本发明专利技术涉及一种用于制备LED灯基座和散热器的相变导热材料，由组分A、组分B和组分C以质量比1～1.5:0.5～0.8:0.1～0.2组成；按重量份数计，组分A：聚间苯二甲酸乙二醇酯40～70份，聚对苯二甲酸丁二醇酯20～30份，甲基丙烯酰氧基硅烷10～25份，乙烯-醋酸乙烯共聚物10～20份，N，N-二甲基苯胺1～2份；组分B：环氧树脂100份，活性稀释剂10～20份，聚乙二醇120～250份，碳化硅晶须110～170份；所述组分C为改性多元胺固化剂，该改性多元胺固化剂的活泼氢当量与组分A的环氧当量比为1.1～1.2:1；还涉及该相变导热材料的制备方法。由该相变导热材料制成的灯基座和散热器制备工艺简单、机械性能高、尺寸稳定、热导率高以及散热效果好，并且其热膨胀系数与半导体芯片接近，使得该LED灯整体结构稳固，使用寿命长。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种相变导热材料，尤其涉及一种用于制备LED灯基座和散热器的相 变导热材料及其制备方法。
技术介绍
LED作为一种新型光源，具有节能、环保、寿命长、启动速度快、能控制发光光谱和 禁止带幅的大小而使彩度更高等传统光源无可比拟的优势，并逐步替代白炽灯、荧光灯、节 能灯等传统光源而进入包括家庭照明在内的各个领域。然而，随着LED向高光强、高功率方 向发展，大功率LED灯的散热问题日渐突出，成为阻碍LED照明发展的瓶颈。LED散热设计 包括高导热材料的选择与开发、散热面积的提高和最短散热路径的设计。在LED灯具里面， 受限于LED灯具外形尺寸的要求，散热面积无法增大，散热形式无法最优，因此在LED灯设 计时均是通过设计热传导结构以热传导的方式将热传导到LED封装的基座上，再由该基座 传导至散热装置进行散热。 高导热材料的研宄开发是当前的主要研宄方向，目前LED散热采用的材料主要是 具有高导热系数的金属如铝制和铜质基材、陶瓷，这些材料散热效果较好，但也存在一些问 题，比如：金属材料密度较大、绝缘性差、热膨胀系数大、抗环境腐蚀性弱；陶瓷材料虽然绝 缘性好、热和化学稳定性高，但是密度大、加工性差，制造成本较高。此外，上述的材料与外 壳以及电子元器件（有机硅芯片）的热膨胀系数不同，两者接触面之间受应力而易引起裂 缝，该裂缝会形成通，大大降低导热面积，同时还引起基板与外壳相对对应接触面的氧化， 进而降低导热效率。高分子材料具有质轻、电绝缘、化学稳定性好、加工成型性能优异等优 点，但是其导热系数较低，提高导热系数是其应用于LED散热领域需要解决的首要问题。 相变材料在其本身发生相变的过程中，可以吸收环境的热量并在需要时向环境放 出热量从而达到控制周围环境温度的目的。物质相变过程是一个等温或近似等温过程，在 这个过程中伴随有能量的吸收或释放，其中相变储热是利用相变材料在其相变过程中，从 环境吸收或释放热量，达到储能或放能的目的。将相变材料应用于LED灯具基座和散热器 的制造，能够显著提高散热效果，使得LED灯具具有较好的性能。传统的相变材料在熔融时 发生固-液态转化，必须使用专门的容器封装，不仅增加成本，而且降低传热效率，应用受 到限制。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题是针对现有技术而提供一种具有高散热性能 的用于制备LED灯基座和散热器的相变导热材料。 本专利技术所要解决的第二个技术问题是针对现有技术而提供一种上述相变导热材 料的制备方法。 本专利技术解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种用于制备LED灯基座和散 热器的相变导热材料，其特征在于，该相变导热材料由组分A、组分B和组分C以质量比1~ 1.5:0. 5~0.8:0. 1~0.2组成；按重量份数计，所述组分A由以下原料组成：聚间苯二甲 酸乙二醇酯40~70份，聚对苯二甲酸丁二醇酯20~30份，甲基丙烯酰氧基硅烷10~25 份，乙烯-醋酸乙烯共聚物10~20份，N，N-二甲基苯胺1~2份；所述组分B由以下原料 组成：环氧树脂100份，活性稀释剂10~20份，聚乙二醇120~250份，碳化硅晶须110~ 170份；所述组分C由为改性多元胺固化剂，该改性多元胺固化剂的活泼氢当量与环氧当量 比为1. 1~1. 2:1。 上述方案中，聚间苯二甲酸乙二醇酯具有良好的力学性能、耐磨性和耐化学性，乙 二醇类聚酯和聚乙二醇有很好的相容性，而苯甲酸聚酯本身具有很好的综合性能，如：良好 的抗拉强度以及优异的耐热性能等。 聚对苯甲酸丁二醇醋（PBT)属于聚醋系列，由1，4-pbt丁二醇（1，4-Butylene glycol)与对苯二甲酸（PTA)或者对苯二甲酸酯（DMT)聚缩合而成，并经由混炼程序制成的 乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯树脂。 乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)是无毒、无味、耐油脂、酸碱腐蚀，具有较高的弹性和 韧性，低温性能优异，还具有增容剂的作用，与PBT、聚间苯二甲酸乙二醇酯具有很好的相容 性，EVA的加入使得反应接枝率大大提高，使得体系的机械性能大大提升。 甲基丙烯酰氧基硅烷是指同时含有两种不同化学性质基团的有机硅化合物，在加 热的条件下甲基丙烯酰氧基硅烷中不饱键（-c=C-和-C= 0-)会与EVA中的不饱和键进 行接枝反应，提高他们之间的相容性，而且甲基丙烯酰氧基硅烷中的硅烷会使整个体系具 有更为优异的耐温稳定性。 进一步，所述聚乙二醇由PEG-6000、PEG-8000 与PEG-10000 组成，且该PEG-6000、 PEG-8000与PEG-10000的质量比为0. 5~1:0. 8~1. 2:1，相对分子质量较低的PEG6000 可以做润滑剂和稠度调节剂，在反应中作为热熔粘合剂来增加快速润湿的能力，PEG8000添 加到环氧树脂中，可以增加制品的润滑性和塑性，减少在加工过程中的动力消耗，延长制品 的使用寿命，而PEG10000的熔点较高，粘度较高，作为基质起到调节熔点的作用，选用这三 种聚乙二醇，能调节相变温度范围，防止热滞后现象。 本专利技术解决第二个技术问题所采用的技术方案为：该用于制备LED灯基座和散热 器的相变导热材料的制备方法，其包括以下步骤： (1)所述组分A的制备：按上述质量份数，将聚间苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲 酸丁二醇酯、甲基丙烯酰氧基硅烷和乙烯-醋酸乙烯共聚物放入高速混合机中，室温下搅 拌4~6min，得混合物a; 将上述混合物a加热到80~90°C，然后按上述质量份数加入N，N-二甲基苯胺， 继续搅拌10~30min,得混合物b; 将混合物b加入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出、冷却、造粒、双螺杆挤出机 的共混挤出温度为：一区170~180°C，二区180~190°C，三区190~200°C，四区200~ 210°C，五区210~220°C，机头温度210~230°C，螺杆转速为180~220r/min，所得粒子即 为组分A; (2)所述组分B的制备：按上述质量份数，将聚乙二醇和活性稀释剂加入到反应釜 中，搅拌至聚乙二醇完全溶解，再加入环氧树脂，搅拌至体系分散均匀，最后加入碳化硅晶 须，搅拌至分散均匀，得组分B; (3)按质量比，将上述制备的所述组分A、组分B与组分C混合均匀，真空脱气，导 入涂有脱模剂的模具中，接着将该模具移入70~90°C烘箱中固化成型，冷却，脱模，即得所 述的相变导热材料。 与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术中组分A作为定形相变导热材料的 骨架支撑材料，使得制得的成品尺寸稳定，耐热耐腐蚀性强且机械性能优异；采用复配的 聚乙二醇作为相变材料，相变潜热大，相变温度范围宽，热滞后效应地，无相分离现象；采 用碳化硅晶须作为导热材料，其纤维状结构在环氧树脂基体中相互搭接，有利于导热网络 的形成，不仅能提高热导率，还能对环氧树脂基体起到增强增韧作用。综上使得采用该相 变材料制备的LED灯基座和散热器制备工艺简单、机械性能高、尺寸稳定、热导率高以及散 热效果好。进一步，由该相变导热材料制备的LED灯基座和散热器的热膨胀系数（5. 8~ 6. 3X10-6m/mK20°C)与半导体芯片（有机硅）的热膨胀系数（4. 6X10-6m/mK20°C)接 近，使得装备有该L本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于制备LED灯基座和散热器的相变导热材料，其特征在于，该相变导热材料由组分A、组分B和组分C以质量比1～1.5:0.5～0.8:0.1～0.2组成；按重量份数计，所述组分A由以下原料组成：聚间苯二甲酸乙二醇酯40～70份，聚对苯二甲酸丁二醇酯20～30份，甲基丙烯酰氧基硅烷10～25份，乙烯‑醋酸乙烯共聚物10～20份，N，N‑二甲基苯胺1～2份；所述组分B由以下原料组成：环氧树脂100份，活性稀释剂10～20份，聚乙二醇120～250份，碳化硅晶须110～170份；所述组分C由为改性多元胺固化剂，该改性多元胺固化剂的活泼氢当量与组分A的环氧当量比为1.1～1.2:1。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：沈尚益，
申请(专利权)人：宁波来和圣诞礼品有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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