一種散熱涂料及其制備方法
【專利摘要】一種散熱涂料，包括下述組成材料：75?80重量份的復合金屬合金粉，20?25重量份的其他成分；所述復合金屬合金粉由下述重量比的原料組成：1?3重量份Si粉，0.1?1重量份Ag，96?98.9重量份Sn；所述其他成分為正硅酸乙酯，有機硅樹脂，抗氧化劑、無機填料、溶劑中的一種或多種；所述溶劑為醇類、苯類和酮類中的一種或多種。本發明的散熱涂料導熱系數高，且與玻璃和陶瓷等無機非金屬材料以及金屬材料之間結合力強，可廣泛應用于無機非金屬材料以及金屬材料上以增加散熱性能。
【專利說明】
一種散熱涂料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種涂料，具體涉及一種復合金屬散熱涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 在LED照明領域，散熱通道設計是燈具設計師需要考慮的一個重要方面，例如LED 球泡燈，由于燈泡材料一般為玻璃等材料制成，所以導熱系數較小，因此一般不將燈泡(包 括燈泡口）設計在散熱通道之中。以免影響LED光源模塊的散熱。但這給球泡燈燈座的設計 造成了限制，從而使球泡燈燈座趨向于笨重。究其原因就是球泡無法成為散熱通道的一部 分。如果能夠使球泡成為散熱通道的一部分，則球泡燈的燈座設計將更加靈活并且燈具的 散熱性能更佳。
[0003]出于這種考慮，設想在燈泡表面涂覆散熱涂料以增加散熱性能。但是，目前常見的 散熱涂料一般采用樹脂(多以環氧樹脂類為主)與無機非金屬材料復合而成，由于樹脂自身 特性所限制，所得到的散熱涂料的最終性能不佳，例如導熱系數較小，無法滿足散熱需求。 此外，更重要的是，目前常見的散熱涂料與玻璃陶瓷等無機非金屬材料之間的結合力不足。
【發明內容】
[0004] 為了克服現有技術的缺陷，本發明的目的，在于提供一種散熱涂料，本發明的散熱 涂料導熱系數高，且與玻璃和陶瓷等無機非金屬材料以及金屬材料之間結合力強，可廣泛 應用于無機非金屬材料以及金屬材料上以增加散熱性能。
[0005] 根據本發明的一方面，一種散熱涂料，包括下述組成材料：
[0006] 75-80重量份的復合金屬合金粉，20-25重量份的其他成分；
[0007] 所述復合金屬合金粉由下述重量比的原料組成：
[0008] 1-3重量份Si粉，0 · 1-1重量份Ag，96-98 · 9重量份Sn;
[0009] 所述其他成分為正硅酸乙酯，有機硅樹脂，抗氧化劑、無機填料、溶劑中的一種或 多種；
[0010] 所述溶劑為醇類、苯類和酮類中的一種或多種。
[0011] 由于金屬材料是熱的良導體，例如銀為429W/M · K，錫為67W/M · K，使用金屬材料 制成的散熱涂料能夠在導熱性能上大幅提升。金屬銀能夠提升材料濕潤性能提升材料強 度。這種散熱涂料導熱系數高，且與玻璃和陶瓷等無機非金屬材料之間結合力強，能夠實現 陶瓷與玻璃之間的連接。
[0012] 進一步地，所述有機硅樹脂為長鏈烷基甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物，聚二乙 基硅氧烷，乙烯基甲基硅氧烷共聚物的一種或多種。
[0013] 進一步地，所述抗氧化劑為肌醇六磷酸的0.4-60 %的溶液。
[0014] 進一步地，所述無機填料為氮化硼和碳化娃中的一種或多種。
[0015] 進一步地，所述溶劑為異丙醇、二甲苯和丙酮中的一種或多種。
[0016] 進一步地，所述Si粉的純度大于或等于99.99%，所述Ag的純度大于或等于 99.99%，所述Sn的純度大約或等于99.99 %。
[0017] 根據本發明的另一方面，制備上述散熱涂料的方法，包括下述步驟：
[0018] 步驟一、制備Sn-Si中間體
[0019] 將重量份比（9-10):1的Sn與Si加熱至450±10°C，保溫2h±0.5h，充分攪拌后得到 Sn-Si中間體；
[0020]步驟二、制備Sn-Ag合金中間體
[0021] 將重量份比（4-5): 1的Sn與Ag加熱至800 ± 10°C，保溫3h ± 0.5h，充分攪拌后得到 Sn-Ag合金中間體；
[0022]步驟三、制備金屬合金粉
[0023] 取重量比（1.6-66): 1的Sn-Si中間體和Sn-Ag合金中間體，另取66.5-84.9重量份 的純Sn，加熱至500 ± 10°C，保溫2h±0.5h，恪煉獲得復合金屬合金，繼而將復合金屬合金制 成復合金屬合金粉；
