一种节能LED高导热塑料的制备方法与流程

本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种具有节能作用的高导热led塑料的制备方法。

背景技术：

led作为一种新型光源，与传统光源相比有着体积小、寿命长、出光率高、响应速度快、驱动电压低、抗震能力卓越等优势。但随着科学技术的发展，对led材料提出了更高的要求，不仅要求满足自身照明需求，同时还要求其更加节能环保。基于此，本发明提出一种在制备led塑料灯罩时添加节能材料，即长余辉荧光粉，其是一类吸收激发光能并贮存起来，光激发停止后再把贮存的能量以光的形式慢慢释放出来，可持续几个甚至十几个小时发光的材料。该材料不消耗电能，是一种“绿色”光源材料，当其亮度不足以满足照明需求时，通过启动led驱动，再进行led照明，这将大大节能了电能。为进一步提高长余辉荧光粉的使用寿命与加工性，本发明专利还将长余辉荧光粉进行表面处理，其作用是避免了荧光粉直接加入高分子材料中塑化易导致荧光粉与金属接触使制品发黑，影响其发光性能的问题，同时还能够提高荧光粉与高分子材料的互溶性，避免团聚分散不均匀。

除了节能环保外，led在工作过程中有10％～20％的电能转化为光能，其余的则转化为热能，因此散热是制约led能否广泛应用的关键问题之一。由于纯的塑料导热系数低，远不及金属和陶瓷，但是由于金属的成本高，陶瓷易碎，产生了兼具导热性、韧性、耐冲击性、重量轻、易加工的散热塑料。但是目前散热塑料散热性依然较差，还存在散热填料易团聚，与塑料基体之间的界面结合性能差的问题，使得散热塑料的机械性能较差，只能用在较为低端功率较小的产品上，因此需要改进散热塑料的性能，来适应led灯的不断发展。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提出一种在制备led塑料灯罩时添加节能材料，即长余辉荧光粉，其是一类吸收激发光能并贮存起来，光激发停止后再把贮存的能量以光的形式慢慢释放出来，可持续几个甚至十几个小时发光的材料。该材料不消耗电能，是一种“绿色”光源材料，当其亮度不足以满足照明需求时，通过启动led驱动，再进行led照明，这将大大节能了电能；为进一步提高长余辉荧光粉的使用寿命与加工性，本发明专利还将长余辉荧光粉进行表面处理，其作用是避免了荧光粉直接加入高分子材料中塑化易导致荧光粉与金属接触使制品发黑，影响其发光性能的问题，同时还能够提高荧光粉与高分子材料的互溶性，避免团聚分散不均匀。此外，为改善led灯散热，本发明还在节能基础上，提供一种led的高导热塑料的生产工艺，制备的塑料具有较好的导热性能，应用更加安全方便。

为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种节能led高导热塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）节能材料的表面处理：

将节能材料分散在浓度为1～5%的正硅酸乙酯溶液中，溶剂组成为1:1～3的水与无水乙醇，用氨水调节ph为9～10，在50～70℃下搅拌反应0.5～2h，静置2h，洗涤3次，除去表面杂质，抽滤，在100℃下干燥备用；

（2）导热填料的表面处理：

将导热填料分散到含有kh550的水与无水乙醇的混合溶液中，水与无水乙醇的比为1:10，用冰醋酸调节ph为3～5，搅拌反应1～2h，静置2h，洗涤3次，除去表面杂质，抽滤，在100℃下干燥备用；

（3）混合加料：

将30～50份的表面处理后的节能材料、1～10份表面处理后的导热填料与100份的光学聚丙烯熔融混合得到节能导热复合母粒；将节能导热复合母粒与0.5～5份的增强剂、2～5份的稳定剂、1～6份的润滑剂混合均匀，加入到双螺旋挤出机筒体进行造粒，将造粒后所得粒子在100℃下烘2～3h后进行注塑，得到节能led高导热塑料。

进一步，上述所述的节能材料为长余辉荧光粉，具体为sral2o4:eu,dy，caal2o4:eu,dy，sr4al14o15:eu,dy，sr2mgsi2o7:eu,dy，ca2mgsi2o7:eu,dy，mgsio3:mn,eu,dy，mgsno4:mn，zn3ga2ge2o10:cr中的一种或几种组合。

进一步，上述所述的导热填料为bn、aln、al2o3中的一种或几种组合。

进一步，上述所述的增强剂为邻苯二甲酸二辛酯，稳定剂为硬脂酸钡，润滑剂为油酰胺。

本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明的一种节能led高导热塑料，采用长余辉荧光粉作为节能材料，其在日光照射下，吸收光能并存储，在没有光照下，释放出光能，当其光能不足以照明时，再启动led照明，这将大大节省电能；同时，为提高长余辉荧光粉的使用寿命与加工性，本发明还将长余辉荧光粉进行表面处理，避免了荧光粉直接加入高分子材料中塑化易导致荧光粉与金属接触使制品发黑，影响其发光性能的问题，同时还能够提高荧光粉与高分子材料的互溶性，避免团聚分散不均匀。

