專利名稱：鎂合金led外殼散熱防腐涂料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬涂料及其制備方法。
技術背景
近幾年，隨著LED的發光效率增長，成本明顯下降，吸引全球照明大廠家都先后加入LED光源及市場研發中。美，日，歐及中國臺灣均推出了半導體照明計劃。但是，LED燈照明在實際運用中有一個很大的難題，那就是散熱問題。散熱問題一直是LED燈照明運用中的瓶頸，一直沒有很有效的解決，成了世界性難題。小功率LED得到很好運用，如儀表燈、信號燈、液晶屏幕背光源等。但高功率LED在照明領域運用才開始，產品多而缺陷不少， 歸根到底還是散熱結構沒有很好的方法去解決。和傳統的材料銅合金和鋁合金相比。鎂合金具有價格和資源的優勢，同時，由于鎂合金散熱性能優異，因此，采用鎂合金制備大功率 LED散熱器件成為產業界的主流方向。鎂合金作為最輕的工程結構材料，已經廣泛應用在電子通訊、汽車交通和國防領域。其加工的技術成熟，種類較多，為LED散熱材料提供了更多的選擇。但是，由于鎂電位較低，容易和其他的雜質元素構成原電池，發生點腐蝕。同時， 由于氧化鎂膜非常疏松，氧化后不能隔絕外層介質，因此，鎂合金在通常的使用中都需要采用防腐處理，以提高鎂合金的耐蝕性。通常鎂合金的防腐處理方法主要包括[K. Kainer, Magnesium, ffiley-VCH, 2009]化學轉化處理，陽極氧化，金屬涂層和激光處理。這四種方法各有不足化學轉化膜較薄、軟，防護能力弱；陽極氧化膜的脆性較大、多孔，在復雜工件上難以得到均勻的氧化膜層；金屬涂層的結合力低和點腐蝕趨勢嚴重；激光處理時易發生氧化、蒸發和產生汽化、氣孔以及熱應力。由此看來，單一方法都很難制備出導熱性能好， 耐熱性能高的抗腐蝕涂層。發明內容
本發明的目的在于提供一種導熱性能好、耐熱溫度高、防腐涂層致密的鎂合金LED 外殼散熱防腐涂料及其制備方法。
本發明的鎂合金LED外殼散熱防腐涂料的化學成分質量比(wt.%)為合金粉 10 80%、高分子樹脂10 80%、有機溶劑10%。上述合金粉的化學成分重量比(wt. %)為 Al 10 80%、Rel 20%。
上述防腐涂料的制備方法1、原料合金粉為99. 9%的鋁錠和含稀土總量為99. 9%的富釔稀土、富釤稀土和富鑭鈰混合稀土粉，稀土粉的粒度為50目；高分子樹脂為聚酰亞胺、聚苯胺和丙烯酸；有機溶劑為四氫呋喃、丙酮和醚。
2、合金粉的制備將鋁錠去除表明氧化皮后，采用鉭坩堝，氬氣保護下，在電阻爐中制備合金錠。先添加鋁錠，再添加稀土，添加前將鋁錠和稀土在200-400 °C充分預熱，每添加一種原料，攪拌10-30分鐘，所有原料都添加完成后，充分攪拌20分鐘。在450-500 V 澆注到鋼模中。然后，將得到的合金在氬氣保護下，在500-600 ！下霧化為100-300目的粉體。
3、混合攪拌將上述金屬粉、高分子樹脂和有機溶劑混合均勻，攪拌120-300分鐘即可。
本發明的防腐涂料的使用方法將上述防腐涂料升溫至150-200°C，然后加入到高壓噴槍中，噴射到預熱好的鎂合金基體上，預熱溫度為150-20(TC。冷卻后，既可得到致密，均勻的耐熱高分子金屬復合導熱涂層。
本發明與現有技術相比具有如下優點1、通過調節鋁粉和稀土粉的量來調節涂層導熱性，可滿足不同的LED器件的需要；2、采用耐高溫的高溫樹脂防止在高溫下涂層和基體分離，保持涂層的持久性；3、工藝簡單，成本低；4、由于主要基體是高分子，可以有效阻止表層金屬和基體之間的原電池腐蝕；5、根據實際使用情況，涂層容易修復，可以連續使用。


圖1是本發明實施例獲得的防腐涂料處理過的AM60合金表面后放置6個月的組織圖。
圖2是本發明實施例獲得的防腐涂料在AZ60合金表面的熱導率圖。
圖3是采用本發明實施例3獲得的涂料處理的LED散熱器件在使用環境中放置了 3年后的形貌圖。
具體實施例方式
實施例1取富釔稀土 10 g、鋁錠990 g，將鋁錠去除表明氧化皮后，采用鉭坩堝，用氬氣保護， 在電阻爐中制備合金錠。先添加鋁錠，再添加富釤稀土，添加前在200 °C充分預熱，每添加一種原料，攪拌10分鐘，所有原料都添加完成后，充分攪拌20分鐘，在450°C澆注到鋼模中。 然后，將得到的合金在氬氣保護下，在500 ！下霧化為100目的粉體。
取上述合金粉100g，聚苯胺樹脂800g，四氫呋喃溶劑100g，混合均勻，攪拌120分鐘，得到鎂合金LED外殼散熱防腐涂料。
