本发明专利技术提出设置有添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的用于道路照明的模块化大功率ＬＥＤ灯头及其制造方法，同时还提出一种添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的制备方法。在一大功率ＬＥＤ灯模块中，所述散热基板的一面紧贴有电路板，使焊接在该电路板上的各大功率ＬＥＤ发光体的热量能够传导至散热基板上；所述散热基板的另一面固定安装散热鳍片；所述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管联结散热鳍片和散热基板。本发明专利技术利用所述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的高导热率性能，使散热基板上的热量能够迅速传导至散热鳍片上，令热量不会聚集在散热基板上，从本质上克服了现有技术大功率ＬＥＤ灯头的散热问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及为道路照明设备配置的灯头装置，特别是涉及提高大功率LED灯头散 热效率的方法，用该方法制备的大功率LED灯头，以及应用于其中的导热装置的制造方法。
技术介绍
从节省能源和延长工作寿命的角度考虑，现有技术用于道路照明设备的灯头装 置，例如路灯的灯头，已经越来越普遍地使用大功率LED作为光源。大功率LED作为半导体 元器件，对工作温度很敏感。如果大功率LED长时间地处在高于设计工作温度的环境中，将 严重影响其稳定性和使用寿命。大功率LED发光体在正常工作过程中自身在发光的同时产 生的大量热量是影响其稳定性和使用寿命的主要因素，如不及时将大功率LED发光体自身 产生的热量导走散去，该大功率LED发光体芯片将迅速老化烧毁。因此，散热是大功率LED 路灯在推广中遇到的一个瓶颈问题。目前在大功率LED灯头设计上所采用的散热方式主要有两种。一种散热方式是单 纯采用整体铝散热鳍片进行散热，即将大功率LED芯片安装在一块散热基板的一面，在该 散热基板另一面设置有多个散热鳍片。这种方法的缺点是为了提高散热效果而任意增加所 述散热鳍片的大小，以增加散热面积。这种设计往往使产品重量过重，而由于热传导问题没 有根本解决，散热效果反而没有明显的提高；而且很容易在所述散热鳍片之间的槽内积聚 尘土，鸟粪等杂物，致使风阻很大，尤其是冬天在北方容易积水结冰，会造成一定的风险。另 一种散热方式是采用分散散热方式，即将上一种方式的一块散热基板分成几块安装有散热 鳍片的散热基板。这种散热方式产品重量减轻了许多，整体散热面积够，但有效散热面积 不够，因为导热的通道很小，只能通过连接各散热鳍片的筋条传导热量，不利于热量的迅速 传导。上述两种散热方式的共同缺陷是，它们都是借助散热基板吸收大功率LED发光体发 出的热量，借助散热鳍片散发热量，但是缺少能够迅速把散热基板的热量传导给散热鳍片 的手段，上述第一种方法是通过散热鳍片与散热基板的接触实现热传导；上述第二种方法 是通过散热鳍片与散热基板接触，以及与散热鳍片和散热基板都连接接触的筋条实现热传 导。但是这两种方式都不能将散热基板上集聚的热量传导至散热鳍片，造成聚集在散热基 板上的热量远远大于被传导至散热鳍片上的热量。所以，现有技术上述两种散热方式都不 能从本质上解决大功率LED灯头的散热问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出一种导热性能高 的添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的制备方法，并且提出应用该导热管的模块化大功 率LED灯头及其制造方法，创造出一种不同于现有技术的散热方式，使各模块散热基板上 的热量快速传导至散热鳍片上，从本质上解决大功率LED灯头的散热问题。本专利技术解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现实施一种添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的制备方法，所述导热管用于快速 传导热量。所述方法包括如下步骤A.按照碳纳米管材料在同环氧树脂复合的材料中所占质量百分比是3.0%至 10. 0%的组分要求，在丙酮溶剂中加入所述碳纳米管材料并借助超声波使之分散；B.继步骤A之后，在所述碳纳米管材料和丙酮的混合溶液中按所述组分要求加入 粘稠状态的环氧树脂，并继续借助超声波使之分散；C.俟溶剂挥发后进行抽真空脱气处理；D.加入固化剂，将上述添加了碳纳米管材料的环氧树脂注入模具中固化成型。在实施步骤B时，针对不同产品的具体要求，添加适量的增塑剂、抗老化剂和/或 着色剂。所述碳纳米管材料包括单壁碳纳米管材料和多壁碳纳米管材料。步骤A所述碳纳米管材料是通过电弧放电法、激光烧蚀法或者化学气相沉积法的 初步提取后，再经过纯化工艺制备而成。所述纯化工艺是指改变合成条件以使所述碳纳米 管增加到可分离的程度从而除去无定型碳、碳纳米颗粒和催化剂颗粒的处理方法，或者是 指使用氧化剂将附着在碳纳米管壁上的碳纳米颗粒氧化除掉的处理方法；所述功能化改性 是指用氧化的方法制备端基为羧基基团的碳纳米管，进而使羧基经过缩合反应转化为可以 与聚合物基体相容或与聚合物基体反应的基团。