一种LED用AlN‑纤维素‑CdTe高导热型复合材料及其制备方法技术

技术编号:15383409 阅读:167 留言:0更新日期:2017-05-18 23:43
本发明专利技术公开了一种LED用AlN‑纤维素‑CdTe高导热型复合材料,及其制备工艺,其特征在于,以SiC、铝粉、SiO

Using AlN cellulose CdTe high thermal conductivity composite material LED and preparation method thereof

The invention discloses AlN cellulose CdTe high thermal conductivity type a LED composite material, and its preparation method, characterized by SiC, SiO, Al

【技术实现步骤摘要】
一种LED用AlN-纤维素-CdTe高导热型复合材料及其制备方法
本专利技术涉及复合材料领域,具体涉及一种LED用AlN-纤维素-CdTe高导热型复合材料,及其制备工艺。
技术介绍
LED作为一种优良的光电器件,具有体积小、寿命长、低碳环保、节能稳定等优点,预计在未来的几年内将成为新一代理想的通用照明光源。随着LED向高光强、高功率发展,其散热问题日渐突出,严重影响了LED的光输出特性和器的寿命,已成为大功率LED封装必需解决的关键问题。李巧梅在其硕士学位论文《导热微粒烧结和复合材料取向对大功率LED散热的影响》中,以环氧树脂为基体,分别以SiO2、SiC为导热微粒,制备了高比例导热微粒陶瓷片和取向型高导热聚合物基复合材料,用硅烷偶联剂对导热颗粒进行表面处理,用铝粉、Y2O3、MgO作为烧结剂,经高压成型,在高温炉中660℃烧结。选取的SiO2和铝粉导热微粒,导热系数并不高,本专利技术选取了AlN导热系数很高的导热微粒,能更好的改善LED的散热。本专利技术在AlN粉体中添加Y2O3制备具有较高热导率的AlN陶瓷;以二甲基硅油为基础油,以Ag微粒作为增强填料制备的导热硅脂具有较高热导率,用硬脂酸处理能提高硅脂的导热性能,制备的导热硅脂可用于LED散热;用聚甲基三乙氧基硅烷(PTS)通过化学改性的方法,成功制备了有机硅改性环氧树脂;制备了AlN-碳纳米管/环氧树脂复合材料;得到一种LED用AlN-纤维素-CdTe高导热型复合材料。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种LED用AlN-纤维素-CdTe高导热型复合材料及其制备工艺,依照该工艺制作的复合材料导热系数高,能更好的改善LED的散热。本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现:SiC10-12,铝粉5-8,SiO25-13,Y2O35-7,硅烷偶联剂A11000.5-1.5,蒙脱土3-4,固化剂2-3,乳化硅油1-3,环氧树脂8282-5,AlN3-8,聚乙烯醇缩丁醛1-2,硬脂酸1-2,Ag微粒2-4,二甲基硅油1-2,石墨烯2-3,聚甲基三乙氧基硅烷(PTS)1-3,二月桂酸二丁基锡1-2,多壁碳纳米管3-6,2,4-咪唑1-2,LiOH2-3,尿素1-2,CdTe3-5,巯基丙酸1-2,纤维素2-4,HF溶液、丙酮、乙醇、蒸馏水适量。一种LED用AlN-纤维素-CdTe高导热型复合材料的制备方法,其特征在于,按以下步骤进行:a.把硅烷偶联剂A1100、乙醇和水按20:70:8-10的体积比混合,搅拌水解10-30min后,加入SiC、铝粉和SiO2,在60-80℃下搅拌30-50min,超声分散1-2h,醇洗3-5次,于105-125℃下真空干燥3-5h,待用;b.向2-3份的AlN中1:2-4加入Y2O3和乙醇,混合球磨2-4h,加入聚乙烯醇缩丁醛的无水乙醇溶液,然后置于马弗炉内升温到450-550℃,保温1-2h,在氮气气氛中升温至1700-1900℃保温烧结2-3h;c.将硬脂酸1:3-5与乙醇混合,加热到60-80℃搅拌均匀,加入Ag微粒和b中所得物料,恒温搅拌10-30min后,放入75-95℃烘箱烘干1-2h,然后与二甲基硅油、石墨烯混合,放入胶体搅拌器搅拌1-2h,在140-160℃下焙烧2-4h,再取出搅拌1-2h,待用;d.将环氧树脂828、PTS和剩余的AlN混合,升温至75-95℃搅拌均匀,1:2-5滴加二月桂酸二丁基锡和蒸馏水,在80-95℃反应3-5h,然后与多壁碳纳米管混合,于60-80℃超声1-2h,加入2,4-咪唑,继续超声振荡搅拌1-2h;e.将LiOH和尿素溶解在半导体纳米粒子CdTe的巯基丙酸溶液中,在-20~-12℃加入纤维素,充分搅拌1-3h,得半导体纳米粒子复合物溶液;f.将a、c、d、e中所得物料与蒙脱土混合,在60-80℃下搅拌1-2h,加入固化剂和乳化硅油,搅拌20-40min,放入真空干燥箱中在65-85℃下真空脱泡1-2h,然后倒入模具,放在干燥箱中于60-85℃固化3-5h,75-95℃下老化3-6h,脱模,即得到一种LED用AlN-纤维素-CdTe高导热型复合材料。本专利技术的反应机理如下:(1)在AlN粉体中添加Y2O3制备AlN陶瓷,二者的协同作用有效地促进AlN陶瓷的致密烧结,AlN粉体的高比表面能也促进AlN陶瓷的致密化进程,能在较低的烧结温度下获得具有较高热导率的AlN陶瓷。(2)以二甲基硅油为基础油,以Ag微粒作为增强填料制备的导热硅脂具有较高热导率,用硬脂酸处理能提高硅脂的导热性能,制备的导热硅脂可用于LED散热。(3)用聚甲基三乙氧基硅烷(PTS)通过化学改性的方法,成功制备了有机硅改性环氧树脂,PTS的水解物主要是与环氧树脂中的羟基发生反应,将有机硅成功引入环氧树脂,化学改性环氧树脂产物具有优良的拉伸强度及断裂伸长率、热稳定性。(4)制备了AlN-碳纳米管/环氧树脂复合材料,以环氧树脂作为基体相,以二月桂酸二丁基锡为催化剂,以填料AlN和多壁碳纳米管作为功能相,AlN能改善多壁碳纳米管在树脂中的分散性,两者有协同效应,赋予了树脂良好的导热和加工性能,以及优异的介电和阻燃性能。(5)在LiOH/尿素的作用下,低温时,将纤维素溶解于半导体纳米粒子CdTe的巯基丙酸溶液中,形成复合物,室温下短时间放置后,形成了有高荧光量子效率、可调荧光颜色、高稳定性的复合材料,可应用在LED的封装材料中。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本专利技术。实施例一种LED用AlN-纤维素-CdTe高导热型复合材料,由下述重量份(g)的原料制得:SiC112,铝粉5,SiO25-,Y2O37,硅烷偶联剂A11000.5,蒙脱土3,固化剂2,乳化硅油1,环氧树脂8282,AlN8,聚乙烯醇缩丁醛1,硬脂酸1,Ag微粒2,二甲基硅油2,石墨烯3,聚甲基三乙氧基硅烷(PTS)1,二月桂酸二丁基锡1,多壁碳纳米管3,2,4-咪唑1,LiOH3,尿素1,CdTe5,巯基丙酸2,纤维素4,HF溶液、丙酮、乙醇、蒸馏水适量。一种LED用AlN-纤维素-CdTe高导热型复合材料的制备方法,其特征在于,按以下步骤进行:a.把硅烷偶联剂A1100、乙醇和水按20:70:8的体积比混合,搅拌水解30min后,加入SiC、铝粉和SiO2,在60-70℃下搅拌40min,超声分散1h,醇洗3次,于115-125℃下真空干燥3h,待用;b.向2份的AlN中1:2加入Y2O3和乙醇,混合球磨2h,加入聚乙烯醇缩丁醛的无水乙醇溶液,然后置于马弗炉内升温到500-530℃,保温1h,在氮气气氛中升温至1800-1900℃保温烧结2h;c.将硬脂酸1:3与乙醇混合,加热到70-80℃搅拌均匀,加入Ag微粒和b中所得物料,恒温搅拌30min后,放入85-95℃烘箱烘干1h,然后与二甲基硅油、石墨烯混合,放入胶体搅拌器搅拌1h,在140-150℃下焙烧2h,再取出搅拌1h,待用;d.将环氧树脂828、PTS和剩余的AlN混合,升温至75-85℃搅拌均匀,1:3滴加二月桂酸二丁基锡和蒸馏水,在85-90℃反应3h,然后与多壁碳纳米管混合,于60-70℃超声1h本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED用AlN‑纤维素‑CdTe高导热型复合材料,其特征在于,由下述重量份的原料制得:SiC 10‑12,铝粉5‑8,SiO

