专利名称：配置添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的大功率led灯头的制作方法
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；B.用添加碳纳米管材料的环氧树脂复合材料制造至少一根导热管，在所述碳纳米 管-环氧树脂复合材料中，所述碳纳米管材料所占质量百分比是3.0%至10.0%;用所述添 加碳纳米管材料的环氧树脂导热管将散热基板与散热鳍片联结，使所述散热基板上的热量 借助所述导热管迅速传导至各散热鳍片；从而制成一个大功率LED灯模块；C.将至少一个所述大功率LED灯模块安装在一个罩壳或者框架内，同时配置必要 的电源和控制模块，制成大功率LED灯头。所述步骤B还包括如下分步骤Bi.将所述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管被做成由两段直管和一段弯管联 结一体成型的“U”形管；B2.在所述散热基板未紧贴大功率LED电路板的一面铣出至少一道沟槽，在各散 热鳍片中部冲压出通孔；B3.将所述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的一段直管嵌入所述散热基板上 相应的沟槽内，并借助钎焊联结固定；各散热鳍片以自身的通孔套于所述添加碳纳米管材 料的环氧树脂导热管的另一段直管上，且均勻布置各散热鳍片，通过钎焊将所述各散热鳍 片和添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管联结为一体。按照所述分步骤Bl制造四根添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管。在所述分步 骤B2中，在所述散热基板上铣出两道沟槽，各散热鳍片中部冲压出两通孔。在所述分步骤B3中，在每道沟槽的两端分别嵌入并借助钎焊联结一根添加碳纳米管材料的环氧树脂导热 管的一段直管，并且令该导热管的弯管位于沟槽的端部；将所述散热鳍片骑跨在散热基板 上，在两沟槽同一端部的两添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的各自另一段直管借助相 应通孔分别穿过同一散热鳍片相应的两通孔并与该散热鳍片通过钎焊联结。本发明解决所述技术问题也可以通过采用以下技术方案来实现设计、制造一种用于道路照明的大功率LED灯头，尤其是，包括被一罩壳或者框架 固定的至少一个大功率LED灯模块。该大功率LED灯模块包括焊接有至少一个大功率LED 发光体的电路板、散热基板、散热鳍片和添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管；在制成所 述导热管的碳纳米管材料和环氧树脂的复合材料中，所述碳纳米管材料所占质量百分比是 3.0%至10.0%。所述散热基板的一面紧贴所述电路板，使焊接在该电路板上的各大功率 LED发光体的热量能够传导至散热基板上；所述散热基板的另一面固定安装散热鳍片；所 述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管联结散热鳍片和散热基板，使所述散热基板上的热 量通过添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管传导至各散热鳍片。所述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管是由两段直管和一段弯管联结一体成 型的“U”形管；在所述散热基板未紧贴电路板的一面设置至少一道沟槽，在各散热鳍片上 设置至少一个通孔；所述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的一段直管嵌入相应的沟槽 中，所述各散热鳍片则以自身的通孔套于所述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的另一 段直管上，并且联结为一体。所述大功率LED灯模块设置有四根添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管，在所述 散热基板上设置有两道沟槽，所述散热鳍片上各自设置有两个通孔；每道沟槽之两半部分 分别嵌入并联结一根添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的一段直管，并且令该导热管的 弯管位于所述沟槽的端部；所述散热鳍片骑跨在散热基板上，在两沟槽同一端部的两添加 碳纳米管材料的环氧树脂导热管的各自另一段直管则分别穿越同一散热鳍片上之两相应 通孔并与该散热鳍片联结。同现有技术相比较，本发明“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”的技术效果在于1.利用碳纳米管的高导热率特性，将其与具有优良机械性能、绝缘性能、耐腐蚀性 能、可粘结性能和低收缩性能的环氧树脂结合成为导热管的制造材料，使所述添加碳纳米 管材料的环氧树脂导热管既具有优良的导热性能又能够安装于大功率LED灯头，为改变现 有技术大功率LED灯头散热提供了前提条件；2.