[发明专利]大功率LED用石墨烯导热硅脂及其制备方法

说明书

本发明涉及导热界面材料技术领域，尤其涉及大功率LED用石墨烯导热硅脂及其制备方法，大功率LED用石墨烯导热硅脂包括以下质量份的制备原料：去离子水100～300份、氧化石墨烯量子点0.1～2份、金属硫酸盐1～10份、28％浓度的氨水100～500份、偶联剂1～3份、乙醇100～300份、二甲基硅油40～85份、润湿剂1～2份。本发明的大功率LED用石墨烯导热硅脂的制备方法制备出的大功率LED用石墨烯导热硅脂，有优异的导热性能与稳定性，导热系数能达到10W/m·K，在200℃下老化1000h，其粘度变化最优能达到＜5％，可应用于大功率LED照明的界面导热层，同时也可以用于其他电子散热领域。

技术领域

本发明涉及导热界面材料技术领域，尤其涉及大功率LED用石墨烯导热硅脂及其制备方法。

背景技术

半导体LED(Light Emitting Diode)照明作为二十一世纪最具发展前景的高技术领域之一，与传统照明产业相比具有耗电量低、发光效率高、无污染、小巧灵活、工作电压低电流小、使用安全、使用寿命长等显著特点，目前已广泛应用于照明、交通信号灯系统，汽车的尾灯、刹车灯和方向灯、户外大屏幕信息显示和全彩色电视显示系统等。在LED产业快速发展的同时，LED照明产业发展的散热瓶颈问题日益凸显，由于LED光转换效率在20％～30％左右，剩余的输入电能转变成为热量，LED芯片区作为LED产品的产热区，LED芯片面积非常小，因此芯片散热是LED封装必须解决的关键问题，LED器件的如果不能及时将集聚在芯片的热量导出并散逸出去，将造成LED光输出效率降低、波长漂移、光衰加快和寿命缩短等问题。

石墨烯具有高导热系数(约5300W/m·K)特性，目前作为导热界面材料的中填充材料的银粉、氧化铝以及氧化硅等导热系数仅有几百甚至几十；将石墨烯与高分子复合，能得到高导热硅脂的石墨烯导热硅脂，以石墨烯导热硅脂替代目前LED照明灯具中所使用的导热硅脂，能够有效解决LED灯具的导热问题。但石墨烯与其他介质的相互作用较弱，在水及常用的有机溶剂中分散性相当的差，并且石墨烯片层间有较强的范德华力，容易产生团集，这需要对石墨烯进行有效地功能化或是表面改性。并且二维的石墨烯片层与片层之间的堆积容易产生空隙，所以仅在平面的导热系数很高，而纵向的导热系数并不强，因此需要使用导热粒子填补石墨烯片层之间的空隙，提高其纵向的导热系数，使石墨烯导热复合材料在各个方向都有较好的导热能力。但石墨烯片层之间范德华力较强，单纯的将石墨烯与导热粒子混合，很难将导热粒子插入到石墨烯片层之间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大功率LED用石墨烯导热硅脂及其制备方法，旨在解决现有技术的导热硅脂散热能力不佳的技术问题。

为实现上述目的，本发明的技术方式是：大功率LED用石墨烯导热硅脂，所述大功率LED用石墨烯导热硅脂包括以下质量份的制备原料：

进一步地，所述大功率LED用石墨烯导热硅脂包括以下质量份的制备原料：

进一步地，所述大功率LED用石墨烯导热硅脂包括以下质量份的制备原料：

优选地，所述的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷﹑γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷﹑γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或γ-巯丙基三乙氧基硅烷。

优选地，所述的润湿剂为二异丙基萘磺酸钠﹑1-正十二烷基氮杂环庚烷-2-酮﹑聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯或壬基酚聚氧乙烯醚。

优选地，所述二甲基硅油的粘度为300～1000cps。

优选地，所述氧化石墨烯量子点的厚度为0.34～1nm，片层直径为1～100nm。

优选地，所述金属硫酸盐为硫酸铝﹑硫酸锌或硫酸镁。