纖維為粒徑為7 - 9 μ m，長(zhǎng)度為20 - 40 μ m的碳纖維粉末。
[0017] 所述的氣相二氧化硅的粒徑為3 - 10 μ m。
[0018] 所述的BYK -ATU類潤(rùn)濕分散劑為BYK -110,主要成分為不飽和多元胺酰胺和低分 子量酸性聚酯鹽。
[0019] 所述的流平劑為BYK - 310。
[〇〇2〇] 所述用于LED燈散熱涂料的制備方法：加入原料組分，氨基樹脂最后加入，充分混 合，加入鋯珠碾磨，經(jīng)分散機(jī)以1000 - 1500轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速研磨1 - 2小時(shí)后，用200 - 400目 篩網(wǎng)過(guò)濾去雜質(zhì)，得到散熱涂料。所述鋯珠為65鋯珠，粒徑為0. 4 -1_，加入量為原料總重 1 - 1. 5 倍。
[0021] 應(yīng)用時(shí)，將過(guò)濾好的散熱涂料，用溶劑調(diào)至適當(dāng)?shù)酿ざ?，充分?jǐn)嚢? - 2分鐘后倒 入口噴槍；涂料的噴涂黏度用GB/T1723 - 1993法測(cè)定，其值為10 - 18s。用噴槍對(duì)LED燈 器件表面進(jìn)行噴涂，使散熱涂料均勻覆蓋器件表面；所使用的噴槍型號(hào)為ANNEST IWATA 呢171-16，噴涂壓力為0.3-0.61^。流平后，置于（130 -180)1：的烘烤箱內(nèi)烘烤（0.5-1) 小時(shí)，固化成膜。述噴涂散熱涂料的涂層厚度優(yōu)選為40 - 100 μ m。
[0022] 本發(fā)明所述的丙烯酸樹脂為羥值在2 -5之間的中羥基丙烯酸樹脂，以質(zhì)量百分比 計(jì)，固含量為40 - 50% ;所述的氨基樹脂為脲醛樹脂，以質(zhì)量百分比計(jì)，固含量為50 - 60% ; 選用水溶性丙烯酸-氨基樹脂體系成膜，形成的涂層具有良好的耐候性及機(jī)械性能，且采用 雙組分反應(yīng)成膜，氨基樹脂的后加入，有利于使填料更好的分散于涂膜中。
[0023] 本發(fā)明所述的氮化鋁為粒徑在1 -5 μ m的氮化鋁粉末，其具有高導(dǎo)熱性，且機(jī)械性 能很好；所述的碳纖維為粒徑在7 - 9 μ m，長(zhǎng)度在20 - 40 μ m的碳纖維粉末，碳纖維粉末在 長(zhǎng)度方向上具有很高的導(dǎo)熱系數(shù)，且其本身輻射率高；所述的顏料為粒徑在30 -50 μ m的石 墨，石墨具有很強(qiáng)的著色力，而且石墨的加入可以減少碳纖維所受的切向力，降低碳纖維的 脫落趨勢(shì)，從而使碳纖維更有效地分散在基體內(nèi)部，同時(shí)材料的摩擦系數(shù)也明顯降低，附著 力明顯提高。所述的云母為粒徑在30 - 40 μ m的白云母粉，白云母粉具有優(yōu)異的紅外輻射 能力，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，云母的加入可以與氮化鋁、碳纖維形成良好的輻射致冷層，也可減少 光和熱對(duì)涂膜的破壞，增加涂層的耐酸、堿性能。
[0024] 本發(fā)明所述的防沉劑為市售氣相二氧化硅，其粒徑為3 - ΙΟμπι，其可以很好的防 止填料的聚沉，使填料在樹脂中持續(xù)保持良好的分散態(tài)；所述的溶劑為20 - 80%的二丙 酮醇和20 - 80%的丁酯的混合物，二丙酮醇為快干溶劑，丁酯為慢干溶劑，兩者混合使用 可以更好的達(dá)到溶解、稀釋的效果。所述的分散劑為BYK-ATU類潤(rùn)濕分散劑，其型號(hào)為 BYK -110,主要成分為不飽和多元胺酰胺和低分子量酸性聚酯鹽，其可以促進(jìn)填料在樹脂中 的分散；所述的流平劑為有機(jī)硅類流平劑，型號(hào)ΒΥΚ -310,其可以在涂膜固化中避免出現(xiàn)縮 孔等不良現(xiàn)象。
[0025] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0026] 1)本發(fā)明以水溶性的丙烯酸-氨基體系為主要成膜物質(zhì)，形成的涂層具有良好的 耐候性；
[0027] 2)本發(fā)明以雙組分反應(yīng)成膜，有利于使填料更好的分散于涂膜中；且本發(fā)明原料 中氮化鋁、碳纖維、石墨及云母能互相協(xié)同配合發(fā)揮作用；石墨可以減少碳纖維所受的切向 力，降低碳纖維的脫落趨勢(shì)，使得碳纖維更好的分散于基體內(nèi)；云母、氮化鋁及碳纖維之間 可以形成良好的輻射致冷層，且形成的涂層具有良好的耐酸堿性及機(jī)械性能。
[0028] 3)本發(fā)明原料中，氮化鋁、碳纖維、石墨及云母，具有高導(dǎo)熱、高輻射性能，且相互 作用，使得涂層具有較好的導(dǎo)熱性、輻射性，將涂料噴涂于LED器件表面，能較大幅度降低 器件表面的溫度，降溫效果明顯；
