[发明专利]散热材料以及LED灯具

说明书

技术领域

本发明涉及散热技术领域，特别是涉及一种散热材料以及LED灯具。

背景技术

LED产业的快速发展，大大拉动了上游材料业的发展，也进一步促进了高端材料领域的突破。其中，LED灯具中会用到大量的散热材料，包括LED晶片的封装元件、LED光学透镜、光散射元件、高效散热元件、光反射和光漫射板等。

一直以来，散热不良会导致电源损坏、光衰加快、寿命减短等问题，始终是LED照明系统性能提升的重中之重。传统的三种用于LED散热器的材料，包括铝材、塑料和陶瓷，三者各有优劣，但依然无法同时满足LED散热器材料所需的绝缘性好、膨胀系数低、导热系数大、散热效果好、质轻和机械性能好的优点。

例如，中国专利201310313412.6公开了一种镁合金LED灯泡散热器压铸件及其制造方法，具体公开本发明提供一种镁合金LED灯泡散热器压铸件，该压铸件成分按重量％为：Al1.7～2.5、Zn≤0.2、Mn≥0.2、Cu≤0.008、Fe≤0.004、Ni≤0.001、Si≤0.05其他杂质之和0.01，Mg余量。同时提供一种镁合金LED灯泡散热器压铸件的制造方法。本发明的效果是通过使用该种成分的镁合金来制造LED灯泡散热器，使得LED照明灯泡具有良好的散热性能，重量明显减轻，工艺简单、尺寸精度高，通过散热性试验结果表明，相同试验条件下，该镁合金与AZ31镁合金相比较结温下降了1～2℃，相当于LED寿命延长了4～16％，光通量衰减减缓1％～2％。降低了LED照明装置的制造成本和用户的使用成本。然而，上述专利公开的材料依然存在绝缘性差，不易过安规以及质量较重的缺陷。

又如，中国专利201110043870.3公开了一种导热型热固性模塑复合材料及其用途，具体公开本发明公开了一种导热型热固性模塑复合材料及其用途，其基本组份及其重量百分含量为(1)热固性基体树脂15-65％；(2)导热性填料20-80％，该填料的导热系数大于1W/m.℃；(3)其他添加剂，如增韧剂，增强剂，稳定剂等。本发明还公开了前述导热型热固性模塑复合材料用于制备LED照明散热件，其成型温度可控制至低于通常进行焊锡作业的220℃，使得LED灯和散热器的组装工艺可以和热固性材料散热器的成型工艺合二为一，可以将LED灯的基板面或导热金属支架直接与导热材料相连接，其成型模具和其辅助系统具有能有效隔热控温和易清洁的特点，能有效降低LED灯的加工和制成成本，提高LED散热器的散热能力，从而降低LED器件的运行温度。然而，上述专利公开的材料依然存在导热系数较小和膨胀系数高的缺陷。

又如，中国专利03126663.0公开了一种一种改进型6063铝合金材料，具体公开本发明公开了一种改进型6063铝合金材料，该材料是在原6063铝合金中添加有重量百分含量为0.11～0.2％的混合稀土元素La和Ce，其中稀土元素La的添加量为0.036～0.14％。稀土元素在铝合金中的应用结果表明，在铝合金中添加适量稀土可以改善机械、物理及工艺性能，表现为净化、强化和细化，在半导体和空调机及冷凝蒸发器器件使用本发明材料制作的散热器，有良好的可挤压性及导电导热性能。然而，上述专利公开的材料依然存在绝缘性差，不易过安规，散热性能不够理想和质量较重的缺陷。

发明内容

基于此，有必要提供一种绝缘性好、膨胀系数低、导热系数大、散热效果好和质轻的散热材料以及LED灯具。

一种散热材料，包括：依次贴附的绝缘层、导热层、传热层、散热层和保护层，

所述绝缘层包括如下质量份的各组分：碳化硅40份～70份，三氧化二铝13份～55份，二氧化硅2份～15份，粘结剂3份～25份，高岭土2份～20份，氧化镁0.5份～2份，东阳土0.5份～2份，轻质钙0.5份～2份和稀土氧化物0.2份～0.5份；

所述导热层包括如下质量份的各组分：石墨烯80份～95份，碳纳米管0.1份～20份和纳米碳纤维0.1份～20份；

所述散热层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；

所述保护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1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～1份。