一种多层易导铝基板及其制备方法

摘要

本发明涉及LED照明技术领域，特别涉及一种多层易导铝基板及其制备方法，包括铝基板层、石墨烯层、散热硅胶层和萤石层，所述铝基板层表面设置有石墨烯层，所述石墨烯层上端加载有散热硅胶层，所述散热硅胶层上端分别设置有石墨烯层和石墨烯层上端的萤石层，并提供了该铝基板的制备方法。本发明不仅具有良好的导热性能，同时具有良好导电性能，电阻率低，符合节能效果，绝缘效果好，本发明提供的制备方法简单易操作，成本率高，环保无污染，成本低廉。

权利要求

1.一种多层易导铝基板，其特征在于：包括铝基板层、石墨烯层、散热硅胶层和萤石层，所述铝基板层表面设置有石墨烯层，所述石墨烯层上端加载有散热硅胶层，所述散热硅胶层上端分别设置有石墨烯层和石墨烯层上端的萤石层。

2.如权利要求1所述的多层易导铝基板，其特征在于：所述石墨烯层采用石墨烯溶胶镀膜而成。

3.如权利要求2所述的多层易导铝基板，其特征在于：所述石墨烯溶胶镀膜的制备方法如下：(1)氧化石墨烯溶胶的制备：将氧化石墨研磨成粒径为1-40微米的细粉，并与溶剂配制成浓度为0.5-6mg/ml的悬浮液，超声处理10-120分钟后，除去悬浮液中的不稳定杂质，得到氧化石墨烯溶胶；

(2)镀膜前驱液的制备：将金红石型二氧化钛研磨成粒径为100-1000纳米的细缝，加聚乙烯吡咯烷酮，与无水乙醇配置成浓度为0.01-0.15mg/ml的悬浮液，超声处理10-30分钟，加入到氧化石墨烯溶胶中，形成镀膜前驱液；

(3)石墨烯膜层的制备：将镀膜前驱液涂覆在基材表面，加热至30-100℃，经过10-200分钟，即可得到石墨烯溶胶镀膜。

4.如权利要求1所述的多层易导铝基板，其特征在于：所述萤石层采用纳米萤石悬浊液镀膜而成。

5.一种多层易导铝基板的制备方法，其步骤如下：

(1)去油去污：采用中性洗涤剂洗涤铝基板表面，去除表面油污，然后采用无水乙醇洗涤三次，蒸馏水洗涤三次，晾干；

(2)底层石墨烯镀膜：将洗涤好的铝基板进行浸渍提拉，提拉速度为100-600mm/min，浸渍速度为400-600mm/min，浸渍时间为1min，间隔时间为5min，提拉次数为10次，提拉结束后，将铝基板60-100℃烘干；

(3)导热硅胶层制备：在导热硅胶表面涂覆有无机粘合剂，并将其粘附在石墨烯层表面；

(4)石墨烯膜层制备：在导热硅胶表面均匀喷涂石墨烯溶胶，自然晾干，在30-60℃进行烘干；

(5)萤石层负载：采用喷涂的方式将萤石悬浊液喷涂在石墨烯膜层表面，并在70℃下烘干，自然冷却；

(6)清洗：采用无水乙醇和蒸馏水多次清洗萤石层表面，然后自然晾干，即得到多层易导铝基板。

6.如权利要求5所述的多层易导铝基板的制备方法，其特征在于：所述萤石悬浊液的制备方法是将萤石粉研磨成10-100微米的细粉，配以聚乙烯吡咯烷酮、改性有机硅树脂、超细碳酸钙、环烷油为辅料，与溶胶配置成10-15％的萤石悬浊液。

说明书

一种多层易导铝基板及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及LED照明技术领域，特别涉及一种多层易导铝基板及其制备方法。

背景技术

[0002] 随着行业的继续发展，技术的飞跃突破，应用的大力推广，LED的光效也在不断提高，价格不断走低。新的组合式管芯的出现，也让单个LED管(模块)的功率不断提高。通过同业的不断努力研发，新型光学设计的突破，新灯种的开发，产品单一的局面也有望在进一步扭转。控制软件的改进，也使得LED照明使用更加便利。这些逐步的改变，都体现出了LED发光二极管在照明应用的前景广阔。

[0003] LED被称为第四代光源，具有节能、环保、安全、寿命长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域。

[0004] LED优点：电光转化效率高（接近60%，绿色环保、寿命长（可达10万小时）、工作电压低（3V左右）、反复开关无损寿命、体积小、发热少、亮度高、坚固耐用、易于调光、色彩多样、光束集中稳定、启动无延时；