【技术特征摘要】
1.一种LED用AlN-纤维素-CdTe高导热型复合材料,其特征在于,由下述重量份的原料制得:SiC10-12,铝粉5-8,SiO25-13,Y2O35-7,硅烷偶联剂A11000.5-1.5,蒙脱土3-4,固化剂2-3,乳化硅油1-3,环氧树脂8282-5,AlN3-8,聚乙烯醇缩丁醛1-2,硬脂酸1-2,Ag微粒2-4,二甲基硅油1-2,石墨烯2-3,聚甲基三乙氧基硅烷(PTS)1-3,二月桂酸二丁基锡1-2,多壁碳纳米管3-6,2,4-咪唑1-2,LiOH2-3,尿素1-2,CdTe3-5,巯基丙酸1-2,纤维素2-4,HF溶液、丙酮、乙醇、蒸馏水适量。2.根据权利要求1所述的一种LED用AlN-纤维素-CdTe高导热型复合材料的制备方法,其特征在于,按以下步骤进行:把硅烷偶联剂A1100、乙醇和水按20:70:8-10的体积比混合,搅拌水解10-30min后,加入SiC、铝粉和SiO2,在60-80℃下搅拌30-50min,超声分散1-2h,醇洗3-5次,于105-125℃下真空干燥3-5h,待用;b.向2-3份的AlN中1:2-4加入Y2O3和乙醇,混合球磨2-4h,加入聚乙烯醇缩丁醛的无水乙醇溶液,然后置于马弗炉内升温到45...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭昊安东升夏金鑫肖建平赖存发
申请(专利权)人:铜陵市铜峰光电科技有限公司
类型:发明
国别省市:安徽,34

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