一种含改性六钛酸钾晶须-碳纳米管的pc-pet基led散热材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及导热工程塑料技术领域，尤其涉及一种含改性六钛酸钾晶须-碳纳米 管的PC-PET基LED散热材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] LED作为一代新型的光源，具有高效、节能、环保、使用寿命长、易于维护等等优点， 被预为可取代白炽灯和荧光灯的第三代光源，LED的出光效率及寿命与芯片的工作温度具 有直接的关系，散热问题是限制封装LED产品提高功率和发光效率的主要问题，解决LED散 热问题的有效方式就是利用高导热、高绝缘、高透过率的材料将热量快速的传递出去。 目前LED封装常用的散热材料主要为金属铝材或陶瓷材料，这些材料在实际使用过程 中均存在一些缺陷，比如铝基散热材料虽然具有较为优良的散热能力，但其存在成型工艺 周期长、本身具有导电性以及造型单一等问题，而陶瓷材料虽然绝缘，但比重大、成型难度 高，不利于批量生产，其应用也受到限制。
[0003] 复合导热塑料近年来逐渐开始受到业内关注，首先塑料本身具有良好的绝缘、轻 质、价廉、形状多样化等优势，在其中加入高导热性的填料后可获得较为满意的导热系数， 其较之铝基散热材料质量更轻，成型周期更短，由于高导热性的填料单价较贵，而现有的制 备工艺使得导热填料的利用率低，进一步提高了生产成本，因此，改善现有工艺，提高原料 的利用率是寇待结果的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种含改性六钛酸钾晶须-碳纳 米管的PC-PET基LED散热材料及其制备方法。
[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的： 一种含改性六钛酸钾晶须-碳纳米管的PC-PET基LED散热材料，该复合塑料由以下重量 份的原料制成:PC 40-50、PET 12-15、甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物4-5、六钛酸钾晶须8-10、多壁碳纳米管5-6、石墨烯1-2、纳米氧化镁20-24、乙酰丙酮锌0.1-0.2、六氟磷酸盐咪唑 类离子液体1-1.5、硅烷偶联剂1-2、抗氧剂0.5-0.6、光稳定剂0.1-0.2、去离子水30-40。
[0006] 所述的一种含改性六钛酸钾晶须-碳纳米管的PC-PET基LED散热材料及其制备方 法，所述的制备方法为： (1) 先将六氟磷酸盐咪唑类离子液体与去离子水混合，并油浴加热至50_60°C，随后恒 温搅拌混合25-30min，随后升温至70-80°C，投入六钛酸钾晶须、多壁碳纳米管、石墨烯，恒 温超声搅拌3_4h，搅拌结束后将所得物料完全干燥除去水分，所得粉体研磨分散后即得离 子液体改性六钛酸钾晶须/碳纳米管复合粉体； (2) 将PC、PET、甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物、纳米氧化镁、乙酰丙酮锌、抗氧剂、光稳 定剂以及0.8-1重量份的硅烷偶联剂高速搅拌混合均匀后一起投入双螺杆挤出机中造粒， 得到一次造粒料备用； (3) 将步骤(1)制备的复合粉体与剩余量的硅烷偶联剂搅拌混合均匀备用； (4) 将步骤(2)制备的一次造粒料通过主喂料口投入挤出机中，步骤(3)的复合粉体通 过侧喂料口加入挤出机中，挤出造粒、冷却，即得用于注塑成型的复合导热材料。
[0007] 本发明的优点是:本发明以PC、PET等高分子材料复合作为导热塑料基料，具有良 好的综合力学性能，绝缘耐热，安全阻燃，加入的纳米氧化镁粉体可以有效提高材料的导热 性，而其中掺混的经过离子液体改性的六钛酸钾晶须、碳纳米管、石墨烯等复合粉体相互间 分散结合紧密，具备卓越的导热系数，其表面活化能低，能与高分子塑料良好相容性，在基 料中形成高效的导热网络，从而获得良好的传热、散热效果，同时还提高了材料的力学性 能，更为经久耐用，这种复合散热材料在LED封装中具有广阔的应用空间。
【具体实施方式】
