本发明涉及led灯封装材料领域，具体涉及高导热塑料的制备，尤其是涉及一种用于led灯封装材料的高导热塑料及制备方法。
背景技术：
：近年来，led灯越来越受到人们关注。目前led光源在上电后，大约30％电能转化为光能，其余的转化成热能，因此led照明灯具的最大技术难题就是散热问题，散热不畅导致led驱动电源、电解电容器性能不佳且寿命较短，成为led照明灯具进一步发展的短板。因此散热是led灯具结构设计的关键技术，热能需要通过热传导、热对流、热辐射才能散发，选取适当的散热材料极为关键。当前传统的灯具外壳散热材料主要包括以下三种：金属材料、陶瓷和一般塑料。近年来导热塑料的发展引人瞩目：相对于金属材料，导热塑料具有散热均匀、重量轻、及安全系数高、造型设计灵活等特点；相对于陶瓷，导热塑料坚固、成型加工方便、造型设计自由度更高；相对于一般塑料，导热塑料的膨胀系数较高。目前制备高导热塑料的方法是将导热微粒填充到聚合物基体当中，其性能的优劣主要取决于导热填料的分散性，同时透光性能也是一项非常重要的指标，直接关系到led的光照性能。专利申请号201510589394.3公开了一种led用氧化镁晶须-纳米氮化硼填充改性的pps/pbt复合导热塑料及其制备方法，该导热塑料将pps塑料与pbt塑料混合使用，复合塑料具有良好的力学性能和耐热防腐蚀功效，经氧化镁晶须和纳米氮化硼进行导热改性处理后的pbt、pps复合材料制备的纤维材料中填料分散均匀，且这两种复合短纤维在后期混炼过程中分散结合的更为均匀，可形成均匀稳定的热传递网络，可以明显的改善传统生产方法带来的塑料导热不均的现象，提高导热填料利用率，测试结果表明这种复合导热塑料具有优良的导热性，阻燃安全，耐光辐照老化，长时间使用仍能保持良好的使用性能，可广泛的应用于led散热领域。专利申请号201611157419.3公开了一种低成本环保导热塑料及其制备方法。该低成本环保导热塑料，采用具有一定阻燃功能的极性无机填料和其它导热填料混合，既提高塑料整体阻燃性能，无有毒物质产生，同时也减少了价格昂贵的导热填料用量，降低了成本，又不影响力学性能。同时此发明涉及的一种低成本环保导热塑料的制备方法简单，操作方便，生产成本低，产品性能稳定，能够满足led灯使用要求，适合推广使用。专利申请号201510589067.8公开了一种led用纳米硅-四针状氧化锌晶须填充改性的pa6/abs复合导热塑料及其制备方法，该导热塑料将pa6与abs混合使用，复合塑料在可塑性、耐久性、电气绝缘性方面表现优异，经纳米硅、四针状氧化锌晶须填充改性处理后的塑料利用熔融纺丝的工艺制成了高导热的复合短纤维，这些复合纤维中导热填料分散均匀，在后期混炼过程中分散结合的更为均匀，可形成均匀稳定的热传导网络，可以明显的改善传统生产方法带来的塑料导热不均的现象，提高导热填料利用率，测试结果表明这种复合导热塑料具有优良的导热效果，极为强韧耐用，弹性优良，耐候防污，可广泛的应用于led散热领域。专利申请号201610971802.6公开了一种掺杂玻璃纤维、具有荧光功能的led封装材料及其制备方法，其特征在于，是由以下重量份的原料制成：玻璃纤维2~4，乙烯基硅油30~40，云母粉1~2，乙烯基mq树脂8~12，二甲苯10~20，柠檬酸4~8，乙二胺3~6，聚乙烯醇1~2，去离子水5~10，硅微粉5~10，硅烷偶联剂kh5506~11，含氢硅油交联剂25~35，氯铂酸异丙醇2~3。此发明利用用碳点荧光材料对硅微粉进行浸泡，并引入到封装用硅胶材料中，所得硅胶材料具有荧光功能，并且防开裂性能优良；通过配合添加玻璃纤维、云母粉等，显著提高了材料的耐高温性、绝缘性。