CN101573403A

CN101573403A - 优良的散热黑色树脂组合物、使用所述组合物处理镀锌钢板的方法以及藉此处理得到的钢板

Info

Publication number: CN101573403A
Application number: CNA2007800487580A
Authority: CN
Inventors: 赵斗焕; 李在隆; 卢相杰; 金辰泰; 李熙宽
Original assignee: Posco Co Ltd
Current assignee: Posco Holdings Inc
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2027-12-26
Also published as: CN101573403B; KR100804934B1

Abstract

本发明提供了一种具有优良物理性质(例如散热性质、可加工性、耐蚀性、耐溶剂性、涂层粘附力和光泽)、不含铬并且可用于表面处理镀锌钢板的散热黑色树脂组合物、一种用于处理镀锌钢板的方法和一种藉此处理的镀锌钢板。所述散热黑色树脂组合物，包括，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物∶10－60重量份的树脂组合物，其中将至少一种主要树脂和一种三聚氰胺基固化剂以10∶2－7的重量比混合，所述主要树脂选自聚酯类树脂、环氧树脂、聚烯烃树脂、聚氨酯树脂、氟树脂、酚树脂、丙烯酸树脂和聚碳酸酯树脂；1－10重量份的至少一种选自炭黑和碳纳米管的颜料；1－10重量份的消光剂；以及余量的溶剂。另外，所述使用散热黑色树脂组合物处理钢板的方法包括：用所述散热黑色树脂组合物涂覆钢板，以使得干涂膜的厚度范围为3－30微米；并且干燥所述散热黑色树脂组合物，并按照所述方法处理该钢板。经所述树脂涂覆的钢板包括树脂薄层、显示出优良的吸热/散热性质、具有优良的物理性质(例如耐蚀性、压力加工性、表面导电性和耐溶剂性)，并且由于它不含铬组分所以是环境友好的。

Description

优良的散热黑色树脂组合物、使用所述组合物处理镀锌钢板的方法以及藉此处理得到的钢板

技术领域

本发明涉及一种具有优良物理性质(例如散热性质、可加工性和耐蚀性)的散热(heat-dissipating)黑色树脂组合物、一种用于处理镀锌钢板的方法和一种藉此处理得到的钢板；更具体而言，涉及一种具有优良物理性质(例如散热性质、可加工性、耐蚀性、耐溶剂性、涂层粘附力和光泽)、不含铬并且可用于表面处理镀锌钢板的散热黑色树脂组合物、一种用于处理镀锌钢板的方法和一种藉此处理的镀锌钢板。

背景技术

最近，由于生产具有高性能和高功能的小型电子设备时电子部件和电路中热值(HV)的增加，电子设备的内部温度增加，这造成了许多问题，例如半导体设备的错误运行、电阻器部件性质的不合需要变化以及它们部件的寿命缩短。已使用多种不同技术来作为解决这些问题的热辐射方法。散热器、风扇和管道已被用于所述热辐射，但是最近使用的优良的散热材料产生了多种不同的显著优势和效果。

从上述观点看，已在努力赋予钢板吸热和/或散热性质。即，在努力通过下述方法赋予钢板吸热和/或散热性质：将颜料——如炭黑和二氧化钛——与聚合树脂混合以形成所述钢板上的涂层，所述颜料在红外波长范围内具有优良的热辐射率。当这些方法应用于使用箱式钢板的电子设备时，可能会有效地从所述电子设备辐射出内部热量。

在使用这些方法时，颜料应大量存在以便产生优良的吸热和/或散热性质。结果，制造成本上升，并且由于涂层很厚而导致电阻较高。需要具有静电接地性质(electrostaic earth property)以防止所述电子设备中产生电磁波，因此钢板应具有良好的表面导电性。

为了制造具有表面导电性和电磁波屏蔽性的钢板，近年来还已使用了这样一种方法，所述方法包括：将昂贵的金属粉末例如Ni和Cu加入到用于表面处理钢板的树脂组合物中。然而，该技术的缺点是制造成本较高并且在压光过程中形成划痕。最近还提出了一种通过以下方法制备的经黑色树脂涂覆的钢板：对Zn-Ni钢板的表面进行黑氧化并且用一种树脂组合物涂覆所述钢板；但是该方法存在的问题是难以制造表面良好且光滑的钢板，并且所述钢板在产生耐蚀性和优良的表面导电性方面受到限制。

发明内容

技术问题

已作出本发明以解决现有技术中存在的前述问题，因此本发明的一个目的是提供一种具有优良物理性质(例如散热性质、可加工性、耐蚀性、耐溶剂性、涂层粘附力和光泽)、不含铬并且可用于表面处理镀锌钢板的散热黑色树脂组合物。

