CN105111841A - 一种焦油渣聚乙烯散热涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焦油渣聚乙烯散热涂料，由下述重量份的原料组成：焦油渣2-3、松香甘油酯0.6-1、月桂酰肌氨酸钠0.1-0.2、苯乙烯-马来酸酐共聚物12-15、丙炔醇6-10、四氢呋喃90-100、石墨烯4-7、纳米二氧化硅16-20、硅烷偶联剂KH5600.2-0.3、二甲基甲酰胺700-800、氮化钠4-5、三氯化铝0.04-0.05、2-3%抗坏血酸钠溶液1.6-2、2-3%硫酸铜溶液1.8-2、高密度聚乙烯120-130、轻烧镁粉2-3、丙二醇苯醚1-2、硫化亚锡0.1-0.2、聚对苯二甲酸丁二醇酯3-4、十二烷基二甲基苄氧化铵1.2-2。本发明生产成本低，涂膜稳定性高。

Description

一种焦油渣聚乙烯散热涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及散热涂料技术领域，尤其涉及一种焦油渣聚乙烯散热涂料及其制备方法。

背景技术

随着现代科技的快速发展，电子器件的高频、高速以及集成电路的密集和小型化，使得单位容积电子器件的总功率密度和发热量大幅度地增长，从而使电子器件的冷却问题变得越来越突出。而常规的冷却系统所能达到的冷却能力受到极大挑战，尤其在能源、汽车、空调、农业、化工、采暖、航空航天、微电子、信息等领域，对强化传热、提高散热效率等技术提出了更高的要求。而散热涂料是一种提高物体表面散热效率，降低体系温度的特种涂料，将散热涂料涂在电子器件上可以提高电子器件的散热效率；

纳米二氧化硅因具有呈三维网状结构，稳定性、补强性及增稠性优越，价格便宜，易制取等特点，广泛运用于防腐涂层中，以提高涂层的承载与防腐能力。纳米二氧化硅的比表面积大，比表面能高，在涂层中容易发生团聚而形成二次粒子，导致增强增韧的性能降低，同时其表面的羟基还强化了此种现象。因此，改善纳米SiO2在有机涂层中的分散性是亟待解决的问题。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种焦油渣聚乙烯散热涂料及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种焦油渣聚乙烯散热涂料，它是由下述重量份的原料组成的：

焦油渣2-3、松香甘油酯0.6-1、月桂酰肌氨酸钠0.1-0.2、苯乙烯-马来酸酐共聚物12-15、丙炔醇6-10、四氢呋喃90-100、石墨烯4-7、纳米二氧化硅16-20、硅烷偶联剂KH5600.2-0.3、二甲基甲酰胺700-800、氮化钠4-5、三氯化铝0.04-0.05、2-3%抗坏血酸钠溶液1.6-2、2-3%硫酸铜溶液1.8-2、高密度聚乙烯120-130、轻烧镁粉2-3、丙二醇苯醚1-2、硫化亚锡0.1-0.2、聚对苯二甲酸丁二醇酯3-4、十二烷基二甲基苄氧化铵1.2-2。

一种所述的焦油渣聚乙烯散热涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）取上述十二烷基二甲基苄氧化铵重量的60-70%，加入到13-20倍水中，搅拌均匀，加入硫化亚锡、轻烧镁粉，在70-80℃下保温搅拌3-4分钟，与石墨烯、纳米二氧化硅混合，脱水烘干，球磨30-40分钟；

（2）将苯乙烯-马来酸酐共聚物、丙炔醇、四氢呋喃混合，在50-60℃下保温搅拌10-16小时，减压蒸馏，除去液体，真空干燥，得炔基共聚物；

（3）取上述球磨粒子，加入到20-30倍的甲苯中，超声分散2-3小时，加入硅烷偶联剂KH560，升高温度为86-90℃，保温搅拌10-12小时，冷却，抽滤，真空干燥，得硅烷化纳米粒子；

（4）取上述二甲基甲酰胺重量的46-50%，加入硅烷化纳米粒子，超声分散2-3小时，加入氮化钠、三氯化铝，在30-35℃下搅拌24-25小时，抽滤，水洗，真空干燥，得叠氮化纳米粒子；

（5）将上述松香甘油酯加入到6-10倍无水乙醇中，搅拌均匀，加入上述焦油渣，搅拌混合10-15分钟，得醇酯溶液；

（6）将月桂酰肌氨酸钠加入到30-40倍去离子水中，搅拌均匀，与上述醇酯溶液混合，加入上述高密度聚乙烯重量的10-20%，在80-90℃下搅拌至水干，蒸馏，除去乙醇，真空干燥，得改性聚乙烯；

（7）将上述叠氮化纳米粒子、炔基共聚物混合，加入到剩余的二甲基甲酰胺中，氮气鼓泡30-40分钟，依次加入2-3%抗坏血酸钠溶液、2-3%硫酸铜溶液，置于76-80℃下反应20-24小时，抽滤，将滤饼依次用蒸馏水、二甲基甲酰胺、丙酮各洗涤2-3次，真空干燥后，得接枝纳米粒子；