[0024]步驟四、制備復合金屬散熱涂料
[0025]將有機硅樹脂、溶劑、正硅酸乙酯、抗氧化劑的一種或多種加熱至80±10°C，攪拌 至溶解后高速分散20 ± 5min，冷卻至室溫，
[0026] 將步驟三制得的復合金屬合金粉加入其中并球磨得到復合金屬散熱涂料。
[0027] 進一步地，步驟三中采用霧化的方法將所述復合金屬合金制成復合金屬合金粉。
[0028] 進一步地，所述霧化為離心霧化、氣霧化或者聲霧化。
[0029] 進一步地，步驟四中所述球磨速度為200-400轉/分鐘。
[0030] 與現有技術相比，本發明的散熱涂料導熱系數高，且與玻璃和陶瓷等無機非金屬 材料以及金屬材料之間結合力強，可廣泛應用于無機非金屬材料以及金屬材料上以增加散 熱性能。
【具體實施方式】
[0031] 下面將通過實施例描述本發明一種散熱涂料的組成及本發明散熱涂料的制備方 法。
[0032] 實施例1
[0033] 一種散熱涂料，由下述材料組成：
[0034] 75重量份的復合金屬合金粉，25重量份的其他成分；
[0035] 其中復合金屬合金粉由以下重量份比組成：1重量份Si粉，1重量份Ag，98重量份 Sn；
[0036] 上述的Si粉的純度為99.99%;
[0037] 上述的金屬銀的純度為99.99%;
[0038] 上述的金屬錫的純度為99.99%;
[0039]其他成分及重量份比為聚二乙基硅氧烷20.3重量份，正硅酸乙酯5重量份，肌醇六 磷酸0.5重量份、氮化硼2.5重量份、二甲苯2.5重量份和丙酮2.5重量份混合溶劑組成。 [0040]制備散熱涂料的方法：
[0041 ] 步驟一、制備Sn-Si中間體
[0042]將S η與S i粉按重量份比10 :1稱取，然后放入中頻加熱爐中加熱至4 5 5 °C，保溫 2.1h，充分攪拌后得到Sn-Si中間體，備用；
[0043]步驟二、制備Sn-Ag合金中間體
[0044]將Sn與Ag按重量份比5:1稱取，然后放入加熱爐中加熱至805°C，保溫3. lh，充分攪 摔后得到Sn-Ag合金中間體，備用；
[0045]步驟三、制備復合金屬合金粉
[0046] 取步驟一中的Sn-Si中間體11重量份(其中Sn占10重量份，Si占1重量份)和步驟二 中的Sn-Ag合金中間體6重量份(其中Sn占5重量份，Ag占1重量份），另取83重量份純Sn，放入 不銹鋼鍋內熔煉，加熱至502°C，保溫2.2h，獲得復合金屬合金，利用離心霧化將復合金屬合 金制成復合金屬合金粉。
[0047]步驟四、制備復合金屬散熱涂料
[0048] 取聚二乙基硅氧烷20.3重量份，正硅酸乙酯5重量份，肌醇六磷酸0.5重量份、氮化 硼2.5重量份、二甲苯2.5重量份和丙酮2.5重量份混合溶劑，依次加入容器加熱，溫度控制 在81°C，攪拌至溶解并高速分散23分鐘，冷卻至室溫。
[0049]加入復合金屬合金粉并球磨，球磨速度控制在200-400轉/分鐘，得到復合金屬散 熱涂料。
[0050] 所獲得的散熱涂料性能參數如表1所示：
[0051] 表 1
[0053] 實施例2
[0054] 一種散熱涂料，由下述材料組成：
[0055]復合金屬合金粉80重量份，其他成分20重量份；
[0056] 其中復合金屬合金粉由以下重量份比組成:3重量份Si粉，0.1重量份Ag，96.9重量 份Sn;
[0057] 上述的Si粉的純度為99.99%;
[0058] 上述的金屬銀的純度為99.99%;
[0059] 上述的金屬錫的純度為99.99%;
[0060]其他成分及重量份比為乙烯基甲基硅氧烷共聚物19重量份，肌醇六磷酸0.375重 量份、氮化硼1.875重量份、二甲苯3.75重量份。
[0061] 制備散熱涂料的方法：
[0062] 步驟一、制備Sn-Si中間體
[0063]將Sn與Si粉按重量份比9:1稱取，然后放入中頻加熱爐中加熱至455°C，保溫2. lh， 充分攪拌后得到Sn-Si中間體，備用；
[0064]步驟二、制備Sn-Ag合金中間體
[0065]將Sn與Ag按重量份比4:1稱取，然后放入加熱爐中加熱至805°C，保溫3. lh，充分攪 摔后得到Sn-Ag合金中間體，備用；
[0066]步驟三、制備復合金屬合金粉