利用所述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的高导热率性能，使散热基板上 的热量能够迅速传导至散热鳍片上，令热量不会聚集在散热基板上，从本质上解决了现有 技术大功率LED灯头的散热问题，是传统散热方式的更新换代；3.随着全新的大功率LED路灯散热理念——碳纳米管散热理念的付诸实施，完全 解决了因散热不良引起大功率LED灯头的光衰问题，使大功率以及超大功率LED路灯步入 真正意义上的超亮度前进之路；4.本发明采用模块化设计的大功率LED灯头，提高了散热效率，使所述大功率LED 灯头具有了可延伸性，所述灯头可以根据需要方便地进行扩展和缩减。5.使用添加碳纳米管材料的环氧树脂合成材料制造导热管，使大功率LED灯头更加轻便，安装更加简单易行。
图1是本发明大功率LED灯头优选实施例的正投影主视示意图；图2是所述优选实施例的正投影仰视示意图；图3是所述优选实施例的轴测投影示意图；图4是所述优选实施例的大功率LED灯模块10的正投影主视示意图；图5是所述优选实施例的散热基板40的正投影俯视示意图；图6是所述优选实施例的碳纳米管_环氧树脂导热管60的正投影主视示意图；图7是所述优选实施例的散热鳍片50的正投影左视示意图；图8是所述安装一片所述散热鳍片50时的大功率LED灯模块10的正投影主视示 意图。
具体实施例方式以下结合附图所示优选实施例作进一步详述。碳纳米管Carbon Nanometer Tube，简写为CNT，是由石墨层卷曲而成的无缝纳米 级管状晶体，包括被简写为SWCNT的单壁碳纳米管Single Walled Carbon Nanometer Tube 和被简写为MWCNT的多壁碳纳米管Multi-Walled Carbon Nanometer Tube。SWCNT可以看 作是由石墨的片层卷曲而成，MWCNT是由许多单壁层壳组成。SffCNT的直径一般为1 6nm， 最小直径大约为0. 5nm,与C36分子的直径相当，但SWCNT的直径大于6nm以后特别不稳定， 会发生SWNT管的塌陷，长度则可达几百纳米到几个微米。因为SWCNT的最小直径与富勒烯 分子类似，故也有人称其为巴基管或富勒管。MWCNT的层间距约为0. 34nm，直径在几个纳米 到几十纳米，长度一般在微米量级，最长者可达数毫米。碳纳米管可用于填充一些元素或化 合物，以制备具有特殊性能的杂化纳米材料。从结构上看，所述碳纳米管包括椅形单壁碳纳 米管、Z字形单壁碳纳米管、手形单壁碳纳米管和螺旋状碳纳米管。所述碳纳米管的端点有 封闭的，也有开口的。碳纳米管具有良好的传热性能，由于其具有非常大的长径比，因而其 沿着长度方向的热交换性能很高，相对的其垂直方向的热交换性能较低，通过合适的取向， 碳纳米管可以合成高各向异性的热传导材料。另外，碳纳米管有着较高的热导率，只要在复 合材料中掺杂微量的碳纳米管，该复合材料的热导率将会可能得到很大的改善。碳纳米管 还具有光学和储氢等其他良好的性能，正是这些优良的性质使得碳纳米管被认为是理想的 聚合物复合材料的增强材料。碳纳米管的制备主要有三种方法电弧放电法、激光烧蚀法和化学气相沉积法。电 弧放电法和激光烧蚀法都涉及到从固体碳蒸发得到热的气相碳原子的缩合反应。化学气相 沉积是催化分解含碳物质，然后沉积到基质上或在基质上生长。与其他两种方法相比较，化 学气相沉积法可以更好地控制纳米管的长度和结构，其制备过程也最容易扩大到工业生产 的规模。已经有公司利用化学气相沉积法生产碳纳米管商品。现有技术制备碳纳米管的方法都不能制备具有统一直径和长度等结构特征的高 纯碳纳米管。特别是，制备出的碳纳米管往往含有一定量的无定型碳、碳纳米粒子及催化剂 颗粒等杂质，这些杂质的存在直接影响其本身性能和复合材料的性能，因此使用前一般要经过纯化处理。纯化碳纳米管的方法有两个途径一是改变合成条件，使碳纳米管增加到可 分离的程度；二是采用合适的氧化剂将其附着在管壁四周的碳纳米颗粒氧化除掉，从而只 剩下碳纳米管。就目前技术条件而言，改变合成条件，碳纳米颗粒仍不能完全从碳纳米管中 清除，因而采用第二种途径来处理是可取的。氧化方法可以采用氧气氧化法、二氧化碳氧化 法、硝酸氧化法、混酸氧化法、重铬酸钾氧化法等。碳纳米管的局部应力使其与片层石墨相 比化学性质更活泼，因此可以通过化学反应对其进行功能化改性。碳纳米管的功能化改性 能提高其在溶液和聚合物基体中的分散性，并且可以提高其与聚合物基体之间的界面相容 性，这为制备高性能工程用复合材料创造了前提。用氧化的方法制备端基为羧基基团的碳 纳米管，进而羧基可以缩合反应转化为其他可以与聚合物基体相容或与聚合物基体反应的 基团，达到控制聚合物和纳米管两者界面、分散应力制备优良力学性能复合材料的目的。环氧树脂是一种常见的工程材料，具有优良的机械性能、绝缘性能、耐腐蚀性能、 黏接性能和低收缩性能。由于它的制品综合性能优于其他树脂，所以其应用领域极其广泛， 如可用其制备涂料、浇注料、塑封料、层压料、粘接剂等。在化工、机电、交通运输、国防建设 各个国民经济部门中应用极广，作用很大，是一种不可缺少的重要化工材料。