本发明的另一个目的是提供一种使用本发明的散热黑色树脂组合物处理钢板的方法。

本发明的还有一个目的是提供一种通过本发明的方法处理得到的经树脂处理的钢板，其中所述钢板具有优良物理性质如散热性质、可加工性、耐蚀性、耐溶剂性、涂层粘附力和光泽，并且不含铬。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种散热黑色树脂组合物，该组合物包括：10-60重量份的树脂组合物，其中将至少一种主要树脂和一种三聚氰胺基固化剂以10∶2-7的重量比混合，所述主要树脂选自聚酯类树脂、环氧树脂、聚烯烃树脂、聚氨酯树脂、氟树脂、酚树脂、丙烯酸树脂和聚碳酸酯树脂；1-10重量份的至少一种选自炭黑和碳纳米管的颜料；1-10重量份的消光剂；以及余量的溶剂，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物。

根据本发明的另一个方面，提供了一种使用散热黑色树脂组合物处理钢板的方法，所述方法包括：用本发明的散热黑色树脂组合物涂覆钢板，以使得干涂膜的厚度范围为3-30(微米)；并且干燥所述用于涂覆钢板的散热黑色树脂组合物。

根据本发明的还有一个方面，提供了这样一种钢板，该钢板包括由干涂膜形成的散热黑色树脂层，所述干涂膜由本发明的所述散热黑色树脂组合物涂覆而成并且其厚度为3-30(微米)。

有益效果

与常规的散热黑色树脂组合物相比，用本发明的散热黑色树脂组合物涂覆的镀锌钢板包括树脂薄层、显示出优良的吸热/散热性质、具有优良的物理性质(例如耐蚀性、压力加工性、表面导电性和耐溶剂性)，并且由于它不含铬组分所以是环境友好的。

附图说明

图1为示例说明本发明一个示例性实施方案的在基础钢板的一个表面上形成散热黑色树脂层的镀锌钢板的截面侧视图。

图2为示例说明本发明另一个示例性实施方案的在基础钢板的两个表面上均形成散热黑色树脂层的镀锌钢板的截面侧视图。

图3为示例说明本发明实施方案中所用的用于测量吸热/散热性质的试验计的图。

图4为示例说明通过测量本发明实施例16以及比较实施例3-5的钢板的散热温度所获得结果的图。

具体实施方式

本发明的散热黑色树脂组合物可用于表面处理以赋予钢板优良的物理性质例如散热性质、可加工性、耐蚀性、耐溶剂性、涂层粘附力和光泽，并且不含铬。本文中，如下混合所述散热黑色树脂组合物。具体而言，当将本发明的散热黑色树脂组合物与所选树脂及三聚氰胺基固化剂一起使用时，所述树脂组合物的上述物理性质得到了改进。

所述主要树脂的实例——它可用于本发明的散热黑色树脂组合物中——包括但不具体限于聚酯类树脂、环氧树脂、聚烯烃树脂、聚氨酯树脂、氟树脂、酚树脂、丙烯酸树脂和聚碳酸酯树脂。所述主要树脂可单独使用或以其结合物的形式使用。

优选使用分子量为2000-20000的树脂作为所述主要树脂。当所述主要树脂的分子量低于2000时，涂层的耐溶剂性不足；而当所述主要树脂的分子量超过20000时，所述树脂组合物的溶液稳定性不足。

三聚氰胺基固化剂可用作所述固化剂，所述固化剂的实例包括但不具体限于三聚氰胺、丁氧基甲基三聚氰胺、六甲氧基甲基三聚氰胺和三甲氧基甲基三聚氰胺。所述三聚氰胺基固化剂可单独使用或以其结合物的形式使用。

本发明的散热黑色树脂组合物为一种其中所述主要树脂与所述三聚氰胺基固化剂以10∶2-7、优选10∶3-5的重量比混合的树脂组合物。本文中，所述主要树脂和所述固化剂可与10-60重量份的所述树脂组合物混合，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物。

所述主要树脂和所述三聚氰胺基固化剂的混合比例超出10∶2-7的范围时，难以形成紧密的膜，这导致所述涂层的物理性质变差。

当由所述主要树脂和三聚氰胺基固化剂制备的树脂组合物的含量少于10重量份时，耐蚀性和可加工性得不到充分地提高；而当所述树脂组合物的含量超过60重量份时，由于树脂含量过多导致所述树脂组合物的粘度增加，表面导电性降低以及由于高粘度而导致所述涂层的物理性质下降。

