一種大功率led燈用高導(dǎo)熱絕緣膠粘劑及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種大功率LED燈用高導(dǎo)熱絕緣膠粘劑及其制備方法。目的是提供的膠粘劑具有較高的導(dǎo)熱效率和剪切強(qiáng)度；提供的方法應(yīng)具有生產(chǎn)效率高、制作簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)。技術(shù)方案是：一種大功率LED燈用高導(dǎo)熱絕緣膠粘劑，包括以下組分及相應(yīng)的質(zhì)量比例：環(huán)氧樹(shù)脂30-45%、無(wú)機(jī)導(dǎo)熱填料30-40%、溶劑10-20%、固化劑3-15%以及硅烷偶聯(lián)劑2-5%。環(huán)氧單體的制備步驟如下：1）相對(duì)應(yīng)的二酚、鹵代環(huán)氧丙烷及有機(jī)溶劑的混合溶液在60～70℃下保持?jǐn)嚢瑁?）再緩慢滴加與二酚等摩爾量的鹵代環(huán)氧丙烷與質(zhì)量含量為30～49%的堿溶液至步驟1）中的混合溶液；3）攪拌，用水洗滌有機(jī)相至中性，減壓蒸餾除有機(jī)溶劑即成。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種大功率LED燈用高導(dǎo)熱絕緣膠粘劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于膠粘劑【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及到一種大功率LED燈用高導(dǎo)熱絕緣膠粘劑及其制備方法。
技術(shù)背景
[0002]LED節(jié)能燈近二十年來(lái)得到了迅速發(fā)展；白光LED的發(fā)光效率可達(dá)38流明/W，已遠(yuǎn)超白熾燈，并且其使用壽命是白熾燈的百倍以上，而能耗只有白熾燈的十分之一。正是由于其能耗低、成本低、發(fā)光率高、壽命長(zhǎng)、體積小、污染少等優(yōu)點(diǎn)，LED節(jié)能燈的市場(chǎng)發(fā)展空間非常巨大，應(yīng)用非常廣泛，生活中隨處可見(jiàn)，包括交通信號(hào)燈、汽車(chē)用燈、電器的信息顯示。
[0003]LED技術(shù)的發(fā)展非常迅速，平均每十八個(gè)月其發(fā)光亮度就會(huì)可提高一倍。然而高亮度的輸出帶來(lái)的問(wèn)題就是如何有效的將產(chǎn)生的熱散出去。如果芯片產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)導(dǎo)出，造成的熱量累積導(dǎo)致溫度迅速上升，會(huì)急劇縮短LED的使用壽命。因此散熱問(wèn)題成為L(zhǎng)ED功率提聞的關(guān)鍵因素之一。
[0004]目前LED的散熱基板類(lèi)型有金屬芯印刷電路板、陶瓷基板、金屬基復(fù)合基板和金屬絕緣基板。其中金屬絕緣基板以其導(dǎo)熱率高、機(jī)械強(qiáng)度高、加工性能好等優(yōu)點(diǎn)，是目前開(kāi)發(fā)和推廣的主要散熱材料之一。鋁基合金由于其導(dǎo)熱性能好、成本低、易加工等優(yōu)點(diǎn)，成為散熱材料的首選。而電路板與散熱基板之間必須需要一層絕緣膠粘劑將兩者連接起來(lái)。環(huán)氧樹(shù)脂是一類(lèi)最具代表性的膠粘劑，有著非常好的電氣絕緣性與性?xún)r(jià)比，非常適合大規(guī)模的應(yīng)用在無(wú)機(jī)材料的粘結(jié)。然而由于其有機(jī)高分子的特性，導(dǎo)熱性能并不理想，一般在
0.20ff/(m*K)左右。因此，在大功率LED封裝中必須使用有良好導(dǎo)熱能力的絕緣膠，以保證LED的發(fā)光效率和使用壽命。
[0005]對(duì)于超高導(dǎo)熱型的金屬覆銅板`，其導(dǎo)熱率要求在4.0ff/ (m *K)以上；對(duì)于高導(dǎo)熱型的金屬覆銅板，導(dǎo)熱率也要在2.0W/(m*K)以上。目前通過(guò)向絕緣膠中填充導(dǎo)熱材料是最簡(jiǎn)單易行并且可以大幅調(diào)高絕緣膠導(dǎo)熱能力的方法。中國(guó)專(zhuān)利CN101475787采用銀納米線(xiàn)與銀納米粒子作為無(wú)機(jī)填料制備出導(dǎo)熱性能良好的導(dǎo)熱膠；CN102079958報(bào)道了一種采用金剛石作為無(wú)機(jī)填料制備各向同性的導(dǎo)熱膠粘劑；CN101831264則通過(guò)填充碳納米管得到各向同性導(dǎo)熱膠粘劑；CN1970667采用A1203/BN復(fù)合粉體作為填料制備出具有較好散熱效果的膠粘劑；CN101812280報(bào)道了用銀、鈀、鉬、金、C、A1N與SiC等作為無(wú)機(jī)填料制備LED燈用絕緣膠粘劑。常用的無(wú)機(jī)導(dǎo)熱填料以AlN導(dǎo)熱性能最好，但其價(jià)格也比較昂貴，而大量使用其它無(wú)機(jī)填料(50%以上)則會(huì)導(dǎo)致樹(shù)脂剪切強(qiáng)度和韌性降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是克服上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種用于粘接大功率LED燈電路板與散熱基板的高導(dǎo)熱絕緣膠粘劑；該膠粘劑應(yīng)具有較高的導(dǎo)熱效率和剪切強(qiáng)度，并具有良好的耐高溫、耐老化性能。