近年来高科技 的发展，对环氧树脂材料提出了更高的要求，如提高和改善其力学性能、热性能、电性能等， 做到取长补短，制备具有理想性能的环氧树脂材料。环氧树脂与碳纳米管复合能够较大幅 度提高性能和改善环氧树脂固有的弱点，成为含碳纳米管聚合物基复合材料研究的热点之一。常见的聚合物/碳纳米管复合材料的制备方法包括溶液共混、熔融共混和原位聚 合等。近年来发展了乳胶技术、固态剪切研磨、凝沉纺丝等新的制备聚合物/碳纳米管复合 材料的方法。本发明利用碳纳米管的高导热性能和环氧树脂的上述优良特性，提出一种制备碳 纳米管_环氧树脂复合材料的方法并进而用该材料制成可以用于大功率LED灯头的导热 管，即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。如上所述，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 经过纯化工艺和功能化改性制备而成；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。碳纳米管材料散热与传统采用的铝散热器比较，具有导热效率高、导热速度快、重 量轻等许多优势，它将是不久将来LED散热的绝佳方式，为大功率LED路灯散热打通了前行 之路，是大功率LED灯散热的一次革命。本发明将上述碳纳米管-环氧树脂导热管用于解决大功率LED灯头的散热问题， 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；B.用添加碳纳米管材料的环氧树脂复合材料制造至少一根导热管，在所述碳纳米 管_环氧树脂复合材料中，所述碳纳米管材料所占质量百分比是3. 0%至10. 0% ；用所述添 加碳纳米管材料的环氧树脂导热管将散热基板与散热鳍片联结，使所述散热基板上的热量 借助所述导热管迅速传导至各散热鳍片；从而制成一个大功率LED灯模块；C.将至少一个所述大功率LED灯模块安装在一个罩壳或者框架内，同时配置必要 的电源和控制模块，制成大功率LED灯头。所述步骤B还包括如下分步骤Bi.所述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管被做成由两段直管和一段弯管联结 一体成型的“U”形管；B2.在所述散热基板未紧贴大功率LED电路板的一面铣出至少一道沟槽，在各 散热鳍片中部冲压出通孔；所述沟槽的横截面可以是半圆形、矩形或者是上窄下宽的燕尾 形；B3.将所述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的一段直管嵌入所述散热基板上 相应的沟槽内，并借助钎焊联结固定；各散热鳍片以自身的通孔套于所述添加碳纳米管材 料的环氧树脂导热管的另一段直管上，且均勻布置各散热鳍片，通过钎焊将所述各散热鳍 片和添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管联结为一体。按照所述分步骤Bl制造四根添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管；在所述分步 骤B2中，在所述散热基板上铣出两道沟槽，各散热鳍片中部冲压出两通孔；在所述分步骤 B3中，在每道沟槽的两端分别嵌入并借助钎焊联结添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的 一段直管，并且令该导热管的弯管位于沟槽的端部；将所述散热鳍片骑跨在散热基板上，在 两沟槽同一端部的两添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的各自另段一直管分别穿越同 一散热鳍片相应的两通孔并与该散热鳍片通过钎焊联结。本发明还根据上述方法制造一种用于道路照明的大功率LED灯头70，如图1和图 7所示，包括被一罩壳或者框架固定的至少一个大功率LED灯模块10 ；该大功率LED灯模块 10包括焊接有至少一个大功率LED发光体20的电路板30、散热基板40、散热鳍片50和添 加碳纳米管材料的环氧树脂导热管60 ；在制成所述导热管的碳纳米管材料和环氧树脂的 复合材料中，所述碳纳米管材料所占质量百分比是3. 0%至10. 0%;所述散热基板的一面紧 贴所述电路板30，使焊接在该电路板30上的各大功率LED发光体20的热量能够传导至散 热基板40上；所述散热基板40的另一面固定安装散热鳍片50 ；所述添加碳纳米管材料的 环氧树脂导热管60联结散热鳍片50和散热基板40，使所述散热基板40上的热量通过添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管60传导至各散热鳍片50。本发明利用添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管优良的热传导性能，使散热基板 40上集聚的由大功率LED发光体20自身发出的热量通过导热管60迅速传导至各散热鳍 片50上，基本确保导热管60上传导的热量基本等同于散热基板40上的吸收的热量，从本 质上克服了现有技术散热效率低的缺陷。