当将所述颜料加入到本发明的散热黑色树脂组合物中时，炭黑和/或碳纳米管可以1-10重量份的含量混入、优选3-7重量份，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物。当所加入颜料的含量少于1重量份时，难以产生足够的吸热和/或散热性质。相反，当所述颜料的含量超过10重量份时，溶液的粘度会变粘稠，并且耐溶剂性和涂层粘附力会降低，这会导致所述树脂组合物的物理性质下降。

当将颜料加入到本发明的散热黑色树脂组合物中时，炭黑和/或碳纳米管包括，例如Printex^TM(Degussa，Germany)、Highblack^TM(KoreaCarbon Black Co.)等。所述颜料可单独使用或以其结合物的形式使用。

所述颜料的平均粒子直径优选为10-30纳米。当所述颜料的平均粒子直径低于10纳米时，所述树脂组合物不容易分散；而当所述颜料的平均粒子直径超过30纳米时，所述树脂组合物的粘度会过度增加。

加入到本发明的散热黑色树脂组合物中的消光剂包括但不限于二氧化硅、氧化镁、氧化锆、氧化铝和二氧化钛。所述消光剂可单独使用或者以其结合物的形式使用。

所述消光剂的平均粒径优选为10微米或更小。当所述消光剂的平均粒径超过10微米时，所述涂层的物理性质可能会降低。由于平均粒径为10微米或更小的消光剂适用于本发明的树脂组合物中，所以任何平均粒径小于10微米的消光剂均可用于本发明中。然而，对消光剂平均粒径的下限没有特别的限制。

所述消光剂可以1-10重量份的含量混入，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物。当所述消光剂的含量低于1重量份时，不能赋予家用电子设备想要的光泽；而当所述消光剂的含量超过10重量份时，由于光泽较弱导致钢板几乎不具有美观效果。

为提高经所述散热黑色树脂组合物以及所述主要树脂、三聚氰胺基固化剂、颜料和消光剂处理的钢板的物理性质，如果需要，本发明的散热黑色树脂组合物可包括至少一种选自交联促进剂、蜡、固化催化剂、颜料抗凝结剂、消泡剂、磷酸盐基添加剂、硅烷化合物等的物质。

所述交联促进剂可任选添加，以促进所述散热黑色树脂组合物的固化并且维持和提高涂层的耐蚀性。本文中，所述交联促进剂包括但不具体限于钛化合物和/或锆化合物。

钛化合物的实例包括但不具体限于异丙基双三乙醇胺钛酸酯、乳酸钛螯合物和乙酰丙酮络钛。锆化合物的实例包括但不具体限于乳酸锆、乙酰基丙酮酸锆和三乙醇胺化锆(zirconium triethanolaminate)。作为交联促进剂，钛化合物和/或锆化合物可单独使用或者以其结合物的形式使用。

所用交联促进剂的含量最高可达5重量份、优选0.5-5重量份，基于100重量份的本发明的散热黑色树脂组合物。当交联促进剂的含量超过5重量份时，随着所用固化促进剂的量增加，难以进一步提高所述树脂组合物的物理性质，并且制造成本增加。由于交联促进剂为任选添加的组分，对交联促进剂混合量的下限没有特别限制；但是所混入交联促进剂的含量优选为0.5重量份或更高，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物，以便促使所述散热黑色树脂组合物得到充分固化并且确保涂层的高耐蚀性。

还可加入润滑蜡以赋予本发明的散热黑色树脂组合物自动润滑特性。所述蜡包括但不具体限于聚烯烃蜡、酯蜡和聚乙烯蜡。所述蜡可单独使用或以其结合物的形式使用。

优选使用粒径为0.1-2.0微米的蜡作为润滑蜡。当所述蜡的粒径小于0.1微米时，由于缺乏润滑特性导致其不是想要的；而当蜡的粒径超过2.0微米时，所述树脂组合物的溶液稳定性下降。

所述蜡可以5重量份或更少的含量混入，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物。当所述蜡的含量超过5重量份时，随着所述蜡含量的不断增加，润滑效果不会进一步改善，相反所述树脂组合物的所需物理性质例如耐蚀性和贮藏稳定性会显著下降。由于蜡为任选混入的组分，所以对所述蜡混入量的下限没有特别限制；但是所混入蜡的含量优选为0.1重量份或更多，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物，以便确保随着蜡的添加而使涂层获得足够的润滑特性并且提高其加工性能和易成型性。

还可将固化催化剂加入到本发明的散热黑色树脂组合物中。所述催化剂包括但不具体限于十二烷基苯磺酸和对甲苯磺酸。所述催化剂可单独使用或以其结合物的形式使用。所混入催化剂的含量可最高达5重量份，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物。当所述催化剂的含量超过5重量份时，所述树脂组合物的溶液稳定性可能会降低。由于所述固化催化剂为任选添加的组分，所以对所述固化催化剂混入量的下限没有特别限制；但是所混入固化催化剂的含量优选为0.1重量份或更高，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物，以便随着固化催化剂的添加而在固化反应中表现出充分的催化性能，并且因此用所述树脂组合物的涂膜完全包覆钢板。