使用時將上述涂料升溫至150°C，加入到高壓噴槍中，將該涂料噴射到預熱好的鎂合金基體上，預熱溫度為150°C。冷卻后，既可得到致密，均勻的耐熱高分子金屬復合導熱涂層。
可以看出，采用上述涂料處理過的合金表面光滑，分散十分均勻，放置6個月后， 基本保持本色，沒有涂層的基體已經明顯出現腐蝕坑，色澤完全暗淡，見圖1中Am60+涂層 1。
實施例2取富鑭鈰混合稀土粉200 g、鋁錠800 g，將鋁錠去除表明氧化皮后，采用鉭坩堝，用氬氣保護，在電阻爐中制備合金錠。先添加鋁錠，再添加富釤稀土，添加前在400 °C充分預熱，每添加一種原料，攪拌30分鐘，所有原料都添加完成后，充分攪拌20分鐘，在500°C澆注到鋼模中。然后，將得到的合金在氬氣保護下，在600 ！下霧化為300目的粉體。
取上述合金粉800g，聚酰亞胺樹脂100g，丙酮溶劑100g，混合均勻，攪拌300分鐘， 得到鎂合金LED外殼散熱防腐涂料。
使用時將上述涂料升溫至200°C，加入到高壓噴槍中，將該熔體噴射到預熱好的鎂合金基體上，預熱溫度為200°C。冷卻后，既可得到致密，均勻的耐熱高分子金屬復合導熱涂層。
可以看出，采用上述防腐涂層處理過的合金表面光滑，分散十分均勻，放置6個月后，基本保持本色，沒有涂層的基體已經明顯出現腐蝕坑，色澤完全暗淡，見圖1中AM60+涂層2。
在圖2中可以看出，導熱系數基本和基體合金接近，與基體的匹配效果最佳。
實施例3取富釤稀土 100 g、鋁錠900 g，將鋁錠去除表明氧化皮后，采用鉭坩堝，用氬氣保護， 在電阻爐中制備合金錠。先添加鋁錠，再添加富釤稀土，添加前在300 °C充分預熱，每添加一種原料，攪拌20分鐘，所有原料都添加完成后，充分攪拌20分鐘，在480°C澆注到鋼模中。 然后，將得到的合金在氬氣保護下，在550 ！下霧化為200目的粉體。
取上述金屬粉300g，丙烯酸樹脂600g，醚溶劑100g，混合均勻，攪拌200分鐘，得到鎂合金LED外殼散熱防腐涂料。
使用時將上述涂料升溫至170°C，加入到高壓噴槍中，將該熔體噴射到預熱好的鎂合金基體上，預熱溫度為170°C。冷卻后，既可得到致密，均勻的耐熱高分子金屬復合導熱涂層。
在圖3中可以看出，在正常的大氣環境中，放置了三年后，經過噴涂處理的金屬件表面的散熱涂層依然完整，鎂合金基體沒有發現明顯的腐蝕。
權利要求
1.一種鎂合金LED外殼散熱防腐涂料，其特征在于其化學成分質量比wt. %為合金粉10 80%、高分子樹脂10 80%、有機溶劑10% ；上述合金粉的化學成分重量比Wt. %為 Al 10 80%、Rel 20%。
2.上述鎂合金LED外殼散熱防腐涂料的制備方法，其特征在于(1)合金粉為99.9%的鋁錠和含稀土總量為99. 9%的富釔稀土、富釤稀土和富鑭鈰混合稀土粉，稀土粉的粒度為50目；高分子樹脂為聚酰亞胺、聚苯胺和丙烯酸；有機溶劑為四氫呋喃、丙酮和醚；(2)將鋁錠去除表明氧化皮后，采用鉭坩堝，氬氣保護下，在電阻爐中制備合金錠，先添加鋁錠，再添加稀土，添加前將鋁錠和稀土在200-400 °C充分預熱，每添加一種原料，攪拌 10-30分鐘，所有原料都添加完成后，充分攪拌20分鐘，在450-500 °C澆注到鋼模中，然后將得到的合金在氬氣保護下，在500-600 ！下霧化為100-300目的粉體；(3)將上述金屬粉、高分子樹脂和有機溶劑混合均勻，攪拌120-300分鐘即可。
3.上述鎂合金LED外殼散熱防腐涂料的的使用方法，其特征在于將上述防腐涂料升溫至150-200°C，然后加入到高壓噴槍中，噴射到預熱好的鎂合金基體上，預熱溫度為 150-200°C，噴射完畢冷卻即可。
全文摘要
一種鎂合金LED外殼散熱防腐涂料，其化學成分質量比wt.%為合金粉10～80%、高分子樹脂10～80%、有機溶劑10%；上述合金粉的化學成分重量比wt.%為Al10～80%、Re1～20%。其制備方法主要是采用鉭坩堝，在電阻爐中制備合金錠，然后將得到的合金在氬氣保護下，在500-600℃下霧化為100-300目的粉體；將上述金屬粉、高分子樹脂和有機溶劑混合均勻，攪拌120-300分鐘即可。使用時將上述防腐涂料升溫至150-200℃，然后加入到高壓噴槍中，噴射到預熱好的鎂合金基體上，冷卻即可。本發明工藝簡單，成本低；可保持涂層的持久性，并有效阻止表層金屬和基體之間的原電池腐蝕；涂層容易修復，可以連續使用。
文檔編號B05D5/00GK102492361SQ20111036105
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者彭秋明, 李慧 申請人:燕山大學