[0007]本發(fā)明的另一目的是提供上述膠粘劑的制備方法，該方法應(yīng)具有生產(chǎn)效率高、制作簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)。
[0008]本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:一種大功率LED燈用高導(dǎo)熱絕緣膠粘劑，包括以下組分及相應(yīng)的質(zhì)量比例:
[0009]環(huán)氧樹(shù)脂30-45%、無(wú)機(jī)導(dǎo)熱填料30-40%、溶劑10_20%、固化劑3_15%以及硅烷偶聯(lián)劑 2-5% ；
[0010]所述的環(huán)氧樹(shù)脂采用一種含有芳香環(huán)的環(huán)氧單體，其結(jié)構(gòu)通式如下:
[0011]
【權(quán)利要求】
1.一種大功率LED燈用高導(dǎo)熱絕緣膠粘劑，包括以下組分及相應(yīng)的質(zhì)量比例: 環(huán)氧樹(shù)脂30-45%、無(wú)機(jī)導(dǎo)熱填料30-40%、溶劑10-20%、固化劑3-15%以及硅烷偶聯(lián)劑2-5% ； 所述的環(huán)氧樹(shù)脂采用一種含有芳香環(huán)的環(huán)氧單體，其結(jié)構(gòu)通式如下:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED燈用高導(dǎo)熱絕緣膠粘劑，其特征在于:所述的固化劑為一種芳香二胺，其結(jié)構(gòu)通式如下:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大功率LED燈用高導(dǎo)熱絕緣膠粘劑，其特征在于:所述的硅烷偶聯(lián)劑，其結(jié)構(gòu)通式為Y(CH2)nSiCl3，其中n=0~6，Y為環(huán)氧基或氨基或兩種取代基任意比例的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的大功率LED燈用高導(dǎo)熱絕緣膠粘劑，其特征在于:所述環(huán)氧單體的制備步驟如下: 1)相對(duì)應(yīng)的二酚、鹵代環(huán)氧丙烷以及有機(jī)溶劑的混合溶液在60~70°C下保持?jǐn)嚢?，其中二酚與鹵代環(huán)氧丙烷摩爾量比為1:1，二酚在混合溶液中的質(zhì)量含量為20~49% ； 2)再緩慢滴加與二酚等摩爾量的鹵代環(huán)氧丙烷與質(zhì)量含量為30~49%的堿溶液至步驟I)中的混合溶液，其中堿摩爾含量為二酚的15~25倍； 3)80~90°C下繼續(xù)攪拌1.5~2小時(shí)，用水洗滌有機(jī)相至中性，減壓蒸餾除有機(jī)溶劑即成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大功率LED燈用高導(dǎo)熱絕緣膠粘劑，其特征在于:所述的無(wú)機(jī)導(dǎo)熱填料，為碳化硅、氮化鋁、氧化鋁、氮化硼一種或多種或按任意比例混合，平均粒徑為2 u m-10 u m0
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大功率LED燈用高導(dǎo)熱絕緣膠粘劑，其特征在于:所述的溶劑，為乙醇、乙酸乙酯、丙酮、甲乙酮、丙二醇甲醚、環(huán)己酮中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大功率LED燈用高導(dǎo)熱絕緣膠粘劑，其特征在
于其結(jié)構(gòu)通式如下
8.一種大功率LED燈用高導(dǎo)熱絕緣膠粘劑的制備方法，按以下步驟進(jìn)行: 在室溫下，將環(huán)氧樹(shù)脂與溶劑攪拌混合，加入導(dǎo)熱填料、固化劑、水解后的硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌均勻，倒入模具中，真空除泡，預(yù)固化0.5~2小時(shí)，130~170°C固化0.5~2小時(shí)，自然冷卻。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的大功率LED燈用高導(dǎo)熱絕緣膠粘劑的制備方法，其特征在于:所述硅烷偶聯(lián)劑水解時(shí)，加入的水解溶液與硅烷偶聯(lián)劑的重量比例為1:1~4,水解溶液中的水與乙醇的重量比為1:9。
【文檔編號(hào)】C09J163/00GK103773298SQ201410034972
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】胡激江 申請(qǐng)人:臨安金奧科技有限公司