需要时，还可将一种用于防止颜料凝结的分散剂加入到本发明的散热黑色树脂组合物中。所述分散剂包括但不具体限于一种名为BYK-170(BYK Chemie)的产品。

所混入用于防止颜料凝结的分散剂的含量可最高达2重量份，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物。当所述用于防止颜料凝结的分散剂的含量超过2重量份时，形成于钢板之上的所述树脂组合物涂层的物理性质可能会降低。由于所述用于防止颜料凝结的分散剂为任选添加的组分，所以对所述用于防止颜料凝结的分散剂的混入量下限没有特别限制；但是所述用于防止颜料凝结的分散剂的混入量优选为0.1重量份或更高，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物，以便确保随着所述分散剂的添加对颜料的分散产生足够的作用。

消泡剂可被任选加入到所述散热黑色树脂组合物中，目的是消除气泡。所述消泡剂包括N-甲基乙醇胺、N-乙基乙醇胺和N-甲基丙醇胺，并且它们可单独使用或者以其的结合物的形式使用。

所混入消泡剂的含量可最高达2重量份，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物。当所述消泡剂的含量超过2重量份时，所述带涂层钢板表面的涂层质量可能会降低。由于消泡剂为任选加入的组分，所以对消泡剂混入量的下限没有特别限制；但是所混入消泡剂的含量优选为0.1重量份或更高，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物，以便随着所述消泡剂的加入而表现出足够的消泡作用。

磷酸盐基添加剂可被任选加入以控制其增加的碱度并且提高其耐溶剂性和贮藏稳定性，所述碱度是在将陶瓷粉末——例如二氧化硅、氧化铝等——用于所述散热黑色树脂组合物中时增加的。

所述磷酸盐基添加剂包括但不具体限于磷酸锌、磷酸镁等，并且它们可单独使用或以其结合物的形式使用。

所混入磷酸盐基添加剂的含量可最高达2重量份，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物。当所述磷酸盐基添加剂的含量超过2重量份时，可能由于极其强的酸度而导致所述散热黑色树脂组合物凝结，这会对稳定贮藏造成损害。由于所述磷酸盐基添加剂为任选添加的组分，所以对所述磷酸盐基添加剂的混入量下限没有特别限制；但是所混入磷酸盐基添加剂的含量优选为0.1重量份或更高，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物，以便对碱度的降低表现出充分的作用。

需要时，还可将硅烷化合物加入到本发明的散热黑色树脂组合物中。所述硅烷化合物的作用是强化涂层和改善其光泽。例如，所述硅烷化合物包括但不具体限于3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、3-甲基乙醛丙基三甲氧基硅烷(3-methaglyoxypropyltrimethoxy silane)、3-巯丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷和γ-环氧丙氧基三甲基二甲氧基硅烷。所述硅烷化合物可单独使用或以其结合物的形式使用。

所混入硅烷化合物的含量可最高达2重量份，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物。当所述硅烷化合物的含量超过2重量份时，在所述涂层中存在未反应的硅烷化合物，并且因此涂层的物理性质可能会降低且可能导致树脂凝结，这会对所述树脂组合物的贮藏稳定性造成损害。由于所述硅烷化合物为任选加入的组分，所以对所述硅烷化合物混入量的下限没有特别限制；但是所混入硅烷化合物的含量优选为0.1重量份或更高，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物，以便随着所述硅烷化合物的加入而表现出足够光泽并形成强的涂层。

本发明的散热黑色树脂组合物中的剩余部分为溶剂，所述溶剂包括甲苯、溶剂石脑油、溶纤剂、乙酸溶纤剂、丁基溶纤剂等。所述溶剂可单独使用或以其结合物的形式使用。

根据溶剂的含量来控制所述散热黑色树脂组合物的粘度，对所述溶剂的含量没有特别限制，但是可通过本领域普通技术人员已知的方法将所述溶剂调整到一个适合的含量范围。本发明并没有特别限制所述溶剂的含量，但是优选将所述溶剂的含量调整到一个其中所述树脂组合物具有适合粘度的含量范围，所述适合粘度为使得需要花费20-200秒才能使所述树脂组合物流入到4号福特杯中。

下文中，将对所述使用本发明的散热黑色树脂组合物处理钢板的方法进行如下详细描述。

首先，将钢板用本发明的散热黑色树脂组合物涂覆，使得干涂膜的厚度可以为3-30微米，并且优选5-20微米。当将钢板用所述散热黑色树脂组合物涂覆以使得干涂膜的厚度可少于3微米时，所述涂层的耐溶剂性和散热性质较弱；而当所述干涂膜厚度超过30微米时，制造成本可能会增加。