本专利技术解决所述技术问题还可以通过采用以下技术方案来实现实施一种用于道路照明的大功率LED灯头的制造方法，包括如下步骤A.在一块电路板上焊接至少一个大功率LED发光体，并将该电路板紧贴在散热基 板上，务使各LED发光体的热量迅速传导至所述散热基板，而在该散热基板的另一面则安 装散热鳍片；B.用添加碳纳米管材料的环氧树脂复合材料制造至少一根导热管，在所述碳纳米 管-环氧树脂复合材料中，所述碳纳米管材料所占质量百分比是3.0%至10.0%;用所述添 加碳纳米管材料的环氧树脂导热管将散热基板与散热鳍片联结，使所述散热基板上的热量 借助所述导热管迅速传导至各散热鳍片；从而制成一个大功率LED灯模块；C.将至少一个所述大功率LED灯模块安装在一个罩壳或者框架内，同时配置必要 的电源和控制模块，制成大功率LED灯头。所述步骤B还包括如下分步骤Bi.将所述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管被做成由两段直管和一段弯管联 结一体成型的“U”形管；B2.在所述散热基板未紧贴大功率LED电路板的一面铣出至少一道沟槽，在各散 热鳍片中部冲压出通孔；B3.将所述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的一段直管嵌入所述散热基板上 相应的沟槽内，并借助钎焊联结固定；各散热鳍片以自身的通孔套于所述添加碳纳米管材 料的环氧树脂导热管的另一段直管上，且均勻布置各散热鳍片，通过钎焊将所述各散热鳍 片和添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管联结为一体。按照所述分步骤Bl制造四根添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管。在所述分步 骤B2中，在所述散热基板上铣出两道沟槽，各散热鳍片中部冲压出两通孔。在所述分步骤B3中，在每道沟槽的两端分别嵌入并借助钎焊联结一根添加碳纳米管材料的环氧树脂导热 管的一段直管，并且令该导热管的弯管位于沟槽的端部；将所述散热鳍片骑跨在散热基板 上，在两沟槽同一端部的两添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的各自另一段直管借助相 应通孔分别穿过同一散热鳍片相应的两通孔并与该散热鳍片通过钎焊联结。本专利技术解决所述技术问题也可以通过采用以下技术方案来实现设计、制造一种用于道路照明的大功率LED灯头，尤其是，包括被一罩壳或者框架 固定的至少一个大功率LED灯模块。该大功率LED灯模块包括焊接有至少一个大功率LED 发光体的电路板、散热基板、散热鳍片和添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管；在制成所 述导热管的碳纳米管材料和环氧树脂的复合材料中，所述碳纳米管材料所占质量百分比是 3.0%至10.0%。所述散热基板的一面紧贴所述电路板，使焊接在该电路板上的各大功率 LED发光体的热量能够传导至散热基板上；所述散热基板的另一面固定安装散热鳍片；所 述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管联结散热鳍片和散热基板，使所述散热基板上的热 量通过添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管传导至各散热鳍片。所述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管是由两段直管和一段弯管联结一体成 型的“U”形管；在所述散热基板未紧贴电路板的一面设置至少一道沟槽，在各散热鳍片上 设置至少一个通孔；所述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的一段直管嵌入相应的沟槽 中，所述各散热鳍片则以自身的通孔套于所述添加碳纳米管材料的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的制备方法，所述导热管用于快速传导热量；其特征在于所述方法包括如下步骤：Ａ．按照碳纳米管材料在同环氧树脂复合的材料中所占质量百分比是３．０％至１０．０％的组分要求，在丙酮溶剂中加入所述碳纳米管材料并借助超声波使之分散；Ｂ．继步骤Ａ之后，在所述碳纳米管材料和丙酮的混合溶液中按所述组分要求加入粘稠状态的环氧树脂，并继续借助超声波使之分散；Ｃ．俟溶剂挥发后进行抽真空脱气处理；Ｄ．加入固化剂，将上述添加了碳纳米管材料的环氧树脂注入模具中固化成型。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：程宗玉，
申请(专利权)人：深圳市名家汇城市照明科技有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]
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