CN108753056A - 一种含堇青石的红外辐射涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含堇青石的红外辐射涂料,利用红外辐射材料堇青石,并在表面附着导热材料铜纳米管,不仅把红外辐射材料和传统的导热材料结合在一起,大大提高了成品涂料的导热性能,同时,附着的铜纳米管可以作为堇青石的支柱,与堇青石形成带有空隙的三维结构,解决了排气,进一步提升导热性能,另一方面,堇青石经过铜纳米管的改性能够提高水性氟碳树脂乳液的抗冲击性、附着力、耐腐蚀性等。
Description
技术领域
本发明属于红外辐射涂料技术领域,具体涉及一种含堇青石的红外辐射涂料。
背景技术
由于智能手机、笔记本电脑、智能手表、电视机电子器件的集成度和使用要求越来越高,器件的发热问题越发严重,面临着如何快速高效进行散热的问题。目前常用的散热方式都以热传导为主,但在空气等应用场景中,存在着热量聚集的局限性,而辐射散热材料具有很高的红外发射率,可以实现散热功能,利用红外辐射物质制备而成的红外辐射涂料具有优良的散热效果,已成功运用在电子器件散热方面,对于解决电子器件发热严重的问题有着显著的意义,但是还存在着导热效率低,涂料附着强度欠佳等问题。
发明内容
针对上述问题,本发明旨在提供一种导热效率高,附着力强的。
本发明通过以下技术方案实现:
一种含堇青石的红外辐射涂料,由以下重量份的原料制成:
水性氟碳树脂100-150,堇青石10-20,改性剂30-50,流平剂10-20,润湿分散剂5-10,消泡剂3-5,填料5-10;
水性氟碳树脂固含量为35-45%。
进一步的,所述堇青石经过以下处理:将堇青石放入冷冻干燥箱中,于0~-10℃条件下冷冻干燥1-2h,再以2-3℃/min的速率降低温度至-30-40℃冷冻干燥2-5h,以8-10℃/min的速率升至0~-5℃,冷冻干燥1-2h,取出放入粉碎机粉碎30-60min,然后转入球磨机进行球磨,至粒度为100-5000μm,然后加入到其体积5-10倍的去离子水中,加入3-6份聚乙二醇,超声分散30-60min,得堇青石悬浮液。
进一步的,所述堇青石球磨过程中,不断用酸溶液进行喷雾,间隔5-10min一次,所述酸溶液为质量浓度12-18%的硝酸与质量浓度6-8%的磷酸按照1-2∶1的体积比混合而成的溶液。
进一步的,所述改性剂包含铜纳米管,具体改性方法为:将质量浓度为1-2%硝酸铜溶液滴加到质量浓度为2-5%的氢氧化钠溶液中,30-50℃超声震荡3-6min,然后加入5-10份水合肼、3-4份乙二胺、权利要求2所述堇青石悬浮液,继续超声5-10min后升温至65-70℃,停止超声,利用磁力搅拌装置,低速200-300rpm转速下搅拌反应5-7h,冷却,离心洗涤沉淀2-3次,所得物放入真空干燥箱中,100-130℃干燥10-20h。
进一步的,所述填料包括氮化硅、二氧化钛、氧化镁中的一种或几种。
进一步的,所述流平剂为聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液;所述润湿分散剂为改性聚氨酯;所述消泡剂为聚甲基丙烯酸酯。
进一步的,所述增稠剂为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素中的一种或几种。
本发明的有益效果:本发明利用红外辐射材料堇青石,并在表面附着导热材料铜纳米管,不仅把红外辐射材料和传统的导热材料结合在一起,大大提高了成品涂料的导热性能,同时,附着的铜纳米管可以作为堇青石的支柱,与堇青石形成带有空隙的三维结构,解决了排气,进一步提升导热性能,另一方面,堇青石经过铜纳米管的改性能够提高水性氟碳树脂乳液的抗冲击性、附着力、耐腐蚀性等;堇青石经过分段低温冷冻干燥处理后,内部结构发生纾解,提高了粉碎和球磨效率,使得到的堇青石粉末更加均匀、细腻,配合酸溶液的处理,堇青石粉末表面活性位点增多,增大了后续铜纳米管的附着力,也提高了所得涂料的附着力;在对堇青石改性过程中,利用水合肼的还原作用,在堇青石表面原位生成铜纳米管,增强了涂料的热导率;氮化硅、二氧化钛、氧化镁无机填料的加入使所得涂料覆盖率强,成膜厚度均匀,提高了涂料的抗冲击性、附着力、耐腐蚀性和散热性能等。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明,但并不是对本发明的限制。
实施例1