作为钢板，本发明中可使用镀锌钢板，特别是热浸镀锌钢(galvanizing steel)(GI)、合金化热镀锌钢(GA)和电镀锌钢。不锈钢板还可用本发明的散热黑色树脂组合物处理。

本发明的散热黑色树脂组合物可被涂敷到钢板的一个侧面或两个侧面。本发明并未具体限制上述涂敷，所述涂敷可以任何常规方法来实施。例如，绕线棒刮涂器或辊涂机方法可用作上述涂敷。

钢板用所述散热黑色树脂组合物通过以下方式进行处理：用所述散热黑色树脂组合物涂覆所述钢板，然后干燥所述经涂覆的散热黑色树脂组合物。本发明并未具体限制上述干燥操作，所述干燥操作可使用热风加热系统或感应加热系统实施。

对于热风加热系统，所述树脂组合物可在160-340摄氏度(C)的环境温度下干燥10-50秒。当环境温度低于160摄氏度时，所述树脂组合物的固化时间过长。相反，当环境温度超过340摄氏度时，烘箱的性能无法达到这个温度。此外，当将所述涂覆组合物在所述温度范围下干燥10-50秒时，它会得到充分干燥。当干燥时间短于10秒时，所述组合物得不到充分干燥；而当干燥时间超过50秒时，所述干燥操作不经济。

对于感应加热系统，所述树脂组合物可在3-15kW的功率下于5-50MHz的频率范围内干燥1-10秒。当频率范围、功率和干燥时间分别在5-50MHz、3-15kW和1-10秒的范围之外时，所述涂覆组合物得不到充分干燥、固化时间延长或干燥操作不经济。因此，需要在所述条件(例如所述频率范围、功率和干燥时间)范围内干燥所述树脂组合物。

在将所述钢板用所述散热组合物涂覆之后，所述散热组合物可在较低的温度下固化。本文中，干燥温度被称为最高金属温度(PMT)，并且所述组合物优选在150-280摄氏度的温度下干燥。于低于150摄氏度的温度下干燥会花费较长的时间来充分干燥所述树脂组合物，而额外的温度增加是不经济的，因为可以在约280摄氏度下充分干燥所述树脂组合物。

按照本发明方法用本发明的散热黑色树脂组合物处理的钢板的构成，为其薄膜在钢板的一个侧面或两个侧面上形成的散热性黑色树脂涂层；更具体而言，为用本发明的散热黑色树脂组合物涂覆的并且在所述组合物干燥时厚度为3-30微米(优选厚度为5-20微米)的涂膜。本文中，所述涂膜不含铬，并且具有优良的物理性质，例如散热性质、可加工性(特别是压力加工性)、耐蚀性、耐溶剂性、涂层粘附力和光泽。

图1和2为示例说明一种本发明的散热黑色树脂钢板的截面侧视图。如图1中所示，所述本发明的钢板可通过在钢板的两侧形成镀锌层以及在所述镀锌层的两个侧面上形成树脂层制备，所述树脂层是由本发明的散热黑色树脂组合物构成的；但本发明并不特别局限于此。此外，如图2中所示，所述本发明的钢板还可通过在镀锌钢板的两个侧面上形成散热黑色树脂层制备，所述散热黑色树脂层是由本发明的散热黑色树脂组合物构成的。

此外，所述具有形成于其中的本发明涂膜的钢板显示出优良的吸热和/或散热性质，特别是在所述涂膜变为黑色时具有优越的吸热和/或散热性质。本发明的钢板可用作用于具有优美外观的高级家用电子设备的镀锌钢板。

本发明的实施方式

下文中，将参照附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。然而，应该考虑到的是本文中所提出的说明仅是用于示例说明目的的优选实施例，而并非意在限制本发明的范围。

