一种含改性纳米硅藻土-碳纳米管的pc-pet基led散热材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及导热工程塑料技术领域，尤其涉及一种含改性纳米硅藻土-碳纳米管 的PC-PET基LED散热材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] LED作为一代新型的光源，具有高效、节能、环保、使用寿命长、易于维护等等优点， 被预为可取代白炽灯和荧光灯的第三代光源，LED的出光效率及寿命与芯片的工作温度具 有直接的关系，散热问题是限制封装LED产品提高功率和发光效率的主要问题，解决LED散 热问题的有效方式就是利用高导热、高绝缘、高透过率的材料将热量快速的传递出去。 目前LED封装常用的散热材料主要为金属铝材或陶瓷材料，这些材料在实际使用过程 中均存在一些缺陷，比如铝基散热材料虽然具有较为优良的散热能力，但其存在成型工艺 周期长、本身具有导电性以及造型单一等问题，而陶瓷材料虽然绝缘，但比重大、成型难度 高，不利于批量生产，其应用也受到限制。
[0003] 复合导热塑料近年来逐渐开始受到业内关注，首先塑料本身具有良好的绝缘、轻 质、价廉、形状多样化等优势，在其中加入高导热性的填料后可获得较为满意的导热系数， 其较之铝基散热材料质量更轻，成型周期更短，由于高导热性的填料单价较贵，而现有的制 备工艺使得导热填料的利用率低，进一步提高了生产成本，因此，改善现有工艺，提高原料 的利用率是寇待结果的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种含改性纳米硅藻土-碳纳米 管的PC-PET基LED散热材料及其制备方法。
[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的： 一种含改性纳米硅藻土-碳纳米管的PC-PET基LED散热材料，该复合塑料由以下重量份 的原料制成:PC 40-50、PET 8-10、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物4-5、氟化钙0.1-0.2、纳米硅 藻土 8-10、纳米氮化娃15-18、玻璃纤维4-5、纳米氧化铁1-2、纳米二氧化铺0.1-0.2、低分子 TO蜡2-3、六氟磷酸盐咪唑类离子液体1-1.5、多壁碳纳米管5-6、硅烷偶联剂1-2、抗氧剂 0 · 5-0.6、光稳定剂0· 1-0.2、去离子水30-40。
[0006] 所述的一种含改性纳米硅藻土-碳纳米管的PC-PET基LED散热材料及其制备方法， 所述的制备方法为： (1) 先将六氟磷酸盐咪唑类离子液体与去离子水混合，并油浴加热至50_60°C，随后恒 温搅拌混合25-30min，随后升温至70-80°C，投入纳米硅藻土、多壁碳纳米管，恒温超声搅拌 3_4h，搅拌结束后将所得物料完全干燥除去水分，所得粉体研磨分散后即得离子液体改性 纳米娃藻土/碳纳米管复合粉体； (2) 将PC、PET、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、纳米氮化硅、玻璃纤维、纳米二氧化铈、低分 子PE蜡、抗氧剂、光稳定剂以及0.8-1重量份的硅烷偶联剂高速搅拌混合均匀后一起投入双 螺杆挤出机中造粒，得到一次造粒料备用； (3) 将步骤(1)制备的复合粉体、其它剩余物料与剩余量的硅烷偶联剂搅拌混合均匀备 用； (4) 将步骤(2)制备的一次造粒料通过主喂料口投入挤出机中，步骤(3)的复合粉体通 过侧喂料口加入挤出机中，挤出造粒、冷却，即得用于注塑成型的复合导热材料。
[0007] 本发明的优点是:本发明以PC、PET等高分子材料复合作为导热塑料基料，并在其 中掺混玻璃纤维、纳米氮化硅等填料，不仅增加了材料的综合力学性能，其耐热性、抗老化 性能更佳，而其中掺混的经过离子液体改性的纳米硅藻土、碳纳米管复合粉体不仅能降低 纳米粉体表面能，提高碳纳米管与硅藻土的结合性和分散性，提高硅藻土的导热性，降低生 产成本，这种复合高导热粉体与高分子基料还具有良好的相容性，结合分布加料的工艺最 终制成了具有互穿导热网络结构的复合材料，具备良好的传热、散热效果，其在LED封装中 具有广阔的应用空间。
【具体实施方式】
