[发明专利]一种含改性纳米羟基磷灰石-碳纳米管的PC-PET基LED散热材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及导热工程塑料技术领域，尤其涉及一种含改性纳米羟基磷灰石-碳纳 米管的PC-PET基LED散热材料及其制备方法。

背景技术

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。

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

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种含改性纳米羟基磷灰石-碳 纳米管的PC-PET基LED散热材料及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种含改性纳米羟基磷灰石-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：PC40-50、PET10-14、甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物2-3、膨胀石墨粉 22-25、多壁碳纳米管6-8、纳米二硫化钼2-3、纳米羟基磷灰石8-10、二甲基硅油1-2、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。

所述的一种含改性纳米羟基磷灰石-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℃，随后恒 温搅拌混合25-30min，随后升温至70-80℃，投入纳米羟基磷灰石、多壁碳纳米管，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 改性纳米羟基磷灰石/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、膨胀石墨粉、纳米二硫化钼、二甲基硅 油、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。

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，电绝缘性佳，加入膨胀石墨、纳米二硫化钼等粉体后，导热性和自润滑 性获得提升，而其中掺混的经过离子液体改性的纳米羟基磷灰石、碳纳米管复合粉体具备 低的表面能，其中三种物料充分分散结合，获得了高导热性的复合粉体，其与高分子塑料有 良好的相容性，再结合分步加料的工艺能在基料中形成均匀高效的导热网络，从而获得良 好的传热、导热效果，其在LED封装中具有广阔的应用空间。

具体实施方式

该复合塑料由以下重量份的原料制成：PC40、PET10、甲基丙烯酸酯丙烯酸酯共 聚物2、膨胀石墨粉22、多壁碳纳米管6、纳米二硫化钼2、纳米羟基磷灰石8、二甲基硅油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。

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℃，随后恒温搅 拌混合25min，随后升温至70℃，投入纳米羟基磷灰石、多壁碳纳米管，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纳米羟基 磷灰石/碳纳米管复合粉体；