[0008] 该复合材料由以下重量份的原料制成:PC 40、PET 12、甲基丙烯酸酯丙烯酸酯共 聚物4、六钛酸钾晶须8、多壁碳纳米管5、石墨烯1、纳米氧化镁20、乙酰丙酮锌0.1、六氟磷酸 盐咪唑类离子液体1、硅烷偶联剂1、抗氧剂0.5、光稳定剂0.1、去离子水30。
[0009] 该复合塑料的制备方法为： (1) 先将六氟磷酸盐咪唑类离子液体与去离子水混合，并油浴加热至50°c，随后恒温搅 拌混合25min，随后升温至70°C，投入六钛酸钾晶须、多壁碳纳米管、石墨烯，恒温超声搅拌 3h，搅拌结束后将所得物料完全干燥除去水分，所得粉体研磨分散后即得离子液体改性六 钛酸钾晶须/碳纳米管复合粉体； (2) 将PC、PET、甲基丙烯酸酯丙烯酸酯共聚物、纳米氧化镁、乙酰丙酮锌、抗氧剂、光稳 定剂以及0.8重量份的硅烷偶联剂高速搅拌混合均匀后一起投入双螺杆挤出机中造粒，得 到一次造粒料备用； (3) 将步骤(1)制备的复合粉体与剩余量的硅烷偶联剂搅拌混合均匀备用； (4) 将步骤(2)制备的一次造粒料通过主喂料口投入挤出机中，步骤(3)的复合粉体通 过侧喂料口加入挤出机中，挤出造粒、冷却，即得用于注塑成型的复合导热材料。
[0010] 本实施例所制得的复合导热材料的性能测试结果为：
【主权项】
1. 一种含改性六钛酸钾晶须-碳纳米管的PC-PET基LED散热材料，其特征在于，该复合 塑料由以下重量份的原料制成:PC 40-50、PET 12-15、甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物4-5、 六钦酸钾晶须8_10、多壁碳纳米管5_6、石墨稀1_2、纳米氧化儀20-24、乙酰丙酮锌0.1_0.2、 六氟磷酸盐咪唑类离子液体1-1.5、硅烷偶联剂1-2、抗氧剂0.5-0.6、光稳定剂0.1-0.2、去 离子水30-40。2. 如权利要求1所述的一种含改性六钛酸钾晶须-碳纳米管的PC-PET基LED散热材料及 其制备方法，其特征在于，所述的制备方法为： (1) 先将六氟磷酸盐咪唑类离子液体与去离子水混合，并油浴加热至50_60°C，随后恒 温搅拌混合25-30min，随后升温至70-80°C，投入六钛酸钾晶须、多壁碳纳米管、石墨烯，恒 温超声搅拌3_4h，搅拌结束后将所得物料完全干燥除去水分，所得粉体研磨分散后即得离 子液体改性六钛酸钾晶须/碳纳米管复合粉体； (2) 将PC、PET、甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物、纳米氧化镁、乙酰丙酮锌、抗氧剂、光稳 定剂以及0.8-1重量份的硅烷偶联剂高速搅拌混合均匀后一起投入双螺杆挤出机中造粒， 得到一次造粒料备用； (3) 将步骤(1)制备的复合粉体与剩余量的硅烷偶联剂搅拌混合均匀备用； (4) 将步骤(2)制备的一次造粒料通过主喂料口投入挤出机中，步骤(3)的复合粉体通 过侧喂料口加入挤出机中，挤出造粒、冷却，即得用于注塑成型的复合导热材料。
【专利摘要】本发明公开了一种含改性六钛酸钾晶须-碳纳米管的PC-PET基LED散热材料及其制备方法，该复合塑料以PC、PET等高分子材料复合作为导热塑料基料，具有良好的综合力学性能，绝缘耐热，安全阻燃，加入的纳米氧化镁粉体可以有效提高材料的导热性，而其中掺混的经过离子液体改性的六钛酸钾晶须、碳纳米管、石墨烯等复合粉体相互间分散结合紧密，具备卓越的导热系数，其表面活化能低，能与高分子塑料良好相容性，在基料中形成高效的导热网络，从而获得良好的传热、散热效果，同时还提高了材料的力学性能，更为经久耐用，这种复合散热材料在LED封装中具有广阔的应用空间。
【IPC分类】C08K13/06, C08L69/00, H01L33/64, C08K7/08, C08K7/24, C08L33/10, C08L67/02, C08K9/06, C08K3/22, C08K9/04, C08K3/04
【公开号】CN105524447
【申请号】CN201610009126
【发明人】王小飞, 邹徳忠, 陈兴如, 何朝阳, 陈海华, 王品品
【申请人】中科电力装备科技有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2016年1月4日