实施例

1.本实施例中所使用的镀锌钢板

本文中使用的是其两个侧面均涂覆有20g/m²(单侧涂覆量)锌的电镀锌钢(EG，钢板厚度：0.8mm)。

2.散热黑色树脂组合物和测试样品的制备

将主要树脂和三聚氰胺基固化剂以10∶4的重量比混合以制备树脂组合物。将所获得的树脂组合物、炭黑、消光剂和钛酸盐中的每一种均按如下表1中所列出的含量范围混合，基于100重量份的所述散热性组合物。作为其它添加剂，1重量份的聚乙烯蜡、2重量份的对甲苯磺酸作为固化催化剂、0.5重量份的BYK-170^TM颜料抗凝结剂(BYKchemie)、0.5重量份的N-甲基乙醇胺消泡剂、0.5重量份的磷酸锌作为磷酸盐基添加剂、以及1重量份的γ-环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷作为硅烷化合物被加入，基于100重量份的所述散热性组合物；并且将氧化锆球加入到所得树脂组合物中，将所述树脂组合物在高速搅拌器中以3000rpm的旋转速度搅拌30分钟以制备散热黑色树脂组合物。用聚酯类树脂作为所述主要树脂。使用二氧化硅和二氧化钛(重量比为9∶1)的混合物作为消光剂，使用平均粒径为3-10微米的二氧化硅和二氧化钛作为消光剂。使用三甲氧基甲基三聚氰胺作为所述三聚氰胺基固化剂。所使用的聚乙烯蜡的平均粒径为约0.5-1.5微米，用作颜料的炭黑的平均粒子直径为约15-25纳米。同时，混合所述散热黑色树脂组合物以使得可以将所述溶剂的含量调整至一个其中所述树脂组合物具有适合粘度的含量范围，所述适合粘度为使用稀释剂(乙酸溶纤剂)作为溶剂时需要花费约30-60秒才能使所述树脂组合物流入到4号福特杯(DIN 53211)中。

然后，将本发明实施例及比较实施例所制备的散热黑色树脂组合物绕线棒刮涂到每个钢板的一个侧面上，以形成厚度为8微米的干涂膜，然后在200摄氏度的PMT下干燥以制备经所述树脂组合物处理的散热钢板的测试样品。

本发明实施例的树脂组合物的含量和组分在下表1中列出。下表1中所述树脂组合物的含量是基于100重量份的散热黑色树脂组合物表示的。除添加剂外的剩余部分为作为溶剂的稀释剂。

作为本发明中所用的钢板，可购自公司A的电镀锌钢板(钢板厚度为0.8毫米；单侧涂覆量：20g/m²；涂层包括聚酯类树脂和二氧化硅消光剂；并且树脂涂层的厚度为23微米)用于比较实施例1中，可购自公司B的钢板(钢板厚度：0.8毫米；单侧锌涂覆量：20g/m²；涂层包括聚酯类树脂、二氧化硅消光剂和Ni金属粉；并且涂层的厚度为9微米)用于比较实施例2中，可购自公司C的抗指纹钢板(钢板厚度：0.8毫米，树脂涂覆量：1000mg/m²)用于比较实施例3中，可购自公司D并且用于PDP TV面板的熔融镀锌钢板(包括Al(重量百分数)；热镀铝锌钢板(galvalume steel sheet)；钢板厚度：0.8毫米；并且单侧涂覆量：60g/m²)用于比较实施例4中，可购自公司D的镀铝钢板(钢板厚度：0.8毫米)用于比较实施例5的情况中。

表1

[表1]

[表]

3.物理性质的评价

可在下述条件下评价本发明实施例和比较实施例的钢板的性能，并且结果在下表2中列出。

1)吸热和散热性质

制造图3中所示的试验设备以评价本发明实施例和比较实施例的钢板的吸热和散热性质。图3中所示的试验设备的外部由聚苯乙烯泡沫塑料(a)构成，铝箔(c)衬在所述聚苯乙烯泡沫塑料的内壁上，并且将加热器(b)安装在所述试验设备的底部中央区域。将用于防辐射的铝板(f)安装在所述加热器(b)上。如图3中所示，将温度测试设备安装在所述加热器(b)与所述试验设备顶部之间的中央区域，以使得它可放置在所述加热器(b)的中央。将待测的供试样品置于所述试验设备的开口(open top)之上，并且改变该盒子的内部温度。所述试验设备的尺寸为200×200×200毫米。

将所制备的经黑色树脂涂覆的钢板切成片(200毫米长，200毫米宽)，使其附着在所述试验设备的开口上并加以密封。所述散热温度是通过计算经涂覆钢板与未涂覆EG钢板的内部温度的差异(delta(Δ)T)来评价的。

还测量了本发明实施例16和比较实施例3-5的钢板的散热温度，并且绘制成图4中所示的图表。如表2中所示，揭示了与比较实施例3-5的钢板相比，本发明实施例16的钢板具有优良的散热性质。

2)可加工性

在所述经黑色树脂涂覆的钢板的表面上画出100条间距1毫米的成方格形状的线，并且通过下述方法来评价所述涂层的粘合性：当在Ericsen处理之后用透明胶带剥离所述涂层时，计算被剥离的同时附着在6毫米长透明胶带上的涂层。

[评价标准]