同时，本发明还采用大功率LED灯模块10的设计 制造模块化的大功率LED灯头70，用户可以根据实际的功率需求选择扩展或者缩减所述大 功率LED灯模块10，不仅利于散热还为使大功率LED灯头70的安装更加方便。本发明优选实施例，如图4至图8所示，所述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管 60是由两段直管61、62和一段弯管联结一体成型的“U”形管；在所述散热基板40未紧贴 电路板30的一面设置至少一道沟槽41，在各散热鳍片50上设置至少一个通孔51 ；所述添 加碳纳米管材料的环氧树脂导热管60的一段直管61嵌入相应的沟槽41中，所述各散热鳍 片50则以自身的通孔51套于所述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管60的另一段直管 62上，并且联结为一体。具体地说，所述大功率LED灯模块10设置有四根添加碳纳米管材料的环氧树脂导 热管60，在所述散热基板40上设置有两道沟槽41，所述散热鳍片50上各自设置有两个通 孔51。所述四根添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管60被分成两组，一组两根导热管60 各自的直管61、62之间的距离与另一组两根导热管60各自的直管61、62之间的距离不同， 即一组的弯管63径向长度大于另一组的弯管64径向长度。每道沟槽41两端分别嵌入并 联结一根添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管60的一段直管61，并且令该导热管60的弯 管63或者弯管64位于所述沟槽41的端部。所述散热鳍片50骑跨在散热基板40上，在散 热基板40上还为每个散热鳍片50设置一个定位槽42，以辅助固定所述散热鳍片50。在两 沟槽41同一端部的两添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管60的各自另一段直管62则分 别穿越同一散热鳍片50上之两相应通孔51并与该散热鳍片50联结。所述各大功率LED灯模块10组合固定之后，还可以在顶部罩盖一罩壳以防止污物 影响。
权利要求
1.一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；其特征在于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。
2.根据权利要求1所述的添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的制备方法，其特征在于在实施步骤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。
3.根据权利要求1所述的添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的制备方法，其特征在 于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。
4.根据权利要求1或者2所述的添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的制备方法，其 特征在于步骤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，再经过纯化工艺和功能化改性制备而成；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。
5.一种用于道路照明的大功率LED灯头的制造方法，其特征在于包括如下步骤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；B.用添加碳纳米管材料的环氧树脂复合材料制造至少一根导热管，在所述碳纳米 管-环氧树脂复合材料中，所述碳纳米管材料所占质量百分比是3.0%至10.0%;用所述添 加碳纳米管材料的环氧树脂导热管将散热基板与散热鳍片联结，使所述散热基板上的热量 借助所述导热管迅速传导至各散热鳍片；从而制成一个大功率LED灯模块；C.将至少一个所述大功率LED灯模块安装在一个罩壳或者框架内，同时配置必要的电 源和控制模块，制成大功率LED灯头。
6.根据权利要求5所述的用于道路照明的大功率LED灯头的制造方法，其特征在于 所述步骤B还包括如下分步骤Bi.所述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管被做成由段根直管和一段弯管联结一体 成型的“U”形管；B2.在所述散热基板未紧贴大功率LED电路板的一面铣出至少一道沟槽，在各散热鳍 片中部冲压出通孔；B3.将所述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的一段直管嵌入所述散热基板上相应 的沟槽内，并借助钎焊联结固定；各散热鳍片以自身的通孔套于所述添加碳纳米管材料的 环氧树脂导热管的另一段直管上，且均勻布置各散热鳍片，通过钎焊将所述各散热鳍片和 添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管联结为一体。
