CN104817953A - 一种绝缘的散热涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种绝缘的散热涂料及其制备方法，散热涂料由有机硅树脂50～65、稀释剂12～20、纳米二氧化钛1～3、三烯丙基异氰脲酸酯0.5～0.8、磷钛酸酯偶联剂4～5、碳纳米管4～5、石墨烯0.2～0.5、硫酸铜2～3、偏硅酸钠2～3、固化剂8～10制备。其制备方法：1)按原料质量配比，将有机硅树脂与稀释剂混合，形成树脂混合物；2)将树脂混合物与碳纳米管混合，在常温下搅拌至均匀形成涂料；3)涂料与石墨烯混合在常温下搅拌均匀形成涂料；4)将涂料与纳米二氧化钛、三烯丙基异氰脲酸酯、磷钛酸酯偶联剂、硫酸铜、偏硅酸钠混合，在常温下搅拌均匀形成涂料；5)将涂料与固化剂混合均匀形成目标涂料，静置20分钟后待用。

Description

一种绝缘的散热涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种绝缘的散热涂料及其制备方法。

背景技术

随着工业4.0时代的到来，电子信息产业是制造业华丽升级的重要支撑。现代电子设备高度集成，部件和电路温度的上升，会导致设备热变形与热失效，因此，产品的散热能力严重影响其性能和寿命。

针对电子产品的散热问题，常采用主动及被动散热方式。主动散热主要是采取安装风扇的方式，但会因某些工作场合不能有机械振动与机械噪音等原因而限制其实用。在被动散热中，自然对流散热的同时结合辐射散热将是很有效的散热方式，在某些情况下有着不可替代的优势。因此，特别应用于电子设备及产品中，具有绝缘效果的散热涂料的研发倍受关注。

发明内容

本发明的目的在于提出一种绝缘的散热涂料及其制备方法，其涂料不但具有绝缘效果，保证电子设备和产品的安全性，而且能快速有效的降低其使用时的温度，从而保证电子设备和产品的使用效果，其制备方法简单易行，污染少。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种绝缘的散热涂料，其由下述重量份的原料制备：

有机硅树脂50～65、稀释剂12～20、纳米二氧化钛1～3、三烯丙基异氰脲酸酯0.5～0.8、磷钛酸酯偶联剂4～5、碳纳米管4～5、石墨烯0.2～0.5、硫酸铜2～3、偏硅酸钠2～3、固化剂8～10。

优选的，所述稀释剂为有机硅稀释剂。

优选的，所述固化剂为乙烯基三胺、三甲基六亚甲基二胺、三甲基已二胺中的一种。

制备绝缘散热涂料的方法，其制备步骤是：

1)按原料质量配比，将有机硅树脂与稀释剂混合，形成树脂混合物；

2)将所述树脂混合物，与碳纳米管混合，在常温下以转速600～780r/min下搅拌0.5h至均匀，形成涂料；

3)将步骤2)中的涂料与石墨烯混合，在常温下以转速1000～1100r/min下搅拌均匀，形成涂料；

4)将步骤3)中的涂料与纳米二氧化钛、三烯丙基异氰脲酸酯、磷钛酸酯偶联剂、硫酸铜、偏硅酸钠混合，在常温下以转速800～1000r/min下搅拌均匀，形成涂料；

5)将步骤4)中的涂料与固化剂混合均匀，形成目标涂料，静置20分钟后待用。

本发明的有益效果在于：本发明不但具有绝缘效果，保证电子设备和产品的安全性，而且能快速有效的降低其使用时的温度，从而保证电子设备和产品的使用效果，其制备方法简单易行，污染少。

具体实施方式

下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

一种绝缘的散热涂料，其由下述重量份的原料制备：

有机硅树脂50～65、稀释剂12～20、纳米二氧化钛1～3、三烯丙基异氰脲酸酯0.5～0.8、磷钛酸酯偶联剂4～5、碳纳米管4～5、石墨烯0.2～0.5、硫酸铜2～3、偏硅酸钠2～3、固化剂8～10。

本发明通过添加碳纳米管来改善散热涂料中导热填料混合性差的问题，因为碳纳米管的加入有利于其在树脂中的分散，并可由此在树脂中形成一个有效的导热网络，降低界面之间的接触热阻，达到提高涂料导热性能和延长其使用寿命的目的。