优良：未被剥离，良好：剥离率低于5％，较差：剥离率为5％或更高。

3)耐蚀性

按照ASTM B117标准将盐水喷雾在钢板上，然后测量所述经黑色树脂涂覆的钢板的耐蚀性。耐蚀性的级别通过直至在钢板上形成5％白膜时所用时间的函数来确定。如下评价所述经黑色树脂涂覆的钢板。

(评价标准)

优良：120小时后白膜面积低于5％，

良好：72-120小时后白膜面积低于5％，

稍差：48-72小时后白膜面积低于5％，以及

较差：48小时后白膜面积至少为5％。

抛光部分的耐蚀性是通过下述方法来加以评价的：对所述供试样品的X-切点进行所述盐雾测试，并且测定其中形成泡的区域的宽度。

[评价标准]

优良：低于2毫米，良好：3-5毫米，较差：5毫米或更高。

4)涂层粘附力

按照ASTM D3359标准，将经散热黑色树脂涂覆的钢板样品在50摄氏度下置入蒸馏水中，浸渍240小时，然后干燥。在所制备钢板样品的涂层表面上画出100条间距1毫米的成方格形状的线，并且通过下述方法来评价所述涂层的粘合性：当用透明胶带剥离所述涂层时，计算被剥离的同时附着在所述透明胶带上的涂层。

(评价标准)

优良：没有被剥离的涂层，

良好：1-3片被剥离的涂层，

较差：至少4片被剥离的涂层。

5)耐溶剂性

将经黑色树脂涂覆的钢板样品切成片(50毫米长，100毫米宽)，并且通过下述方法测定耐溶剂性：通过用以甲基乙基甲酮或丙酮浸湿的纱布(以约1kgf的力)摩擦所述经黑色树脂涂覆的钢板样品，计算直至涂层剥离时的摩擦次数。

[评价标准]

优良：20次或更多，良好：10-20次，

稍差：5-10次，以及较差：5次或更少。

6)导电性

按照LORESTA GP四探针法(Mitsubishi Chemical Co.)测量表面导电性，并且对80毫米×150毫米的供试样品测量9次以作为平均值评价导电性。

[评价标准]

优良：10Mohm(MΩ)或更低，良好：10-100Mohm(MΩ)，以及较差：1000Mohm(MΩ)或更高。

7)抗指纹性

抗指纹性是通过以下方法评价：将经涂覆的钢板在人造的指纹溶液(fingerprint solution)中浸渍5秒，并且测量色差的变化(delta(Δ)E)。

[评价标准]

优良：delta(Δ)E＜0.5，良好：0.5E＜delta(Δ)E＜2.0，以及较差：delta(Δ)E＞2.0。

8)溶液稳定性

将本发明的散热黑色树脂组合物在60摄氏度下于恒温箱中放置2周，并且观察所述组合物的粘度、胶凝作用和沉淀的增加情况。然后，按照下述标准评价供试样品的溶液稳定性。

[评价标准]

优良：所述组合物的粘度、胶凝作用和沉淀没有增加，

良好：仅观察到所述组合物的粘度增加了5％或更少，

较差：观察到所述组合物的粘度、胶凝作用和沉淀均增加了5％或更高。

表2

[表2]

[表]

据显示，尽管按照本发明方法处理的钢板可以用低温固化工艺来制造并且具有薄涂层，但是与比较实施例的钢板相比，它显示出优良的散热性质。还显示了，当所述钢板用本发明方法处理时，所述钢板的涂层甚至在使用感应加热的快速加热过程中也显示出优良的物理性质。

比较实施例1的钢板为厚的黑色树脂的钢板，并且具有优良的涂覆性质，但是表面导电性较差。在比较实施例2的情况中，由于存在引入的金属粒子，所述钢板的涂膜在压光过程中于其中形成划痕并且具有较差的耐溶剂性。比较实施例3的钢板为通过用1-2g/m²的抗指纹树脂组合物涂覆电镀锌钢板制备而成的钢板，并且当与未经涂覆的EG钢板相比时显示出使温度降低2摄氏度的作用。比较实施例4的钢板为用于PDP TV部件的热镀铝锌钢板，并且具有与所述抗指纹钢板类似的散热性质，但是具有较差的耐蚀性。比较实施例5的钢板为用于PDP TV部件的镀铝钢板，并且当与所述抗指纹钢板相比时，由于该钢板表面的热反射性质使得其显示出-4摄氏度的散热性质(当与EG钢板相比时，显示出-2摄氏度的散热性质)。相比较而言，本发明实施例3、4、14、16和17的钢板显示出使内部温度降低10摄氏度的优良作用。与用于PDP的镀铝钢板相比，所述钢板还显示出12摄氏度的优良散热性质。

