本发明涉及散热材料技术领域，具体涉及一种含有碳材料和氮化物的复合散热材料及含有该散热材料的led灯。
背景技术：
led灯是一块电致发光的半导体材料芯片，用银胶或白胶固化到支架上，然后用银线或金线连接芯片和电路板，四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，最后安装外壳而成。目前led等被广泛应用于生活以及工业生产中的各个领域。而现阶段led面临的技术瓶颈之一是散热问题。尤其是大功率的led灯，其发热量非常大，如没有匹配高散热材料，会导致散热不良而损坏电源。因此，开发导热性能更优的散热材料对开发高功率的led技术具有重要的意义。
中国发明专利cn108034241a公开了一种led用散热复合材料，其特征在于，包含如下重量份的原料组分：尼龙50～80份；碳纳米管或改性碳纳米管10～20份；六方氮化硼20～40份；膨胀珍珠岩20～30份；氮化铝10～20份；氧化铯5～10份；双马来酰亚胺1～3份；硅烷偶联剂0.5～2份；抗氧剂0.1～2份；润滑剂0.1～1份；该发明专利里面的散热剂为碳纳米管或改性碳纳米管、六方氮化硼、膨胀珍珠岩、氮化铝和氧化铯组成的混合散热剂。中国发明专利cn108034241a虽然具有非常优异的导热性能，但其散热剂成分复杂，如开发一种散热剂组成简单且具有同样优异导热性能的导热材料具有重要的意义。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，提供一种含有碳材料和氮化物的复合散热材料。所述的散热材料具有优异的散热性能。
本发明所要解决的上述技术问题，通过以下技术方案予以实现：
一种含有碳材料和氮化物的复合散热材料，其包含如下重量份的原料组分：
尼龙50～80份；散热剂30～60份；双马来酰亚胺1～3份；硅烷偶联剂0.5～2份；抗氧剂0.1～2份；润滑剂0.1～1份。
优选地，所述的散热剂由原料碳纳米管和六方氮化硼制成。
进一步优选地，所述的含有碳材料和氮化物的复合散热材料，其包含如下重量份的原料组分：
尼龙50～80份；散热剂30～60份；双马来酰亚胺1～3份；硅烷偶联剂0.5～2份；抗氧剂0.1～2份；润滑剂0.1～1份；所述的散热剂由原料碳纳米管和六方氮化硼制成，其中碳纳米管占10～20份；六方氮化硼占20～40份。
更进一步优选地，所述的含有碳材料和氮化物的复合散热材料，其包含如下重量份的原料组分：
尼龙70～80份；散热剂45～60份；双马来酰亚胺1～2份；硅烷偶联剂0.5～1份；抗氧剂0.1～1份；润滑剂0.1～1份；所述的散热剂由原料碳纳米管和六方氮化硼制成，其中碳纳米管占15～20份；六方氮化硼占30～40份。
最优选地，所述的含有碳材料和氮化物的复合散热材料，其包含如下重量份的原料组分：
尼龙70份；散热剂45份；双马来酰亚胺1份；硅烷偶联剂1份；抗氧剂0.5份；润滑剂0.5份；所述的散热剂由原料碳纳米管和六方氮化硼制成，其中碳纳米管占15份；六方氮化硼占30份。
优选地，所述的尼龙为尼龙66。
优选地，所述的抗氧剂为抗氧剂168，所述的润滑剂为硬脂酸钙；所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550。
优选地，所述的碳纳米管为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的一种或两种的混合。
优选地，所述的散热剂通过如下方法制备得到：
(1)将原料碳纳米管和六方氮化硼混合后放入混合酸溶液中浸泡8～12h，浸泡后用清水洗涤至中性后得酸处理过的原料；所述的混合酸溶液为浓硫酸和浓硝酸组成的混合酸溶液；
(2)将酸处理过的原料加入水中，调节ph为8～9，然后加入丙二酰胺；在70～90℃下反应3～5h；
(3)反应结束后进行固液分离，洗涤固体，再经干燥后即得所述的散热剂。
进一步优选地，步骤(1)中将原料碳纳米管和六方氮化硼混合后放入混合酸溶液中浸泡10h。
进一步优选地，步骤(1)中浓硫酸和浓硝酸的体积用量比为3:1。
进一步优选地，步骤(2)中水的重量用量为酸处理过的原料总重量的5～8倍。
最优选地，步骤(2)中水的重量用量为酸处理过的原料总重量的6倍。
进一步优选地，步骤(2)中丙二酰胺的重量用量为酸处理过的原料总重量的1/10～1/4。