（2）本发明为改善led灯散热问题，还在节能基础上，提供一种led的高导热塑料的生产工艺，将表面处理的导热填料添加到塑料中，制备的塑料具有较好的导热性能，应用更加安全方便。

说明附图

图1为节能led高导热塑料制备工艺流程图。

具体实施方式

现结合实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

一种节能led高导热塑料的制备方法，包括如下步骤：

（1）节能材料的表面处理：

将sral2o4:eu,dy分散在浓度为1%的正硅酸乙酯溶液中，溶剂组成为1:1的水与无水乙醇，用氨水调节ph为9～10，在50℃下搅拌反应1h，静置2h，洗涤3次，除去表面杂质，抽滤，在100℃下干燥备用；

（2）导热填料的表面处理：

将bn分散到含有kh550的水与无水乙醇的混合溶液中，水与无水乙醇的比为1:10，用冰醋酸调节ph为3～5，搅拌反应1h，静置2h，洗涤3次，除去表面杂质，抽滤，在100℃下干燥备用；

（3）混合加料：

将30份的表面处理后的sral2o4:eu,dy、1份表面处理后的bn与100份的光学聚丙烯熔融混合得到节能导热复合母粒；将节能导热复合母粒与0.5份的邻苯二甲酸二辛酯、2份的硬脂酸钡、1份的油酰胺混合均匀，加入到双螺旋挤出机筒体进行造粒，将造粒后所得粒子在100℃下烘2h后进行注塑，得到节能led高导热塑料。

实施例2

一种节能led高导热塑料的制备方法，包括如下步骤：

（1）节能材料的表面处理：

将caal2o4:eu,dy，分散在浓度为3%的正硅酸乙酯溶液中，溶剂组成为1:2的水与无水乙醇，用氨水调节ph为9～10，在70℃下搅拌反应0.5h，静置2h，洗涤3次，除去表面杂质，抽滤，在100℃下干燥备用；

（2）导热填料的表面处理：

将aln分散到含有kh550的水与无水乙醇的混合溶液中，水与无水乙醇的比为1:10，用冰醋酸调节ph为3～5，搅拌反应2h，静置2h，洗涤3次，除去表面杂质，抽滤，在100℃下干燥备用；

（3）混合加料：

将40份的表面处理后的caal2o4:eu,dy、2份表面处理后的aln与100份的光学聚丙烯熔融混合得到节能导热复合母粒；将节能导热复合母粒与1份的邻苯二甲酸二辛酯、2份的硬脂酸钡、6份的油酰胺混合均匀，加入到双螺旋挤出机筒体进行造粒，将造粒后所得粒子在100℃下烘2.5h后进行注塑，得到节能led高导热塑料。

实施例3

一种节能led高导热塑料的制备方法，包括如下步骤：

（1）节能材料的表面处理：

将sr4al14o15:eu,dy，分散在浓度为5%的正硅酸乙酯溶液中，溶剂组成为1:3的水与无水乙醇，用氨水调节ph为9～10，在70℃下搅拌反应2h，静置2h，洗涤3次，除去表面杂质，抽滤，在100℃下干燥备用；

（2）导热填料的表面处理：

将al2o3分散到含有kh550的水与无水乙醇的混合溶液中，水与无水乙醇的比为1:10，用冰醋酸调节ph为3～5，搅拌反应1.5h，静置2h，洗涤3次，除去表面杂质，抽滤，在100℃下干燥备用；

（3）混合加料：

将50份的表面处理后的sr4al14o15:eu,dy、10份表面处理后的al2o3与100份的光学聚丙烯熔融混合得到节能导热复合母粒；将节能导热复合母粒与5份的邻苯二甲酸二辛酯、3份的硬脂酸钡、1份的油酰胺混合均匀，加入到双螺旋挤出机筒体进行造粒，将造粒后所得粒子在100℃下烘3h后进行注塑，得到节能led高导热塑料。

实施例4

一种节能led高导热塑料的制备方法，包括如下步骤：

（1）节能材料的表面处理：

将sr2mgsi2o7:eu,dy，分散在浓度为4%的正硅酸乙酯溶液中，溶剂组成为1:3的水与无水乙醇，用氨水调节ph为9-10，在55℃下搅拌反应2h，静置2h，洗涤3次，除去表面杂质，抽滤，在100℃下干燥备用；