Claims

1.一种散热黑色树脂组合物，包括，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物：

10-60重量份的树脂组合物，其中将至少一种主要树脂和一种三聚氰胺基固化剂以10∶2-7的重量比混合，所述主要树脂选自聚酯类树脂、环氧树脂、聚烯烃树脂、聚氨酯树脂、氟树脂、酚树脂、丙烯酸树脂和聚碳酸酯树脂；

1-10重量份的至少一种选自炭黑和碳纳米管的颜料；

1-10重量份的消光剂；以及

余量的溶剂。

2.权利要求1的散热黑色树脂组合物，其中所述主要树脂的分子量为2000-20000。

3.权利要求1的散热黑色树脂组合物，其中所述三聚氰胺基固化剂为至少一种选自三聚氰胺、丁氧基甲基三聚氰胺、六甲氧基甲基三聚氰胺和三甲氧基甲基三聚氰胺的物质。

4.权利要求1的散热黑色树脂组合物，其中所述主要树脂和所述三聚氰胺基固化剂的混合比例范围为10∶3-5。

5.权利要求1的散热黑色树脂组合物，其中所述颜料平均粒径为10-30纳米。

6.权利要求1的散热黑色树脂组合物，其中所述消光剂为至少一种选自二氧化硅、氧化镁、氧化锆、氧化铝和二氧化钛的物质。

7.权利要求1的散热黑色树脂组合物，还包括至少一种选自交联促进剂、蜡、固化催化剂、颜料抗凝结剂、消泡剂、磷酸盐基添加剂和硅烷化合物的物质。

8.权利要求7的散热黑色树脂组合物，其中所述交联促进剂为锆化合物和/或钛化合物。

9.权利要求8的散热黑色树脂组合物，其中所述钛化合物为至少一种选自异丙基双三乙醇胺钛酸酯、乳酸钛螯合物和乙酰丙酮络钛的物质。

10.权利要求8的散热黑色树脂组合物，其中所述锆化合物为至少一种选自乳酸锆、乙酰基丙酮酸锆和三乙醇胺化锆的物质。

11.权利要求7的散热黑色树脂组合物，其中所混入交联促进剂的含量为5重量份或更低，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物。

12.权利要求7的散热黑色树脂组合物，其中所述蜡为至少一种选自聚烯烃蜡、酯蜡和聚乙烯蜡的物质。

13.权利要求7的散热黑色树脂组合物，其中所混入蜡的含量为5重量份或更低，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物。

14.权利要求7的散热黑色树脂组合物，其中所述固化催化剂为十二烷基苯磺酸、对甲苯磺酸或它们的混合物。

15.权利要求7的散热黑色树脂组合物，其中所混入固化催化剂的含量为5重量份或更低，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物。

16.权利要求7的散热黑色树脂组合物，其中所混入用于防止颜料凝结的分散剂的含量为2重量份或更低，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物。

17.权利要求7的散热黑色树脂组合物，其中所述消泡剂为N-甲基乙醇胺。

18.权利要求7的散热黑色树脂组合物，其中所混入消泡剂的含量为2重量份或更低，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物。

19.权利要求7的散热黑色树脂组合物，其中所混入磷酸盐基添加剂的含量为2重量份或更低，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物。

20.权利要求7的散热黑色树脂组合物，其中所述磷酸盐基添加剂为至少一种选自磷酸锌和磷酸镁的物质。

21.权利要求7的散热黑色树脂组合物，其中所述硅烷化合物为至少一种选自3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、3-甲基乙醛丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷和γ-环氧丙氧基三甲基二甲氧基硅烷的物质。

22.权利要求7的散热黑色树脂组合物，其中所混入硅烷化合物的含量为2重量份或更低，基于100重量份的所述散热黑色树脂组合物。

23.一种使用散热黑色树脂组合物处理钢板的方法，所述方法包括：

将钢板用权利要求1-22中任一项所限定的散热黑色树脂组合物涂覆，使得干涂膜的厚度范围为3-30微米；和

干燥所述用于涂覆钢板的散热黑色树脂组合物。

24.权利要求23的方法，其中所述钢板选自热浸镀锌钢(GI钢)、合金化热镀锌钢(GA钢)、电镀锌钢(EG钢)和不锈钢。

25.权利要求23的方法，其中干燥操作在150-280摄氏度的最高金属温度(PMT)下实施。

26.一种钢板，包括基础钢板以及由干涂膜形成的且厚度为3-30微米的散热黑色树脂层，所述干涂膜是用权利要求1-22中任一项所限定的散热黑色树脂组合物涂覆所述基础钢板的一个侧面或两个侧面制备而成的。

27.权利要求26的钢板，其中所述基础钢板选自热浸镀锌钢(GI钢)、合金化热镀锌钢(GA钢)、电镀锌钢(EG钢)和不锈钢。