[0029] 4)本發(fā)明所得涂層具有優(yōu)良的機(jī)械性能和保護(hù)功能；在起到輻射降溫的同時(shí)，也 有良好的防水、耐候等特點(diǎn)。
[0030] 5)本發(fā)明方法制作過(guò)程簡(jiǎn)便，使用方便。 【具體實(shí)施方式】
[0031] 為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但是本發(fā)明的 實(shí)施方式不限如此。下面實(shí)施例制得的LED燈的散熱涂料性能測(cè)試方法如下：
[0032] 將實(shí)施例配制的LED燈的散熱涂料，在濕度為50-80 %條件下使用ANNEST IWATANEW71 - 1G空氣噴槍對(duì)檢測(cè)板進(jìn)行噴涂，檢測(cè)板為噴砂鋁板，固化條件為 220 - 250°C X20 - 30min，干膜厚度為30 - 50μπι。得到的散熱涂層需要檢測(cè)的內(nèi)容有：硬 度、附著力、耐溫、輻射率及導(dǎo)熱系數(shù)等。具體檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。
[0033] 表 1
[0034]
【權(quán)利要求】
1. 一種用于LED燈散熱涂料，其特征在于：按質(zhì)量百分比計(jì)，該涂料的原料包括如下組 分：30?55%的丙烯酸樹脂、10?20%的氨基樹脂、5?10%的氮化鋁、2-15%的碳纖維、 3?8%的顏料、5?15%的云母、1?2%的防沉劑、10?20%的溶劑、1?2%的分散劑及 0. 5?2%流平劑； 制備時(shí)，將原料混合，碾磨后經(jīng)分散機(jī)分散，控制涂料的細(xì)度達(dá)到15?30 μ m ;過(guò)濾去 雜，得到散熱涂料； 所述的丙烯酸樹脂為羥值在2-5之間的中羥基丙烯酸樹脂，以質(zhì)量百分比計(jì)，固含量 為40-50% ;所述的氨基樹脂為脲醛樹脂，以質(zhì)量百分比計(jì)，固含量為50-60% ; 所述的顏料為粒徑在30-50 μ m的石墨； 所述的云母為粒徑在30-40 μ m的白云母粉； 所述的防沉劑為氣相二氧化硅； 以質(zhì)量百分比計(jì)，所述的溶劑為20-80%的二丙酮醇和20-80%的丁酯的混合物； 所述的分散劑為BYK-ATU類潤(rùn)濕分散劑； 所述的流平劑為有機(jī)硅類流平劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于LED燈散熱涂料，其特征在于，所述的氮化鋁為粒徑 在1-5 μ m的氮化鋁粉末。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于LED燈散熱涂料，其特征在于，所述的碳纖維為粒徑 為7-9 μ m，長(zhǎng)度為20-40 μ m的碳纖維粉末。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于LED燈散熱涂料，其特征在于，所述的氣相二氧化硅 的粒徑為3-10 μ m。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于LED燈散熱涂料，其特征在于，所述的BYK-ATU類潤(rùn) 濕分散劑為BYK-110,主要成分為不飽和多元胺酰胺和低分子量酸性聚酯鹽。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于LED燈散熱涂料，其特征在于，所述的流平劑為 BYK-310。
7. 權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述用于LED燈散熱涂料的制備方法，其特征在于：加入原料 組分，氨基樹脂最后加入，充分混合，加入鋯珠碾磨，經(jīng)分散機(jī)以1000-1500轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速研 磨1-2小時(shí)后，用200-400目篩網(wǎng)過(guò)濾去雜質(zhì)，得到散熱涂料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述用于LED燈散熱涂料的制備方法，其特征在于，所述鋯珠為65 鋯珠，粒徑為0. 4-lmm，加入量為原料總重1-1. 5倍。
【文檔編號(hào)】C09D133/00GK104087093SQ201410306624
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】李靜, 劉業(yè)明, 張定, 趙恒
申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)