[0005] LED缺点：起始成本高、显色性差、大功率LED效率低、恒流驱动（需专用驱动电路）。 相比之下，各种传统照明存在一定的缺陷。

[0006] 白炽灯：电光转化效率低（10%左右）、寿命短（1000小时左右）、发热温度高、颜色单一且色温低；

[0007] 荧光灯：电光转化效率不高（30%左右）、危害环境（含汞等有害元素，约3.5-5mg/只）、不可调亮度（低电压无法启辉发光）、紫外辐射、闪烁现象、启动较慢、稀土原料涨价（荧光粉占成本比重由10%上升到60 70%）、反复开关影响寿命；体积大。~

[0008] 高压气体放电灯：耗电量大、使用不安全、寿命短、散热问题，多用于室外照明。

[0009] 基板材料作为LED产生的热量向外散热的主要途径以及能在基体上设计电路，基板材料要求具有高电绝缘性、高导热性、高平整性和较高的强度。铝合金是作为目前常用的一种基板材料。铝基板的使用成为目前的常见手段，然后其存在生产效率低、制造成本高的问题，同时也存在散热效率低的问题。

发明内容

[0010] 本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种多层易导铝基板，该铝基板具有多层结构，制作方便，具有良好的导热性能，具备良好的散热效率。

[0011] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

[0012] 本发明所述的一种多层易导铝基板，包括铝基板层、石墨烯层、散热硅胶层和萤石层，所述铝基板层表面设置有石墨烯层，所述石墨烯层上端加载有散热硅胶层，所述散热硅胶层上端分别设置有石墨烯层和石墨烯层上端的萤石层。

[0013] 其中，所述石墨烯层采用石墨烯溶胶镀膜而成。

[0014] 其中，所述石墨烯溶胶镀膜的制备方法如下：

[0015] （1）氧化石墨烯溶胶的制备：将氧化石墨研磨成粒径为1-40微米的细粉，并与溶剂配制成浓度为0.5-6mg/ml的悬浮液，超声处理10-120分钟后，除去悬浮液中的不稳定杂质，得到氧化石墨烯溶胶；

[0016] （2）镀膜前驱液的制备：将金红石型二氧化钛研磨成粒径为100-1000纳米的细缝，加聚乙烯吡咯烷酮，与无水乙醇配置成浓度为0.01-0.15 mg/ml的悬浮液，超声处理10-30分钟，加入到氧化石墨烯溶胶中，形成镀膜前驱液；

[0017] （3）石墨烯膜层的制备：将镀膜前驱液涂覆在基材表面，加热至30-100℃，经过10-200分钟，即可得到石墨烯溶胶镀膜。

[0018] 其中，所述萤石层采用纳米萤石悬浊液镀膜而成。

[0019] 一种多层易导铝基板的制备方法，其步骤如下：

[0020] （1）去油去污：采用中性洗涤剂洗涤铝基板表面，去除表面油污，然后采用无水乙醇洗涤三次，蒸馏水洗涤三次，晾干；

[0021] （2）底层石墨烯镀膜：将洗涤好的铝基板进行浸渍提拉，提拉速度为100-600mm/min，浸渍速度为400-600mm/min，浸渍时间为1min，间隔时间为5min，提拉次数为10次，提拉结束后，将铝基板60-100℃烘干；

[0022] （3）导热硅胶层制备：在导热硅胶表面涂覆有无机粘合剂，并将其粘附在石墨烯层表面；

[0023] （4）石墨烯膜层制备：在导热硅胶表面均匀喷涂石墨烯溶胶，自然晾干，在30-60℃进行烘干；

[0024] （5）萤石层负载：采用喷涂的方式将萤石悬浊液喷涂在石墨烯膜层表面，并在70℃下烘干，自然冷却；

[0025] （6）清洗：采用无水乙醇和蒸馏水多次清洗萤石层表面，然后自然晾干，即得到多层易导铝基板。

[0026] 其中，所述萤石悬浊液的制备方法是将萤石粉研磨成10-100微米的细粉，配以聚乙烯吡咯烷酮、改性有机硅树脂、超细碳酸钙、环烷油为辅料，与溶胶配置成10-15%的萤石悬浊液。