一种含堇青石的红外辐射涂料,由以下重量份的原料制成:
水性氟碳树脂100,堇青石10,改性剂30,流平剂10,润湿分散剂5,消泡剂3,填料5;
水性氟碳树脂固含量为35%。
进一步的,所述堇青石经过以下处理:将堇青石放入冷冻干燥箱中,于-2℃条件下冷冻干燥1h,再以2℃/min的速率降低温度至-30℃冷冻干燥2h,以8℃/min的速率升至0℃,冷冻干燥1h,取出放入粉碎机粉碎30min,然后转入球磨机进行球磨,至粒度为100μm,然后加入到其体积5倍的去离子水中,加入3份聚乙二醇,超声分散30min,得堇青石悬浮液。
进一步的,所述堇青石球磨过程中,不断用酸溶液进行喷雾,间隔5min一次,所述酸溶液为质量浓度12%的硝酸与质量浓度6%的磷酸按照1∶1的体积比混合而成的溶液。
进一步的,所述改性剂包含铜纳米管,具体改性方法为:将质量浓度为1-2%硝酸铜溶液滴加到质量浓度为2-5%的氢氧化钠溶液中,30℃超声震荡3min,然后加入5份水合肼、3份乙二胺、权利要求2所述堇青石悬浮液,继续超声5min后升温至65℃,停止超声,利用磁力搅拌装置,低速200rpm转速下搅拌反应5h,冷却,离心洗涤沉淀2次,所得物放入真空干燥箱中,100℃干燥10h。
进一步的,所述填料包括氮化硅、二氧化钛、氧化镁中的一种或几种。
进一步的,所述流平剂为聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液;所述润湿分散剂为改性聚氨酯;所述消泡剂为聚甲基丙烯酸酯。
进一步的,所述增稠剂为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素中的一种或几种。
实施例2
一种含堇青石的红外辐射涂料,由以下重量份的原料制成:
水性氟碳树脂130,堇青石15,改性剂40,流平剂15,润湿分散剂7,消泡剂4,填料7;
水性氟碳树脂固含量为40%。
进一步的,所述堇青石经过以下处理:将堇青石放入冷冻干燥箱中,于-6℃条件下冷冻干燥1h,再以2℃/min的速率降低温度至-35℃冷冻干燥4h,以9℃/min的速率升至-2℃,冷冻干燥1h,取出放入粉碎机粉碎50min,然后转入球磨机进行球磨,至粒度为1000μm,然后加入到其体积8倍的去离子水中,加入4份聚乙二醇,超声分散50min,得堇青石悬浮液。
进一步的,所述堇青石球磨过程中,不断用酸溶液进行喷雾,间隔8min一次,所述酸溶液为质量浓度15%的硝酸与质量浓度7%的磷酸按照1∶1的体积比混合而成的溶液。
进一步的,所述改性剂包含铜纳米管,具体改性方法为:将质量浓度为2%硝酸铜溶液滴加到质量浓度为3%的氢氧化钠溶液中,40℃超声震荡5min,然后加入8份水合肼、4份乙二胺、权利要求2所述堇青石悬浮液,继续超声7min后升温至68℃,停止超声,利用磁力搅拌装置,低速250rpm转速下搅拌反应6h,冷却,离心洗涤沉淀3次,所得物放入真空干燥箱中,110℃干燥15h。
进一步的,所述填料包括氮化硅、二氧化钛、氧化镁中的一种或几种。
进一步的,所述流平剂为聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液;所述润湿分散剂为改性聚氨酯;所述消泡剂为聚甲基丙烯酸酯。
进一步的,所述增稠剂为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素中的一种或几种。
实施例3
一种含堇青石的红外辐射涂料,由以下重量份的原料制成:
水性氟碳树脂150,堇青石20,改性剂50,流平剂20,润湿分散剂10,消泡剂5,填料10;
水性氟碳树脂固含量为45%。
进一步的,所述堇青石经过以下处理:将堇青石放入冷冻干燥箱中,于-10℃条件下冷冻干燥2h,再以3℃/min的速率降低温度至40℃冷冻干燥5h,以10℃/min的速率升至-5℃,冷冻干燥2h,取出放入粉碎机粉碎60min,然后转入球磨机进行球磨,至粒度为5000μm,然后加入到其体积10倍的去离子水中,加入6份聚乙二醇,超声分散60min,得堇青石悬浮液。
进一步的,所述堇青石球磨过程中,不断用酸溶液进行喷雾,间隔10min一次,所述酸溶液为质量浓度18%的硝酸与质量浓度8%的磷酸按照2∶1的体积比混合而成的溶液。
