石墨烯復合材料散熱涂層技術在大功率LED燈具上的應用——2019神燈獎申報技術

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項目名稱：  石墨烯復合材料散熱涂層技術在大功率LED燈具上的應用

Application of Graphene Composite Heat Dissipation Coating Technology in High-Power LED Lamps

申報單位：  湖州明朔光電科技有限公司

綜合介紹或申報理由：

石墨烯作為新型材料之一，具有極高的熱導率，單層石墨烯薄膜的導熱能力達到5.3kW·(m·K)-1，遠高于傳統(tǒng)的導熱材料。 熱界面材料的導熱性能主要通過導熱填料構筑導熱通路而發(fā)揮作用，而導熱通路的構筑受導熱填料在基體中的相容性及分散性影響較大。研究發(fā)現(xiàn)石墨烯具有的自潤滑和高結合特性，可以連續(xù)轉移并減少熱界面材料油性介質和無機粒子的摩擦系數(shù)，這對于形成高流動性懸浮液非常有利，可顯著提升導熱填料在基體中的飽和極限濃度以及實現(xiàn)高導熱通路的構建；其次氧化石墨烯表面富含極性基團，可進一步接枝不同化學基團，達到調節(jié)復合體系相容性及拓展新功能等目的。 利用石墨烯的該特性制備RLCP型石墨烯散熱涂料，應用于LED燈具的輻射散熱，大幅提升散熱能力，解決了在狹小密閉空間內的散熱效率。 涂層散熱機理：結晶紫內酯等作為電子給予體，氧化石墨烯作為電子接受體，雙酚A調節(jié)電子躍遷溫度轉化點，通過吸收熱能，完成電子躍遷，成功將部分熱能轉化為化學能消耗掉。

主要技術參數(shù)：

相變點40℃~100℃可控；發(fā)熱金屬表面經RLCP型石墨烯散熱涂料噴涂處理后可降溫15~20%。

http://www.msdzbj.com/product.aspx?proid=3

（包含以下3份測試報告：1、石墨烯復合散熱材料對大功率LED模組散熱性能影響測試報告；2、石墨烯散熱大功率LED模組配光曲線測試報告；3、石墨烯散熱大功率LED模組光衰測試報告）

與國內外同類產品或同類技術的比較情況：

國內外無同類產品技術

經濟評價分析：

將該技術應用于大功率LED照明產品中，在同等光通量下使LED路燈散熱器體積縮小至原來的1/3，不僅大幅降低物料成本，且實現(xiàn)LED路燈的無損改造，即在原有鈉燈燈殼內部替換LED光源模組，大幅降低安裝維護成本。同時，光源模組的小型化應用開發(fā)出智慧燈頭產品，可在路燈頭內部集成攝像頭、IP廣播、無線路燈控制器、LoRa/NB-IoT網關和工業(yè)無線AP等智能設備，充分體現(xiàn)產品先進性、經濟性、安全性和統(tǒng)一性的綜合優(yōu)勢。

技術及工藝創(chuàng)新要點：

創(chuàng)造性的發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯的自潤滑和可接枝特性，既可顯著提高導熱填料在體系中飽和極限濃度，形成良好的導熱通路，又可引入具有相變特征的外部基團，以熱能向化學能轉化的方式，實現(xiàn)二次降溫。

實際運用案例和用戶評價意見：

1、2018年實施杭州主城區(qū)LED節(jié)能改造項目，節(jié)能率高達70%。

2、2017年完成黑龍江省牡丹江市路燈節(jié)能改造項目，采用1900K“全光譜黃光、高光效”石墨烯散熱LED模組進行LED改造，國內首次且唯一實現(xiàn)鈉燈光色的LED改造案例。

3、2016年完成北京城市副中心通州路燈節(jié)能改造項目，地面亮度提升4倍，節(jié)能率官方實測為72%。

4、2014年完成湖州長興縣主城區(qū)LED節(jié)能改造，是全國首例不更換燈殼進行LED升級的路燈改造項目，綜合節(jié)能率高達77%。
       

獲獎、專利情況：

技術評級（鑒定文件）： 北京理工大學爆炸科學與技術國家重點實驗室《石墨烯復合散熱材料對大功率LED模組散熱性能影響測試報告》

專利證書：

發(fā)明專利-一種導熱硅脂組合物（201210119361.9）

發(fā)明專利-一種氟樹脂散熱涂料及其制備方法（201310089504.0）

發(fā)明專利-一種新型相變材料組合物（201310714156.1）

發(fā)明專利-一種可逆儲能材料及其制備方法（201810605586.2）

項目獲獎證書：

1、RLCP石墨烯流體散熱技術獲得“2018中國（行業(yè)）十大創(chuàng)新技術”

2、石墨烯散熱LED路燈模組、石墨烯散熱LED路燈燈管、LED耐高熱輻射工況燈具獲得2018年“全國電子節(jié)能環(huán)保優(yōu)秀推薦產品技術”

3、通州區(qū)28條道路LED路燈改造工程獲2017“中國石墨烯產業(yè)典型應用示范項目”，明朔石墨烯散熱技術在LED照明方面的產業(yè)化應用助力東旭光電獲得2017“石墨烯產業(yè)杰出貢獻獎”

4、石墨烯散熱耐高熱輻射工礦燈項目2016中國（京津冀）國際石墨烯創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽一等獎

5、石墨烯散熱耐高熱輻射工礦燈入選2017年北京市節(jié)能低碳技術產品及示范案例推薦目錄

6、石墨烯散熱大功率LED模組入選石墨烯散熱大功率LED模組及2016年北京市節(jié)能低碳技術產品及示范案例推薦目錄

7、石墨烯散熱大功率LED模組入選2017年“全國電子節(jié)能重點推薦產品技術”

申報單位介紹：

湖州明朔光電科技有限公司為東旭光電（股票代碼000413）控股子公司，是一家以RLCP型石墨烯復合材料為核心技術，專業(yè)提供大功率LED照明設備及照明綜合解決方案，以及石墨烯復合材料在其他領域應用的高新技術企業(yè)。公司依托強大的新材料研究能力，與北京理工大學和浙江大學形成產學研一體化戰(zhàn)略合作，在綠色照明和城市大數(shù)據(jù)運營的硬件板塊成為行業(yè)領軍企業(yè)，成為城市基礎設施大數(shù)據(jù)運營服務的硬件平臺，未來城市的數(shù)據(jù)節(jié)點解決方案提供商。

產品圖片：