用于led散热器的复合材料的制作方法_3

文档序号:8404734阅读:来源:国知局
热负担相对较小的情况下,所述第四膜层可以使用散热效果较佳,重量较轻、成本较低的材料,以达到降低成本和重量,以及获得较好散热性能的效果。
[0056]例如,本发明提供一种用于LED散热器的复合材料,其中的第四膜层,其具有散热效果较佳,重量较轻和成本较低的优点,如此,当所述第三膜层的热量传递所述第四膜层时,那么所述第四膜层可以将绝大部分的热量散失在空气介质中,以配合所述第一膜层、所述第二膜层和所述第三膜层完成梯度传热的效果,这样,可以针对不同的热量区域,即以与LED灯距离的远近来度量,实现热量的梯度传递和散失的效果,解决了传统散热器材料绝缘性差,成本高,质量重,导热和散热效果差的问题。
[0057]例如,本发明一实施方式用于LED散热器的复合材料,其中的第四膜层,其包括如下质量份的各组分:铜47份?50份、铝49份?52份、镁0.2份?0.7份、铁0.2份?0.7份、锰0.2份?0.5份、钛0.1份?0.3份、铬0.05份?0.1份和钒0.1份?0.3份。
[0058]上述第四膜层含有质量份为47份?50份的铜以及49份?52份的铝,可以使得所述第四膜层的热传导系数保持在300W/mK?350W/mK,以保证所述第四膜层可以将由所述第三膜层传递过来的热量快速地散失在空气介质中,进而防止热量在所述第四膜层上堆积,造成局部过热现象产生。相对于现有技术,单纯地采用价格较昂贵且质量较大的铜,上述第四膜层既具有散热效果好,能快速地将热量散失到空气中,又具有质量较轻、便于安装铸造、价格较低廉的优点。同时,相对于现有技术,单纯地采用散热效果较差的铝合金,上述第四膜层具有更佳的传热性能。此外,第四膜层含有质量份为0.2份?0.7份的镁、0.2份?0.7份的铁、0.2份?0.5份的锰、0.1份?0.3份的钛、0.05份?0.1份的铬以及0.1份?0.3的钒,改善了第四膜层的屈服强度、抗拉强度以及耐高温性能。例如,经多次实验佐证和理论分析发现,第四膜层含有质量份为0.2份?0.7份的镁,可以在一定程度上赋予第四膜层屈服强度和抗拉强度。
[0059]优选的,所述第四膜层包括如下质量份的各组分:铜48份?49份、铝50份?52份、镁0.2份?0.5份、铁0.2份?0.5份、锰0.3份?0.5份、钛0.2份?0.3份、铬0.05份?0.08份和钒0.2份?0.3份。
[0060]优选的,所述第四膜层包括如下质量份的各组分:铜48份、铝51份、镁0.3份、铁0.3份、锰0.4份、钛0.4份、铬0.08份和钒0.3份。
[0061]为了进一步减轻所述第四膜层的重量,且获得较好的散热效果,例如,本发明还提供一辅助第四膜层,所述辅助第四膜层设置于所述第四膜层远离所述第三膜层一侧面。
[0062]例如,本发明一实施方式的辅助第四膜层,其包括如下质量份的各组分:铝88份?93份、硅5.5份?10.5份、镁0.3份?0.7份、铜0.05份?0.3份、铁0.2份?0.8份、锰0.2份?0.5份、钛0.05份?0.3份、铬0.05份?0.1份以及钒0.05份?0.3份。
[0063]上述辅助第四膜层含有质量份为88份?93份的铝,可以使得辅助第四膜层的热传导系数保持在200W/mK?220W/mK,散热效果较佳,可以满足将剩余热量传递到空气介质中的需要,同时,其质量更轻,更利于运输。此外,辅助第四膜层含有质量份为5.5份?10.5份的硅、0.3份?0.7份的镁、0.05份?0.3份的铜、0.2份?0.8份的铁、0.2份?0.5份的锰、0.05份?0.3份的钛、0.05份?0.1份的铬以及0.05份?0.3份的钒,可以极大地改善辅助第四膜层的散热性能。例如,辅助第四膜层含有质量份为5.5份?10.5份的硅和0.05份?0.3份的铜,可以确保辅助第四膜层具有良好机械性能和质量较轻的优点,同时,还可以进一步改善辅助第四膜层的散热性能。又如,辅助第四膜层还包括质量份为0.3份?0.6份的铅(Pb),当辅助第四膜层含有0.3份?0.6份的铅可以改善辅助第四膜层的抗拉强度,这样,可以防止当将辅助第四膜层被铸造冲压成片状或膜状的结构时,受到过大的冲压拉扯应力而断裂。又如,辅助第四膜层还包括质量份为0.02份?0.04份的铌(Nb),当铌的质量份大于0.02份时,可以极大地提高辅助第四膜层的抗氧化性能,然而,当铌的质量份大于0.04份时,会导致辅助第四膜层的磁性急剧增加,会对LED灯具中的其他部件产生影响。又如,辅助第四膜层还包括质量份为0.02份?0.03份的锗(Ge),当锗的质量份大于0.02份时,会对辅助第四膜层的散热性能的提高起到意想不到的效果,然而,当锗的质量占比过多,例如锗的质量份大于2份时,又会使辅助第四膜层的脆度增加。
