[发明专利]配置添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的大功率LED灯头

说明书

技术领域

本发明涉及为道路照明设备配置的灯头装置，特别是涉及提高大功率LED灯头散热效率的方法，用该方法制备的大功率LED灯头，以及应用于其中的导热装置的制造方法。

背景技术

从节省能源和延长工作寿命的角度考虑，现有技术用于道路照明设备的灯头装置，例如路灯的灯头，已经越来越普遍地使用大功率LED作为光源。大功率LED作为半导体元器件，对工作温度很敏感。如果大功率LED长时间地处在高于设计工作温度的环境中，将严重影响其稳定性和使用寿命。大功率LED发光体在正常工作过程中自身在发光的同时产生的大量热量是影响其稳定性和使用寿命的主要因素，如不及时将大功率LED发光体自身产生的热量导走散去，该大功率LED发光体芯片将迅速老化烧毁。因此，散热是大功率LED路灯在推广中遇到的一个瓶颈问题。

目前在大功率LED灯头设计上所采用的散热方式主要有两种。一种散热方式是单纯采用整体铝散热鳍片进行散热，即将大功率LED芯片安装在一块散热基板的一面，在该散热基板另一面设置有多个散热鳍片。这种方法的缺点是为了提高散热效果而任意增加所述散热鳍片的大小，以增加散热面积。这种设计往往使产品重量过重，而由于热传导问题没有根本解决，散热效果反而没有明显的提高；而且很容易在所述散热鳍片之间的槽内积聚尘土，鸟粪等杂物，致使风阻很大，尤其是冬天在北方容易积水结冰，会造成一定的风险。另一种散热方式是采用分散散热方式，即将上一种方式的一块散热基板分成几块安装有散热鳍片的散热基板。这种散热方式产品重量减轻了许多，整体散热面积够，但有效散热面积不够，因为导热的通道很小，只能通过连接各散热鳍片的筋条传导热量，不利于热量的迅速传导。上述两种散热方式的共同缺陷是，它们都是借助散热基板吸收大功率LED发光体发出的热量，借助散热鳍片散发热量，但是缺少能够迅速把散热基板的热量传导给散热鳍片的手段，上述第一种方法是通过散热鳍片与散热基板的接触实现热传导；上述第二种方法是通过散热鳍片与散热基板接触，以及与散热鳍片和散热基板都连接接触的筋条实现热传导。但是这两种方式都不能将散热基板上集聚的热量传导至散热鳍片，造成聚集在散热基板上的热量远远大于被传导至散热鳍片上的热量。所以，现有技术上述两种散热方式都不能从本质上解决大功率LED灯头的散热问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出一种导热性能高的添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的制备方法，并且提出应用该导热管的模块化大功率LED灯头及其制造方法，创造出一种不同于现有技术的散热方式，使各模块散热基板上的热量快速传导至散热鳍片上，从本质上解决大功率LED灯头的散热问题。

本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：

实施一种添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的制备方法，所述导热管用于快速传导热量。所述方法包括如下步骤：

A.按照碳纳米管材料在同环氧树脂复合的材料中所占质量百分比是3.0％至10.0％的组分要求，在丙酮溶剂中加入所述碳纳米管材料并借助超声波使之分散；

B.继步骤A之后，在所述碳纳米管材料和丙酮的混合溶液中按所述组分要求加入粘稠状态的环氧树脂，并继续借助超声波使之分散；

C.俟溶剂挥发后进行抽真空脱气处理；

D.加入固化剂，将上述添加了碳纳米管材料的环氧树脂注入模具中固化成型。

在实施步骤B时，针对不同产品的具体要求，添加适量的增塑剂、抗老化剂和/或着色剂。

所述碳纳米管材料包括单壁碳纳米管材料和多壁碳纳米管材料。

步骤A所述碳纳米管材料是通过电弧放电法、激光烧蚀法或者化学气相沉积法的初步提取后，再经过纯化工艺制备而成。所述纯化工艺是指改变合成条件以使所述碳纳米管增加到可分离的程度从而除去无定型碳、碳纳米颗粒和催化剂颗粒的处理方法，或者是指使用氧化剂将附着在碳纳米管壁上的碳纳米颗粒氧化除掉的处理方法；所述功能化改性是指用氧化的方法制备端基为羧基基团的碳纳米管，进而使羧基经过缩合反应转化为可以与聚合物基体相容或与聚合物基体反应的基团。

本发明解决所述技术问题还可以通过采用以下技术方案来实现：

实施一种用于道路照明的大功率LED灯头的制造方法，包括如下步骤：

A.在一块电路板上焊接至少一个大功率LED发光体，并将该电路板紧贴在散热基板上，务使各LED发光体的热量迅速传导至所述散热基板，而在该散热基板的另一面则安装散热鳍片；