由此可见，现有技术中填充型导热塑料中导热填料在树脂中分散性较差，导热填料用量较小时，对导热性能的提升幅度有限，随着填料用量的提高，分散性问题导致材料导热性能不稳定，并且影响力学性能，另外，现有的导热塑料透光性较差，而添加玻璃微粒的高透光导热塑料的散热性能较差，使用寿命短，传统的led封装材料无法兼具散热性和透光性。技术实现要素：为有效解决上述技术问题，本发明提出了一种用于led灯封装材料的高导热塑料及制备方法，可有效同时保证材料良好的透光性、散热性以及力学性能。本发明的具体技术方案如下：一种用于led灯封装材料的高导热塑料及制备方法，所述高导热塑料是由透明立方氮化硅陶瓷包覆多孔玻璃微珠的复合颗粒，经磁控溅射镀上一层zno基透明导电表层及电场取向制得高导热填料，再浇注聚合物前驱液，固化成型而制得，具体的制备步骤为：a、将透明立方氮化硅粉末、分散剂、水搅拌混合，制成分散液，然后将耐高温的多孔玻璃微珠浸润于分散液中，再进行快速烧结，制成透明立方氮化硅陶瓷包覆多孔玻璃微珠的复合颗粒；b、以zno基透明材料为靶材，通过磁控溅射技术，在步骤a制得的复合颗粒的表面镀上一层zno基透明导电表层；c、将步骤b制得的材料置于外加电场中进行取向，使复合玻璃颗粒沿电场方向链状排列成阵列，制得取向的高导热填料；d、将步骤c制得的取向的高导热填料置于模具中，并浇注聚合物前驱液，经干燥和固化成型，制得用于led灯封装材料的高导热塑料。优选的，所述透明立方氮化硅粉末的粒径为0.5~1μm。优选的，所述分散剂为乙撑基双硬脂酰胺、油酸酰、聚乙二醇、聚乙烯蜡中的至少一种。优选的，所述耐高温的多孔玻璃微珠的粒径为5~20μm，孔隙率为50~60%，耐热温度为1200~1500℃。优选的，所述步骤a中，立方氮化硅粉末3~5重量份、分散剂0.5~1重量份、水64~76.5重量份、多孔玻璃微珠20~30重量份。优选的，步骤b所述磁控溅射的真空度为2~10pa，直流负高压为2~3kv。优选的，所述zno基透明导电表层的厚度为200~400nm。优选的，步骤c所述外加电场的电压为110~130v，正负极板的距离为10~15cm，作用时间为5~7s。优选的，所述聚合物前驱液为聚甲基丙烯酸甲酯前驱液、聚苯乙烯前驱液、聚碳酸酯前驱液、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯前驱液中的一种。优选的，所述步骤d中，取向的高导热填料20~30重量份、聚合物前驱液70~80重量份。本发明上述内容还提出一种用于led灯封装材料的高导热塑料，先将立方氮化硅粉末配制成均匀分散液，再将耐高温的多孔玻璃微珠浸润在其中，进一步通过快速烧结制成透明立方氮化硅陶瓷包覆多孔玻璃微珠的复合颗粒，再利用磁控溅射镀上一层zno基透明导电薄层，然后置于外加电场中取向，使复合玻璃颗粒沿电场方向链状排布成阵列，浇注聚合物前驱液后经干燥、固化成型得到高导热塑料。通过在取向粒子多孔玻璃微珠内部原位生成透明的立方氮化硅陶瓷包覆，较常规玻璃微粉制备的封装材料散热性能更优良，且同时具备良好的透光性和力学强度，非常适用于led灯的封装材料。本发明的有益效果为：1.提出了一种用于led灯封装材料的高导热塑料。2.提出了一种用于led灯封装材料的高导热塑料的制备方法。3.本发明通过在取向粒子多孔玻璃微珠内部原位生成透明的立方氮化硅陶瓷包覆，制得的封装材料散热性能极好。4.本发明中通过添加了多空玻璃微珠并外加电场均匀分散，制得的封装材料具有良好的透光性、耐热性和力学强度，是非常优异的led灯封装材料。