[0027] 本发明有益效果为：本发明提供一种多层易导铝基板，包括铝基板层、石墨烯层、散热硅胶层和萤石层，加载有萤石层，能够具有绝缘作用，大大增加了绝缘效果，保证铝基板的使用效果；采用双层结构的石墨烯膜层，能够充分利用石墨烯的导电作用，起到通电的效果，同时也能降低能源损耗，使得LED灯的节能效果更为突出，同时双层石墨烯也充分利用其高导热性能，能够将热量散失；石墨烯膜层间设置有导热硅胶，能够保证石墨烯膜层间温度的一致性，同时也保证石墨烯膜层处于相同环境，有助于电路的稳定性；本发明还提供了多层易导铝基板的制备方法，该方法简单快速，并且成品率较高，可操作性强，同时采用的原料相对普通常见，有利于大规模生产。

附图说明

[0028] 图1是本发明的侧面结构示意图；

具体实施方式

[0029] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。

[0030] 实施例1：

[0031] 一种多层易导铝基板，包括铝基板层、石墨烯层、散热硅胶层和萤石层，所述铝基板层表面设置有石墨烯层，所述石墨烯层上端加载有散热硅胶层，所述散热硅胶层上端分别设置有石墨烯层和石墨烯层上端的萤石层。

[0032] 其中，所述石墨烯层采用石墨烯溶胶镀膜而成。

[0033] 其中，所述石墨烯溶胶镀膜的制备方法如下：

[0034] （1）氧化石墨烯溶胶的制备：将氧化石墨研磨成粒径为1-40微米的细粉，并与溶剂配制成浓度为0.5-6mg/ml的悬浮液，超声处理10-120分钟后，除去悬浮液中的不稳定杂质，得到氧化石墨烯溶胶；

[0035] （2）镀膜前驱液的制备：将金红石型二氧化钛研磨成粒径为100-1000纳米的细缝，加聚乙烯吡咯烷酮，与无水乙醇配置成浓度为0.01-0.15 mg/ml的悬浮液，超声处理10-30分钟，加入到氧化石墨烯溶胶中，形成镀膜前驱液；

[0036] （3）石墨烯膜层的制备：将镀膜前驱液涂覆在基材表面，加热至30-100℃，经过10-200分钟，即可得到石墨烯溶胶镀膜。

[0037] 其中，所述萤石层采用纳米萤石悬浊液镀膜而成。

[0038] 实施例2：

[0039] 一种多层易导铝基板的制备方法，其步骤如下：

[0040] （1）去油去污：采用中性洗涤剂洗涤铝基板表面，去除表面油污，然后采用无水乙醇洗涤三次，蒸馏水洗涤三次，晾干；

[0041] （2）底层石墨烯镀膜：将洗涤好的铝基板进行浸渍提拉，提拉速度为100-600mm/min，浸渍速度为400-600mm/min，浸渍时间为1min，间隔时间为5min，提拉次数为10次，提拉结束后，将铝基板60-100℃烘干；

[0042] （3）导热硅胶层制备：在导热硅胶表面涂覆有无机粘合剂，并将其粘附在石墨烯层表面；

[0043] （4）石墨烯膜层制备：在导热硅胶表面均匀喷涂石墨烯溶胶，自然晾干，在30-60℃进行烘干；

[0044] （5）萤石层负载：采用喷涂的方式将萤石悬浊液喷涂在石墨烯膜层表面，并在70℃下烘干，自然冷却；

[0045] （6）清洗：采用无水乙醇和蒸馏水多次清洗萤石层表面，然后自然晾干，即得到多层易导铝基板。

[0046] 其中，所述萤石悬浊液的制备方法是将萤石粉研磨成10-100微米的细粉，配以聚乙烯吡咯烷酮、改性有机硅树脂、超细碳酸钙、环烷油为辅料，与溶胶配置成10-15%的萤石悬浊液。

[0047] 综上所述，本发明提供的一种多层易导铝基板，包括铝基板层、石墨烯层、散热硅胶层和萤石层，加载有萤石层，能够具有绝缘作用，大大增加了绝缘效果，保证铝基板的使用效果；采用双层结构的石墨烯膜层，能够充分利用石墨烯的导电作用，起到通电的效果，同时也能降低能源损耗，使得LED灯的节能效果更为突出，同时双层石墨烯也充分利用其高导热性能，能够将热量散失；石墨烯膜层间设置有导热硅胶，能够保证石墨烯膜层间温度的一致性，同时也保证石墨烯膜层处于相同环境，有助于电路的稳定性；本发明还提供了多层易导铝基板的制备方法，该方法简单快速，并且成品率较高，可操作性强，同时采用的原料相对普通常见，有利于大规模生产。

[0048] 以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。