[0064]需要说明的是,因LED灯发光产生的热量经过前四层,即所述第一膜层、所述第二膜层、所述第三膜层和所述第四膜层后,极大一部分的热量已散失到外界的空气中。因此,基于所述第五膜层的散热负担相对较小,及本身温度较低的情况下,热膨胀系数较大产生的影响极小的情况下,所述第三膜层可以使用当今市场最常用的塑料材料,以达到降低成本和重量,以及获得较好表面保护性能。
[0065]例如,本发明提供一种用于LED散热器的复合材料,其中的第五膜层,其具有表面保护性能好,重量较轻、成本较低优点,如此,当所述第五膜层位于所述用于LED散热器的复合材料的最外层时,可以具有较好的散热性能,较好的表面保护性能,较轻的重量和较低的成本。
[0066]例如,本发明一实施方式的第五膜层,其包括如下质量份的各组分:所述第五膜层包括如下质量份的各组分:石墨20份?40份,碳纤维20份?30份,聚酰胺40份?60份,水溶性硅酸盐10份?20份,六方氮化硼I份?8份,双马来酰亚胺2份?5份,硅烷偶联剂0.5份?2份,抗氧剂0.25份?I份。
[0067]上述水溶性硅酸盐与石墨及碳纤维混合时,在高温条件下可以与聚酰胺的发生共聚反应,形成散热通道,从而提高散热性能,且较蓬空的结构,质量更轻。此外,由于添加了碳纤维,其表面保护性能和机械性能更好,例如,更抗氧化,更耐酸碱,更耐腐蚀。
[0068]优选的,所述第五膜层包括如下质量份的各组分:石墨30份?35份,碳纤维25份?30份,聚酰胺45份?50份,水溶性娃酸盐15份?20份,六方氮化硼4份?6份,双马来酰亚胺3份?4份,娃烧偶联剂I份?1.5份,抗氧剂0.5份?I份。
[0069]优选的,所述第五膜层包括如下质量份的各组分:石墨35份,碳纤维28份,聚酰胺45份,水溶性硅酸盐18份,六方氮化硼5份,双马来酰亚胺3.5份,硅烷偶联剂1.8份,抗氧剂0.7份。
[0070]为了更好地使得所述第一膜层、所述第二膜层、所述第三膜层、所述第四膜层及所述第五膜层的的导热和散热途径更加优化,因此,综合考虑成本,重量,导热和散热效果,以及表面保护性能的情况下,本发明一实施方式的所述第二膜层、所述第三膜层、所述第四膜层及所述第五膜层厚度比为I?1.5:8?12:5?7:6?10:2?2.5,如此,可以使得所述第一膜层、所述第二膜层、所述第三膜层、所述第四膜层及所述第五膜层的的导热和散热途径更加优化。
[0071]为了使得所述用于LED散热器的复合材料的各层结构,即所述第一膜层、所述第二膜层、所述第三膜层、所述第四膜层和所述第五膜层更好地固定在一起,以提高结构稳定性能,例如,如图2所示,所述第一膜层、所述第二膜层、所述第三膜层、所述第四膜层和所述第五膜层的两两相邻界面之间均设置有嵌齿110及嵌槽120,当相邻两层结构贴合时,嵌齿110嵌置于嵌槽120内,这样可以使得所述用于LED散热器的复合材料的各层结构,即所述第一膜层、所述第二膜层、所述第三膜层、所述第四膜层和所述第五膜层更好地固定在一起,以提高结构稳定性能。又如,如图3所示,所述第一膜层、所述第二膜层、所述第三膜层、所述第四膜层和所述第五膜层的两两相邻界面之间均设置有卡扣210及卡槽220,当相邻两层结构贴合时,卡扣210嵌置于卡槽220内,这样可以使得所述用于LED散热器的复合材料的各层结构,即所述第一膜层、所述第二膜层、所述第三膜层、所述第四膜层和所述第五膜层更好地固定在一起,以进一步提高结构稳定性能。
[0072]为了进一步使得所述第一膜层、所述第二膜层、所述第三膜层、所述第四膜层和所述第五膜层固定在一起,以进一步提高结构稳定性,且减小对所述用于LED散热器的复合材料导热和传热性能的影响。
[0073]例如,请参阅图4,第一膜层100与第二膜层200之间设置第一填充粘合层600,第二膜层200与第三膜层300之间设置第二填充粘合层700,第三膜层300与第四膜层400之间设置有第三填充粘合层800,第四膜层400与第五膜层500之间设置第四填充粘合层900?可以理解,第一膜层100、第二膜层200、第二膜层200、第三膜层300、第四膜层400和第五膜层500的的两两相邻界面之间存在着结构微小且数量较多的缝隙,其原因主要在于,由于上述各层材料的贴合面不够紧密,而通过设置第一填充粘合层600、第二填充粘合层700、第三填充粘合层800和第四填充粘合层900可以较好地填充这些缝隙,同时也起到粘合的作用。
[0074]例如,本发明提供一实施方式的所述第一填充粘合层,其包括如下质量份的各组分:纳米氧化销颗粒300份?1000份,甲基乙稀基娃橡胶5份?30份,乙稀基娃油10份?50份,二甲基硅油10份?100份和MQ硅树脂I份?20份。
[0075]优选的,所述第一填充粘合层包括如下质量份的各组分:纳米氧化铝颗粒800份?1000份,甲基乙烯基硅橡胶20份?30份,乙烯基硅油40份?50份,二甲基硅油80份?100份和MQ硅树脂15份?20份。
[0076]优选的,所述第一填充粘合层包括如下质量份的各组分:纳米氧化铝颗粒900份,甲基乙烯基硅橡胶25份,乙烯基硅
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