在现有散热涂料中，填料一般为金属材料及石墨材料。金属材料中导热率优越的银粉也仅为429W/(M·K)，且价格昂贵，不适合工业化大规模使用；而在石墨材料中，石墨粉的导热率一般在150～300W/(M·K)。单层石墨烯的导热率为3080～5150W/(M·K)，远高于石墨粉和金属材料的导热率，是作为散热涂料添加物的优异选择。

优选的，所述稀释剂为有机硅稀释剂。

加入稀释剂的目的在于降低有机硅树脂的粘度，从而便于进一步加工，也起到降低加工成本的致廉作用。

优选的，所述固化剂为乙烯基三胺、三甲基六亚甲基二胺、三甲基已二胺中的一种。

乙烯基三胺在潮湿条件下能进行低温固化，具有良好的薄膜性能，如表面光泽优异，有良好的颜色稳定性、粘接性和耐化学腐蚀性能；固化时间及贮放时间可选范围较宽；用于热固化时，具有良好的高温表现；具有很好的耐化学腐蚀性并具有良好的电性能和机械性能。

三甲基六亚甲基二胺适用于冷固化条件，适用期长，毒性小，中温固化、低温性能好。

制备绝缘散热涂料的方法，其制备步骤是：

1)按原料质量配比，将有机硅树脂与稀释剂混合，形成树脂混合物；

2)将所述树脂混合物，与碳纳米管混合，在常温下以转速600～780r/min下搅拌0.5h至均匀，形成涂料；

3)将步骤2)中的涂料与石墨烯混合，在常温下以转速1000～1100r/min下搅拌均匀，形成涂料；

4)将步骤3)中的涂料与纳米二氧化钛、三烯丙基异氰脲酸酯、磷钛酸酯偶联剂、硫酸铜、偏硅酸钠混合，在常温下以转速800～1000r/min下搅拌均匀，形成涂料；

5)将步骤4)中的涂料与固化剂混合均匀，形成目标涂料，静置20分钟后待用。

根据下面表1配备绝缘的散热涂料。

表1 实施例1～3各组分的用量

给需要喷涂绝缘散热涂料的产品设备表面做去油、去污清洁处理，将上述实施例中的涂料按照制备方法充分搅拌后倒入喷枪，喷枪压力设置为0.4MPa，对准目标表面，两者距离为10～20cm，来回喷涂2～3遍直至涂料均匀覆盖物体表面。涂层均匀、亮泽，其厚度可以根据需要优化选择。涂层可以自然风干固化10小时或者置于烘箱内以100℃烘烤20分钟快速固化。

实验结果见下表2：

表2 实施例样品涂料的性能参数

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种绝缘的散热涂料，其特征在于，其由下述重量份的原料制备：

有机硅树脂50～65、稀释剂12～20、纳米二氧化钛1～3、三烯丙基异氰脲酸酯0.5～0.8、磷钛酸酯偶联剂4～5、碳纳米管4～5、石墨烯0.2～0.5、硫酸铜2～3、偏硅酸钠2～3、固化剂8～10。

2.如权利要求1所述的绝缘散热涂料，其特征在于，所述稀释剂为有机硅稀释剂。

3.如权利要求1所述的绝缘散热涂料，其特征在于，所述固化剂为乙烯基三胺、三甲基六亚甲基二胺、三甲基已二胺中的一种。

4.制备如权利要求1～3所述的绝缘散热涂料的方法，其特征在于，其制备步骤是：

1)按原料质量配比，将有机硅树脂与稀释剂混合，形成树脂混合物；

2)将所述树脂混合物，与碳纳米管混合，在常温下以转速600～780r/min下搅拌0.5h至均匀，形成涂料；

3)将步骤2)中的涂料与石墨烯混合，在常温下以转速1000～1100r/min下搅拌均匀，形成涂料；

4)将步骤3)中的涂料与纳米二氧化钛、三烯丙基异氰脲酸酯、磷钛酸酯偶联剂、硫酸铜、偏硅酸钠混合，在常温下以转速800～1000r/min下搅拌均匀，形成涂料；

5)将步骤4)中的涂料与固化剂混合均匀，形成目标涂料，静置20分钟后待用。