具体实施方式以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。实施例1a、将透明立方氮化硅粉末、分散剂、水搅拌混合，制成分散液，然后将耐高温的多孔玻璃微珠浸润于分散液中，再进行快速烧结，制成透明立方氮化硅陶瓷包覆多孔玻璃微珠的复合颗粒；b、以zno基透明材料为靶材，通过磁控溅射技术，在步骤a制得的复合颗粒的表面镀上一层zno基透明导电表层；c、将步骤b制得的材料置于外加电场中进行取向，制得取向的高导热填料；d、将步骤c制得的取向的高导热填料置于模具中，并浇注聚合物前驱液，经干燥和固化成型，制得用于led灯封装材料的高导热塑料。分散剂为乙撑基双硬脂酰胺；耐高温的多孔玻璃微珠的平均粒径为12μm，孔隙率为55%；聚合物前驱液为聚甲基丙烯酸甲酯前驱液；步骤a中各组分为：立方氮化硅粉末4重量份、分散剂0.8重量份、水70.2重量份、多孔玻璃微珠25重量份；步骤d中各组分为：取向的高导热填料25重量份、聚合物前驱液75重量份；磁控溅射的真空度为6pa，直流负高压为2kv；zno基透明导电表层的平均厚度为300nm；外加电场的电压为120v，正负极板的距离为13cm，作用时间为6s。实施例2a、将透明立方氮化硅粉末、分散剂、水搅拌混合，制成分散液，然后将耐高温的多孔玻璃微珠浸润于分散液中，再进行快速烧结，制成透明立方氮化硅陶瓷包覆多孔玻璃微珠的复合颗粒；b、以zno基透明材料为靶材，通过磁控溅射技术，在步骤a制得的复合颗粒的表面镀上一层zno基透明导电表层；c、将步骤b制得的材料置于外加电场中进行取向，制得取向的高导热填料；d、将步骤c制得的取向的高导热填料置于模具中，并浇注聚合物前驱液，经干燥和固化成型，制得用于led灯封装材料的高导热塑料。分散剂为油酸酰；耐高温的多孔玻璃微珠的平均粒径为5μm，孔隙率为50%；聚合物前驱液为聚苯乙烯前驱液；步骤a中各组分为：立方氮化硅粉末3重量份、分散剂0.5重量份、水76.5重量份、多孔玻璃微珠20重量份；步骤d中各组分为：取向的高导热填料20重量份、聚合物前驱液80重量份；磁控溅射的真空度为2pa，直流负高压为2kv；zno基透明导电表层的平均厚度为200nm；外加电场的电压为110v，正负极板的距离为10cm，作用时间为7s。实施例3a、将透明立方氮化硅粉末、分散剂、水搅拌混合，制成分散液，然后将耐高温的多孔玻璃微珠浸润于分散液中，再进行快速烧结，制成透明立方氮化硅陶瓷包覆多孔玻璃微珠的复合颗粒；b、以zno基透明材料为靶材，通过磁控溅射技术，在步骤a制得的复合颗粒的表面镀上一层zno基透明导电表层；c、将步骤b制得的材料置于外加电场中进行取向，制得取向的高导热填料；d、将步骤c制得的取向的高导热填料置于模具中，并浇注聚合物前驱液，经干燥和固化成型，制得用于led灯封装材料的高导热塑料。分散剂为聚乙二醇；耐高温的多孔玻璃微珠的平均粒径为20μm，孔隙率为60%；聚合物前驱液为聚碳酸酯前驱液；步骤a中各组分为：立方氮化硅粉末5重量份、分散剂1重量份、水64重量份、多孔玻璃微珠30重量份；步骤d中各组分为：取向的高导热填料30重量份、聚合物前驱液70重量份；磁控溅射的真空度为10pa，直流负高压为3kv；zno基透明导电表层的平均厚度为400nm；外加电场的电压为130v，正负极板的距离为15cm，作用时间为5s。实施例4a、将透明立方氮化硅粉末、分散剂、水搅拌混合，制成分散液，然后将耐高温的多孔玻璃微珠浸润于分散液中，再进行快速烧结，制成透明立方氮化硅陶瓷包覆多孔玻璃微珠的复合颗粒；b、以zno基透明材料为靶材，通过磁控溅射技术，在步骤a制得的复合颗粒的表面镀上一层zno基透明导电表层；c、将步骤b制得的材料置于外加电场中进行取向，制得取向的高导热填料；d、将步骤c制得的取向的高导热填料置于模具中，并浇注聚合物前驱液，经干燥和固化成型，制得用于led灯封装材料的高导热塑料。