7.根据权利要求6所述的用于道路照明的大功率LED灯头的制造方法，其特征在于按照所述分步骤Bl制造四根添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管；在所述分步骤B2中，在所述散热基板上铣出两道沟槽，各散热鳍片中部冲压出两通孔；在所述分步骤B3中，在每道沟槽的两端分别嵌入并借助钎焊联结添加碳纳米管材料 的环氧树脂导热管的一段直管，并且令该导热管的弯管位于沟槽的端部；将所述散热鳍片 骑跨在散热基板上，在两沟槽同一端部的两添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的各自另 一段直管分别穿越同一散热鳍片相应的两通孔并与该散热鳍片通过钎焊联结。
8.一种用于道路照明的大功率LED灯头，其特征在于包括被一罩壳或者框架固定的至少一个大功率LED灯模块(10)；该大功率LED灯模块(10)包括焊接有至少一个大功率LED发光体(20)的电路板(30)、 散热基板(40)、散热鳍片(50)和添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管(60)；在制成所述 导热管的碳纳米管材料和环氧树脂的复合材料中，所述碳纳米管材料所占质量百分比是 3. 0%至 10. 0% ；所述散热基板的一面紧贴所述电路板(30)，使焊接在该电路板(30)上的各大功率LED 发光体(20)的热量能够传导至散热基板(40)上；所述散热基板(40)的另一面固定安装散 热鳍片(50)；所述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管(60)联结散热鳍片(50)和散热基 板(40)，使所述散热基板(40)上的热量通过添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管(60)传 导至各散热鳍片(50)。
9.根据权利要求8所述的用于道路照明的大功率LED灯头，其特征在于所述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管(60)是由两段直管(61、62)和一段弯管(63 或64)联结一体成型的“U”形管；在所述散热基板(40)未紧贴电路板(30)的一面设置至 少一道沟槽(41)，在各散热鳍片(50)上设置至少一个通孔(51)；所述添加碳纳米管材料的 环氧树脂导热管(60)的一段直管(61)嵌入相应的沟槽(41)中，所述各散热鳍片(50)则 以自身的通孔(51)套于所述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管(60)的另一段直管(62) 上，并且联结为一体。
10.根据权利要求9所述的用于道路照明的大功率LED灯头，其特征在于所述大功率LED灯模块(10)设置有四根添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管(60)， 在所述散热基板(40)上设置有两道沟槽(41)，所述散热鳍片(50)上各自设置有两个通孔 (51)；每道沟槽(41)之两半部分分别嵌入并联结一根添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管 (60)的一段直管(61)，并且令该导热管(60)的弯管(63或64)位于所述沟槽(41)的端部； 所述散热鳍片(50)骑跨在散热基板(40)上，在两沟槽(41)同一端部的两添加碳纳米管材 料的环氧树脂导热管(60)的各自另一段直管(62)则分别穿越同一散热鳍片(50)上之两 相应通孔(51)并与该散热鳍片(50)联结。
全文摘要
本发明提出设置有添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的用于道路照明的模块化大功率LED灯头及其制造方法，同时还提出一种添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的制备方法。在一大功率LED灯模块中，所述散热基板的一面紧贴有电路板，使焊接在该电路板上的各大功率LED发光体的热量能够传导至散热基板上；所述散热基板的另一面固定安装散热鳍片；所述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管联结散热鳍片和散热基板。本发明利用所述添加碳纳米管材料的环氧树脂导热管的高导热率性能，使散热基板上的热量能够迅速传导至散热鳍片上，令热量不会聚集在散热基板上，从本质上克服了现有技术大功率LED灯头的散热问题。
文档编号H01L23/373GK102003690SQ20091018976
公开日2011年4月6日 申请日期2009年8月28日 优先权日2009年8月28日
发明者程宗玉 申请人:深圳市名家汇城市照明科技有限公司