（2）导热填料的表面处理：

将aln、bn分散到含有kh550的水与无水乙醇的混合溶液中，水与无水乙醇的比为1:10，用冰醋酸调节ph为3～5，搅拌反应2h，静置2h，洗涤3次，除去表面杂质，抽滤，在100℃下干燥备用；

（3）混合加料：

将45份的表面处理后的sr2mgsi2o7:eu,dy、8份表面处理后的aln、bn与100份的光学聚丙烯熔融混合得到节能导热复合母粒；将节能导热复合母粒与5份的邻苯二甲酸二辛酯、5份的硬脂酸钡、3份的油酰胺混合均匀，加入到双螺旋挤出机筒体进行造粒，将造粒后所得粒子在100℃下烘3h后进行注塑，得到节能led高导热塑料。

实施例5

一种节能led高导热塑料的制备方法，包括如下步骤：

（1）节能材料的表面处理：

将ca2mgsi2o7:eu,dy，分散在浓度为3%的正硅酸乙酯溶液中，溶剂组成为1:2的水与无水乙醇，用氨水调节ph为9～10，在65℃下搅拌反应1.5h，静置2h，洗涤3次，除去表面杂质，抽滤，在100℃下干燥备用；

（2）导热填料的表面处理：

将bn、al2o3分散到含有kh550的水与无水乙醇的混合溶液中，水与无水乙醇的比为1:10，用冰醋酸调节ph为3～5，搅拌反应2h，静置2h，洗涤3次，除去表面杂质，抽滤，在100℃下干燥备用；

（3）混合加料：

将50份的表面处理后的ca2mgsi2o7:eu,dy、9份表面处理后的bn、al2o3与100份的光学聚丙烯熔融混合得到节能导热复合母粒；将节能导热复合母粒与3份的邻苯二甲酸二辛酯、3份的硬脂酸钡、2份的油酰胺混合均匀，加入到双螺旋挤出机筒体进行造粒，将造粒后所得粒子在100℃下烘3h后进行注塑，得到节能led高导热塑料。

实施例6

一种节能led高导热塑料的制备方法，包括如下步骤：

（1）节能材料的表面处理：

将mgsio3:mn,eu,dy、sral2o4:eu,dy，分散在浓度为3%的正硅酸乙酯溶液中，溶剂组成为1:2的水与无水乙醇，用氨水调节ph为9～10，在65℃下搅拌反应1.5h，静置2h，洗涤3次，除去表面杂质，抽滤，在100℃下干燥备用；

（2）导热填料的表面处理：

将aln、al2o3分散到含有kh550的水与无水乙醇的混合溶液中，水与无水乙醇的比为1:10，用冰醋酸调节ph为3～5，搅拌反应2h，静置2h，洗涤3次，除去表面杂质，抽滤，在100℃下干燥备用；

（3）混合加料：

将50份的表面处理后的mgsio3:mn,eu,dy、sral2o4:eu,dy、10份表面处理后的aln、al2o3与100份的光学聚丙烯熔融混合得到节能导热复合母粒；将节能导热复合母粒与3份的邻苯二甲酸二辛酯、3份的硬脂酸钡、2份的油酰胺混合均匀，加入到双螺旋挤出机筒体进行造粒，将造粒后所得粒子在100℃下烘3h后进行注塑，得到节能led高导热塑料。

实施例7

一种节能led高导热塑料的制备方法，包括如下步骤：

（1）节能材料的表面处理：

将zn3ga2ge2o10:cr、sral2o4:eu,dy，caal2o4:eu,dy，分散在浓度为3%的正硅酸乙酯溶液中，溶剂组成为1:2的水与无水乙醇，用氨水调节ph为9～10，在65℃下搅拌反应1.5h，静置2h，洗涤3次，除去表面杂质，抽滤，在100℃下干燥备用；

（2）导热填料的表面处理：

将bn、al2o3分散到含有kh550的水与无水乙醇的混合溶液中，水与无水乙醇的比为1:10，用冰醋酸调节ph为3～5，搅拌反应2h，静置2h，洗涤3次，除去表面杂质，抽滤，在100℃下干燥备用；

（3）混合加料：

将50份的表面处理后的zn3ga2ge2o10:cr、sral2o4:eu,dy，caal2o4:eu,dy、6份表面处理后的bn、al2o3与100份的光学聚丙烯熔融混合得到节能导热复合母粒；将节能导热复合母粒与3份的邻苯二甲酸二辛酯、3份的硬脂酸钡、2份的油酰胺混合均匀，加入到双螺旋挤出机筒体进行造粒，将造粒后所得粒子在100℃下烘3h后进行注塑，得到节能led高导热塑料。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。