分散剂为聚乙烯蜡；耐高温的多孔玻璃微珠的平均粒径为8μm，孔隙率为52%；聚合物前驱液为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯前驱液；步骤a中各组分为：立方氮化硅粉末3重量份、分散剂0.6重量份、水74.4重量份、多孔玻璃微珠22重量份；步骤d中各组分为：取向的高导热填料22重量份、聚合物前驱液78重量份；磁控溅射的真空度为5pa，直流负高压为2kv；zno基透明导电表层的平均厚度为250nm；外加电场的电压为115v，正负极板的距离为12cm，作用时间为6s。实施例5a、将透明立方氮化硅粉末、分散剂、水搅拌混合，制成分散液，然后将耐高温的多孔玻璃微珠浸润于分散液中，再进行快速烧结，制成透明立方氮化硅陶瓷包覆多孔玻璃微珠的复合颗粒；b、以zno基透明材料为靶材，通过磁控溅射技术，在步骤a制得的复合颗粒的表面镀上一层zno基透明导电表层；c、将步骤b制得的材料置于外加电场中进行取向，制得取向的高导热填料；d、将步骤c制得的取向的高导热填料置于模具中，并浇注聚合物前驱液，经干燥和固化成型，制得用于led灯封装材料的高导热塑料。分散剂为乙撑基双硬脂酰胺；耐高温的多孔玻璃微珠的平均粒径为15μm，孔隙率为58%；聚合物前驱液为聚甲基丙烯酸甲酯前驱液；步骤a中各组分为：立方氮化硅粉末5重量份、分散剂1重量份、水68重量份、多孔玻璃微珠26重量份；步骤d中各组分为：取向的高导热填料26重量份、聚合物前驱液74重量份；磁控溅射的真空度为8pa，直流负高压为3kv；zno基透明导电表层的平均厚度为350nm；外加电场的电压为125v，正负极板的距离为14cm，作用时间为7s。对比例1a、以zno基透明材料为靶材，通过磁控溅射技术，在多孔玻璃微珠的表面镀上一层zno基透明导电表层；b、将步骤a制得的材料置于外加电场中进行取向，制得取向的高导热填料；c、将步骤b制得的取向的高导热填料置于模具中，并浇注聚合物前驱液，经干燥和固化成型，制得用于led灯封装材料的高导热塑料。耐高温的多孔玻璃微珠的平均粒径为12μm，孔隙率为55%；聚合物前驱液为聚甲基丙烯酸甲酯前驱液；步骤d中各组分为：取向的高导热填料25重量份、聚合物前驱液75重量份；磁控溅射的真空度为6pa，直流负高压为2kv；zno基透明导电表层的平均厚度为300nm；外加电场的电压为120v，正负极板的距离为13cm，作用时间为6s。上述实施例1~5及对比例1制得的高导热材料，测试其导热系数、透光率及抗冲击强度，测试表征的方法或条件如下：导热系数：采用导热系数测定仪qtm直接测定导热塑料的导热系数，表征其散热性能。透光率：采用ls116高精度透光率仪直接测定厚度为0.02mm导热塑料的透光率，表征其透光性能。抗冲击强度：将导热塑料热涂为长120mm、宽15mm、厚10mm的试样，在85℃下放置16h后，采用xcj-50型冲击试验机进行抗冲击试验，测定抗冲击强度，表征其力学性能。结果如表1所示。表1：测试项目实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5对比例1导热系数（w/m·k）1.221.331.241.241.310.88透光率（%）95.895.696.294.495.385.3抗冲击强度(j/m2)37.738.438.236.639.221.5当前第1页12