[0067] 取步驟一中的Sn-Si中間體30重量份(其中Sn占27重量份，Si占3重量份)和步驟二 中的Sn-Ag合金中間體0.5重量份(其中Sn占0.4重量份，Ag占0.1重量份），另取69.5重量份 純Sn，放入不銹鋼鍋內熔煉，加熱至502°C，保溫2.2h，獲得復合金屬合金，利用聲霧化將復 合金屬合金制成復合金屬合金粉。
[0068]步驟四、制備復合金屬散熱涂料
[0069] 取乙烯基甲基硅氧烷共聚物19重量份，肌醇六磷酸0.375重量份、氮化硼1.875重 量份、二甲苯3.75重量份，依次加入容器加熱，溫度控制在81°C，攪拌至溶解并高速分散23 分鐘，冷卻至室溫。加入復合金屬合金粉并球磨，球磨速度控制在200-400轉/分鐘，得到復 合金屬散熱涂料。
[0070] 所獲得的散熱涂料性能參數如表1所示：
[0071] 表1
[0073]本發明的散熱涂料導熱系數高，且與玻璃和陶瓷等無機非金屬材料以及金屬材料 之間結合力強，可廣泛應用于無機非金屬材料以及金屬材料上以增加散熱性能。
[0074]最后應說明的是：以上所述的各實施例僅用于說明本發明的技術方案，而非對其 限制;盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解： 其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或全部技術特征進 行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方 案的范圍。
【主權項】
1. 一種散熱涂料，其特征在于:包括下述組成材料： 75-80重量份的復合金屬合金粉，20-25重量份的其他成分； 所述復合金屬合金粉由下述重量比的原料組成： 1-3重量份Si粉，0.1-1重量份Ag，96-98.9重量份Sn; 所述其他成分為正硅酸乙酯，有機硅樹脂，抗氧化劑、無機填料、溶劑中的一種或多種； 所述溶劑為醇類、苯類和酮類中的一種或多種。2. 根據權利要求1所述的散熱涂料，其特征在于:所述有機硅樹脂為長鏈烷基甲基硅氧 燒-^甲基硅氧烷共聚物，聚^乙基硅氧烷，乙烯基甲基硅氧烷共聚物的一種或多種。3. 根據權利要求1所述的散熱涂料，其特征在于:所述抗氧化劑為肌醇六磷酸的0.4-60%的溶液。4. 根據權利要求1所述的散熱涂料，其特征在于:所述無機填料為氮化硼和碳化硅中的 一種或多種。5. 根據權利要求1所述的散熱涂料，其特征在于:所述溶劑為異丙醇、二甲苯和丙酮中 的一種或多種。6. 根據權利要求1所述的散熱涂料，其特征在于:所述Si粉的純度大于或等于99.99%， 所述Ag的純度大于或等于99.99%，所述Sn的純度大于或等于99.99%。7. 制備權利要求1至6任一項所述散熱涂料的方法，其特征在于:包括下述步驟： 步驟一、制備Sn-Si中間體 將重量份比（9-10):1的Sn與Si粉加熱至450±10°C，保溫2h±0.5h，充分攪拌后得到 Sn-Si中間體； 步驟二、制備Sn-Ag合金中間體 將重量份比（4-5):1的Sn與Ag加熱至800±10°C，保溫3h±0.5h，充分攪拌后得到Sn-Ag 合金中間體； 步驟三、制備復合金屬合金粉 取重量比（1.6-66): 1的Sn-Si中間體和Sn-Ag合金中間體，另取66.5-84.9重量份的純 Sn，加熱至500 ± 10°C，保溫2h± 0.5h，恪煉獲得復合金屬合金，繼而將復合金屬合金制成復 合金屬合金粉； 步驟四、制備復合金屬散熱涂料 將有機硅樹脂、溶劑、正硅酸乙酯、抗氧化劑的一種或多種加熱至80± HTC，攪拌至溶 解后，高速分散20 ± 5min，冷卻至室溫， 將步驟三制得的復合金屬合金粉加入其中并球磨得到復合金屬散熱涂料。8. 根據權利要求7所述的制備散熱涂料的方法，其特征在于:步驟三中采用霧化的方法 將所述復合金屬合金制成復合金屬合金粉。9. 根據權利要求8所述的制備散熱涂料的方法，其特征在于:所述霧化為離心霧化、氣 霧化或者聲霧化。10. 根據權利要求7所述的制備散熱涂料的方法，其特征在于：步驟四中所述球磨速度 為200-400轉/分鐘。
【文檔編號】C09D1/00GK105885482SQ201610389940
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月3日
【發明人】程康, 丁天昊, 丁萍
【申請人】廣東昭信照明科技有限公司