[0008] 该复合材料由以下重量份的原料制成:PC 40、PET 8、苯乙烯丁二烯嵌段共聚物4、 氟化妈〇. 1、纳米娃藻土 8、纳米氮化娃15、玻璃纤维4、纳米氧化铁1、纳米二氧化铺0.1、低分 子PE蜡2、六氟磷酸盐咪唑类离子液体1、多壁碳纳米管5、硅烷偶联剂1、抗氧剂0.5、光稳定 剂0.1、去离子水30。
[0009] 该复合塑料的制备方法为： (1) 先将六氟磷酸盐咪唑类离子液体与去离子水混合，并油浴加热至50°c，随后恒温搅 拌混合25min，随后升温至70°C，投入纳米娃藻土、多壁碳纳米管，恒温超声搅拌3h，搅拌结 束后将所得物料完全干燥除去水分，所得粉体研磨分散后即得离子液体改性纳米硅藻土 / 碳纳米管复合粉体； (2) 将PC、PET、苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、纳米氮化硅、玻璃纤维、纳米二氧化铈、低分 子PE蜡、抗氧剂、光稳定剂以及0.8重量份的硅烷偶联剂高速搅拌混合均匀后一起投入双螺 杆挤出机中造粒，得到一次造粒料备用； (3) 将步骤(1)制备的复合粉体、其它剩余物料与剩余量的硅烷偶联剂搅拌混合均匀备 用； (4) 将步骤(2)制备的一次造粒料通过主喂料口投入挤出机中，步骤(3)的复合粉体通 过侧喂料口加入挤出机中，挤出造粒、冷却，即得用于注塑成型的复合导热材料。
[0010] 本实施例所制得的复合导热材料的性能测试结果为：
【主权项】
1. 一种含改性纳米硅藻土-碳纳米管的PC-PET基LED散热材料，其特征在于，该复合塑 料由以下重量份的原料制成:PC 40-50、PET 8-10、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物4-5、氟化钙 0.1-0.2、纳米娃藻土 8-10、纳米氮化娃15-18、玻璃纤维4-5、纳米氧化铁1-2、纳米二氧化铺 0.1-0.2、低分子PE蜡2-3、六氟磷酸盐咪唑类离子液体1-1.5、多壁碳纳米管5-6、硅烷偶联 剂1-2、抗氧剂0 · 5-0 · 6、光稳定剂0 · 1-0 · 2、去离子水30-40。2. 如权利要求1所述的一种含改性纳米硅藻土-碳纳米管的PC-PET基LED散热材料及其 制备方法，其特征在于，所述的制备方法为： (1) 先将六氟磷酸盐咪唑类离子液体与去离子水混合，并油浴加热至50_60°C，随后恒 温搅拌混合25-30min，随后升温至70-80°C，投入纳米硅藻土、多壁碳纳米管，恒温超声搅拌 3_4h，搅拌结束后将所得物料完全干燥除去水分，所得粉体研磨分散后即得离子液体改性 纳米娃藻土/碳纳米管复合粉体； (2) 将PC、PET、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、纳米氮化硅、玻璃纤维、纳米二氧化铈、低分 子PE蜡、抗氧剂、光稳定剂以及0.8-1重量份的硅烷偶联剂高速搅拌混合均匀后一起投入双 螺杆挤出机中造粒，得到一次造粒料备用； (3) 将步骤(1)制备的复合粉体、其它剩余物料与剩余量的硅烷偶联剂搅拌混合均匀备 用； (4) 将步骤(2)制备的一次造粒料通过主喂料口投入挤出机中，步骤(3)的复合粉体通 过侧喂料口加入挤出机中，挤出造粒、冷却，即得用于注塑成型的复合导热材料。
【专利摘要】本发明公开了一种含改性纳米硅藻土-碳纳米管的PC-PET基LED散热材料及其制备方法，该复合塑料以PC、PET等高分子材料复合作为导热塑料基料，并在其中掺混玻璃纤维、纳米氮化硅等填料，不仅增加了材料的综合力学性能，其耐热性、抗老化性能更佳，而其中掺混的经过离子液体改性的纳米硅藻土、碳纳米管复合粉体不仅能降低纳米粉体表面能，提高碳纳米管与硅藻土的结合性和分散性，提高硅藻土的导热性，降低生产成本，这种复合高导热粉体与高分子基料还具有良好的相容性，结合分布加料的工艺最终制成了具有互穿导热网络结构的复合材料，具备良好的传热、散热效果，其在LED封装中具有广阔的应用空间。
【IPC分类】C08K9/06, C08L67/02, C08K7/24, C08L53/02, H01L33/64, C08L69/00, C08K13/06, C08L23/06, C08K3/22, C08K7/14, C08K3/34, C08K9/04
【公开号】CN105524445
【申请号】CN201610009117
【发明人】王小飞, 邹徳忠, 陈兴如, 何朝阳, 陈海华, 王品品
【申请人】中科电力装备科技有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2016年1月4日