最优选地，步骤(2)中丙二酰胺的重量用量为酸处理过的原料总重量的1/5。
上述含有碳材料和氮化物的复合散热材料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
将尼龙、散热剂、双马来酰亚胺、硅烷偶联剂、抗氧剂、润滑剂放入混合机中混合均匀，然后将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒后即得所述的含有碳材料和氮化物的复合散热材料。
本发明还提供一种led灯，其含有上述的复合散热材料。
有益效果：本发明提供了一种全新的复合散热材料，所述的散热材料中的散热剂成分简单，且所述的散热剂通过本发明方法制备得到后使得散热材料具有非常优异的散热效果；与现有技术相比，本发明所述的散热材料不仅散热剂的组成成分简化了，其用量也减少了，但散热效果不仅未减若反而得到了增强，取得了意料不到的技术效果；又由于本发明所述的散热材料散热效果优异，因此，其可以作为大功率的led灯的散热材料使用。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步解释本发明，但实施例对本发明不做任何形式的限定。
实施例1复合散热材料
原料重量比组成：尼龙(具体为尼龙66)70份；散热剂45份；双马来酰亚胺1份；硅烷偶联剂(具体为硅烷偶联剂kh550)1份；抗氧剂(具体为抗氧剂168)0.5份；润滑剂(具体为硬脂酸钙)0.5份；所述的散热剂由原料碳纳米管(具体为多壁碳纳米管)和六方氮化硼制成，其中碳纳米管占15份；六方氮化硼占30份；
所述的散热剂通过如下方法制备得到：
(1)将原料碳纳米管和六方氮化硼混合后放入混合酸溶液中浸泡10h，浸泡后用清水洗涤至中性后得酸处理过的原料；所述的混合酸溶液为浓硫酸和浓硝酸组成的混合酸溶液；(2)将酸处理过的原料加入水中，调节ph为8.5，然后加入丙二酰胺；在80℃下反应4h；(3)反应结束后进行固液分离，洗涤固体，再经干燥后即得所述的散热剂；其中，步骤(1)中浓硫酸和浓硝酸的体积用量比为3:1；步骤(2)中水的重量用量为酸处理过的原料总重量的6倍；步骤(3)中丙二酰胺的重量用量为酸处理过的原料总重量的1/5；
复合散热材料的制备方法：将尼龙、散热剂、双马来酰亚胺、硅烷偶联剂、抗氧剂、润滑剂放入混合机中混合均匀，然后将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒后即得所述的含有碳材料和氮化物的复合散热材料。
实施例2复合散热材料
原料重量比组成：尼龙(具体为尼龙66)80份；散热剂30份；双马来酰亚胺1份；硅烷偶联剂(具体为硅烷偶联剂kh550)2份；抗氧剂(具体为抗氧剂168)2份；润滑剂(具体为硬脂酸钙)1份；所述的散热剂由原料碳纳米管(具体为多壁碳纳米管)和六方氮化硼制成，其中碳纳米管占10份；六方氮化硼占20份；
所述的散热剂通过如下方法制备得到：
(1)将原料碳纳米管和六方氮化硼混合后放入混合酸溶液中浸泡8h，浸泡后用清水洗涤至中性后得酸处理过的原料；所述的混合酸溶液为浓硫酸和浓硝酸组成的混合酸溶液；(2)将酸处理过的原料加入水中，调节ph为8，然后加入丙二酰胺；在70℃下反应5h；(3)反应结束后进行固液分离，洗涤固体，再经干燥后即得所述的散热剂；其中，步骤(1)中浓硫酸和浓硝酸的体积用量比为3:1；步骤(2)中水的重量用量为酸处理过的原料总重量的5倍；步骤(3)中丙二酰胺的重量用量为酸处理过的原料总重量的1/4；
复合散热材料的制备方法：将尼龙、散热剂、双马来酰亚胺、硅烷偶联剂、抗氧剂、润滑剂放入混合机中混合均匀，然后将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒后即得所述的含有碳材料和氮化物的复合散热材料。
实施例3复合散热材料
原料重量比组成：尼龙(具体为尼龙66)50份；散热剂50份；双马来酰亚胺1份；硅烷偶联剂(具体为硅烷偶联剂kh550)0.5份；抗氧剂(具体为抗氧剂168)0.1份；润滑剂(具体为硬脂酸钙)0.1份；所述的散热剂由原料碳纳米管(具体为多壁碳纳米管)和六方氮化硼制成，其中碳纳米管占15份；六方氮化硼占35份；
所述的散热剂通过如下方法制备得到：