进一步的,所述改性剂包含铜纳米管,具体改性方法为:将质量浓度为2%硝酸铜溶液滴加到质量浓度为5%的氢氧化钠溶液中,50℃超声震荡6min,然后加入10份水合肼、4份乙二胺、权利要求2所述堇青石悬浮液,继续超声10min后升温至70℃,停止超声,利用磁力搅拌装置,低速300rpm转速下搅拌反应7h,冷却,离心洗涤沉淀3次,所得物放入真空干燥箱中,130℃干燥20h。
进一步的,所述填料包括氮化硅、二氧化钛、氧化镁中的一种或几种。
进一步的,所述流平剂为聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液;所述润湿分散剂为改性聚氨酯;所述消泡剂为聚甲基丙烯酸酯。
进一步的,所述增稠剂为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素中的一种或几种。
对比实施例1
本对比实施例相比于实施例1,省略了堇青石的处理步骤,除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例相比于实施例1,省略了堇青石的改性步骤,处理之外的方法步骤尽相同。
热导率测试:采用多功能固体密度测试仪对涂层固化后的薄膜密度进行测试,采用差示扫描量热仪对样品在升温过程中的热量变化进行测试,采用激光热导仪测试涂层的热扩散系数,根据测试的密度和比热容以及涂层热扩散系数计算涂层热导率。
附着力测试:涂层附着力测试按照GB/9286-1988《划格法》进行。
其测试结果如表1所示:
表1
热导率(W/m·K) | 附着力(级) | |
实施例1 | 9.7 | 5 |
实施例2 | 9.5 | 5 |
实施例3 | 9.8 | 5 |
对比实施例1 | 5.7 | 3 |
对比实施例2 | 6.4 | 3 |
由表1可以看出,本发明制备的红外辐射涂料具有较强的热导率,导热性能优越,同时涂料具有良好的附着性能。
Claims (7)
1.一种含堇青石的红外辐射涂料,其特征在于,由以下重量份的原料制成:
水性氟碳树脂100-150,堇青石10-20,改性剂30-50,流平剂10-20,润湿分散剂5-10,消泡剂3-5,填料5-10;
所述水性氟碳树脂固含量为35-45%。
2.根据权利要求1所述的一种含堇青石的红外辐射涂料,其特征在于,所述堇青石经过以下处理:将堇青石放入冷冻干燥箱中,于0~-10℃条件下冷冻干燥1-2h,再以2-3℃/min的速率降低温度至-30-40℃冷冻干燥2-5h,以8-10℃/min的速率升至0~-5℃,冷冻干燥1-2h,取出放入粉碎机粉碎30-60min,然后转入球磨机进行球磨,至粒度为100-5000μm,然后加入到其体积5-10倍的去离子水中,加入3-6份聚乙二醇,超声分散30-60min,得堇青石悬浮液。
3.根据权利要求2所述一种含堇青石的红外辐射涂料,其特征在于,所述堇青石球磨过程中,不断用酸溶液进行喷雾,间隔5-10min一次,所述酸溶液为质量浓度12-18%的硝酸与质量浓度6-8%的磷酸按照1-2∶1的体积比混合而成的溶液。
4.根据权利要求1所述的一种含堇青石的红外辐射涂料,其特征在于,所述改性剂包含铜纳米管,具体改性方法为:将质量浓度为1-2%硝酸铜溶液滴加到质量浓度为2-5%的氢氧化钠溶液中,30-50℃超声震荡3-6min,然后加入5-10份水合肼、3-4份乙二胺、权利要求2所述堇青石悬浮液,继续超声5-10min后升温至65-70℃,停止超声,利用磁力搅拌装置,低速200-300rpm转速下搅拌反应5-7h,冷却,离心洗涤沉淀2-3次,所得物放入真空干燥箱中,100-130℃干燥10-20h。
5.根据权利要求1所述的一种含堇青石的红外辐射涂料,其特征在于,所述填料包括氮化硅、二氧化钛、氧化镁中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种含堇青石的红外辐射涂料,其特征在于,所述流平剂为聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液;所述润湿分散剂为改性聚氨酯;所述消泡剂为聚甲基丙烯酸酯。
7.根据权利要求1所述的一种含堇青石的红外辐射涂料,其特征在于,所述增稠剂为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素中的一种或几种。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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