(1)将原料碳纳米管和六方氮化硼混合后放入混合酸溶液中浸泡10h，浸泡后用清水洗涤至中性后得酸处理过的原料；所述的混合酸溶液为浓硫酸和浓硝酸组成的混合酸溶液；(2)将酸处理过的原料加入水中，调节ph为9，然后加入丙二酰胺；在90℃下反应3h；(3)反应结束后进行固液分离，洗涤固体，再经干燥后即得所述的散热剂；其中，步骤(1)中浓硫酸和浓硝酸的体积用量比为3:1；步骤(2)中水的重量用量为酸处理过的原料总重量的8倍；步骤(3)中丙二酰胺的重量用量为酸处理过的原料总重量的1/10；
复合散热材料的制备方法：将尼龙、散热剂、双马来酰亚胺、硅烷偶联剂、抗氧剂、润滑剂放入混合机中混合均匀，然后将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒后即得所述的含有碳材料和氮化物的复合散热材料。
对比例1复合散热材料
原料重量比组成：尼龙(具体为尼龙66)70份；散热剂93份；双马来酰亚胺1份；硅烷偶联剂(具体为硅烷偶联剂kh550)1份；抗氧剂(具体为抗氧剂168)0.5份；润滑剂(具体为硬脂酸钙)0.5份；
所述的散热剂由碳纳米管(具体为多壁碳纳米管)15份、六方氮化硼30份、膨胀珍珠岩25份、氮化铝15份、氧化铯8份混合均有而成；
复合散热材料的制备方法：将尼龙、散热剂、双马来酰亚胺、硅烷偶联剂、抗氧剂、润滑剂放入混合机中混合均匀，然后将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒后即得所述的含有碳材料和氮化物的复合散热材料。
对比例1(参照中国发明专利cn108034241a制备的散热材料)与实施例1所述的复合散热材料的其他原料配比和制备方法均相同，不同点在于，原料中散热剂用量比实施例1多，该实施例的用量为93份，而实施例1的用量仅仅为45份；此外，散热剂中原料的组成比实施例1多，其由碳纳米管、六方氮化硼、膨胀珍珠岩、氮化铝以及氧化铯等5中成分组成，而实施例1仅仅只用了碳纳米管和六方氮化硼2种成分组成。因此，实施例1与对比例1相比，无论在散热剂的用量还是散热剂的成分组成都比对比例4少。
对比例2复合散热材料
原料重量比组成：尼龙(具体为尼龙66)70份；散热剂45份；双马来酰亚胺1份；硅烷偶联剂(具体为硅烷偶联剂kh550)1份；抗氧剂(具体为抗氧剂168)0.5份；润滑剂(具体为硬脂酸钙)0.5份；所述的散热剂由原料碳纳米管(具体为多壁碳纳米管)和六方氮化硼制成，其中碳纳米管占15份；六方氮化硼占30份；
所述的散热剂通过如下方法制备得到：将原料碳纳米管和六方氮化硼混合均有即可。
复合散热材料的制备方法：将尼龙、散热剂、双马来酰亚胺、硅烷偶联剂、抗氧剂、润滑剂放入混合机中混合均匀，然后将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒后即得所述的含有碳材料和氮化物的复合散热材料。
对比例2与实施例1所述的复合散热材料的原料配比和制备方法均相同，不同点在于，原料中散热剂直接将碳纳米管和六方氮化硼混合，并未采用如实施例1所述的方法制备得到。
实验例1散热性能测试
将实施例1～3制备得到的复合散热材料与对比例1～2制备得到的复合散热材料按gb/t10297-1998方法测试其热传导系数和散热系数，测试结果见表1。
表1.散热性能测试结果
从表1中可以看出，实施例1～3制备得到的复合散热材料均具有优异的热传导系数与散热系数，这说明由本发明制备得到的复合散热材料具有优异的散热效果。
此外，通过实施例1与对比例1的对比可以看出，采用本发明所述方法制备得到的散热剂，比对比例1所述的散热剂成分组成减少了3种，且用量减少了一半，但其热传导系数与散热系数均比对比例3更突出。这说明本发明所述的散热材料加入了由本发明所述方法制备得到的散热剂后，和现有技术相比其在减少散热剂的用量以及简化散热剂成成分的情况下取得的散热效果比现有技术更突出，取得了意料不到的技术效果。
通过实施例1与对比例2的对比可以看出，对比例2的中的散热剂是将原料碳纳米管和六方氮化硼进行简单混合得到的，并不是按本发明所述的方法制备；其热传导系数与散热系数远远小于实施例1的散热材料，同时也小于实施例4所述的散热材料。这说明将简单的省略散热剂的成分以及用量，散热材料的散热性能会大打折扣；而按本发明所述的散热剂的制备方法来省略散热剂的组成和用量不仅不会使散热材料的散热性能打折扣，反而进一步提升了散热材料的散热性能。