（8）将上述丙二醇苯醚加入到10-20倍水中，搅拌均匀，加入剩余的十二烷基二甲基苄氧化铵，搅拌均匀，得乳化液；

（9）将上述接枝纳米粒子、改性聚乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、乳化液混合，600-1000转/分搅拌30-40分钟，脱水，加入剩余各原料，搅拌均匀，送入到双螺杆挤出机，熔融挤出，冷却，粉碎过筛，即得。

本发明的优点是：

（1）本发明的涂料具有很好的抗冲击性：

石墨烯、纳米二氧化硅都具有较大的比表面积，能够增强石墨烯、纳米二氧化硅与聚乙烯树脂之间的作用力，提高应力的传递效率，进而提高其抗冲击性能；

（2）本发明的涂料具有很好的抗腐蚀性；

石墨烯的、纳米二氧化硅在树脂中高度的分散，可以形成致密的涂膜，腐蚀性介质较难通过此界面渗入到涂层中，很好的提高了抗腐蚀性能；

（3）本发明的涂料具有很好的导热散热性：

本发明首先制备分子链上含有多个炔基的苯乙烯-马来酸酐共聚物，然后改性纳米粒子，使其表面引入多个叠氮基，最后利用“点击”化学法在粒子表面接枝聚合物，聚合物分子链有多个点接枝到粒子表面，使得分子链“趴伏”在粒子表面，从而在不需要引入大量聚合物链的条件下实现对粒子的包覆，得到接枝密度高、分散性好的纳米粒子，增强其在树脂基体中的分散性，在树脂中分散着石墨烯的二维平面结构与纳米二氧化硅的三维网状结构可以形成稳定的导热网络，极大的提高了热量的传递，起到很好的导热散热效果。

本发明加入的焦油渣可以有效的降低生产成本，改善与各物料间的相容性，提高粘结强度，提高涂膜的稳定性。

具体实施方式

一种焦油渣聚乙烯散热涂料，它是由下述重量份的原料组成的：

焦油渣2、松香甘油酯0.6、月桂酰肌氨酸钠0.1、苯乙烯马来酸酐共聚物12、丙炔醇6、四氢呋喃90、石墨烯4、纳米二氧化硅16、硅烷偶联剂KH5600.2、二甲基甲酰胺700、氮化钠4、三氯化铝0.04、2%抗坏血酸钠溶液1.6、2%硫酸铜溶液1.8、高密度聚乙烯120、轻烧镁粉2、丙二醇苯醚1、硫化亚锡0.1、聚对苯二甲酸丁二醇酯3、十二烷基二甲基苄氧化铵1.2。

一种所述的焦油渣聚乙烯散热涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）取上述十二烷基二甲基苄氧化铵重量的60%，加入到13倍水中，搅拌均匀，加入硫化亚锡、轻烧镁粉，在70℃下保温搅拌3分钟，与石墨烯、纳米二氧化硅混合，脱水烘干，球磨30分钟；

（2）将苯乙烯马来酸酐共聚物、丙炔醇、四氢呋喃混合，在50℃下保温搅拌10小时，减压蒸馏，除去液体，真空干燥，得炔基共聚物；

（3）取上述球磨粒子，加入到20倍的甲苯中，超声分散2小时，加入硅烷偶联剂KH560，升高温度为86℃，保温搅拌10小时，冷却，抽滤，真空干燥，得硅烷化纳米粒子；

（4）取上述二甲基甲酰胺重量的46%，加入硅烷化纳米粒子，超声分散2小时，加入氮化钠、三氯化铝，在30℃下搅拌24小时，抽滤，水洗，真空干燥，得叠氮化纳米粒子；

（5）将上述松香甘油酯加入到6倍无水乙醇中，搅拌均匀，加入上述焦油渣，搅拌混合10分钟，得醇酯溶液；

（6）将月桂酰肌氨酸钠加入到30倍去离子水中，搅拌均匀，与上述醇酯溶液混合，加入上述高密度聚乙烯重量的10%，在80℃下搅拌至水干，蒸馏，除去乙醇，真空干燥，得改性聚乙烯；

（7）将上述叠氮化纳米粒子、炔基共聚物混合，加入到剩余的二甲基甲酰胺中，氮气鼓泡30分钟，依次加入2%抗坏血酸钠溶液、2%硫酸铜溶液，置于76℃下反应20小时，抽滤，将滤饼依次用蒸馏水、二甲基甲酰胺、丙酮各洗涤2次，真空干燥后，得接枝纳米粒子；

（8）将上述丙二醇苯醚加入到10倍水中，搅拌均匀，加入剩余的十二烷基二甲基苄氧化铵，搅拌均匀，得乳化液；

（9）将上述接枝纳米粒子、改性聚乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、乳化液混合，600转/分搅拌30分钟，脱水，加入剩余各原料，搅拌均匀，送入到双螺杆挤出机，熔融挤出，冷却，粉碎过筛，即得。

性能测试：

涂膜外观：平整光滑，无缩孔，无针孔；

正反冲测试：通过；

铅笔硬度测试：2H无划伤；

附着力和耐中性盐雾腐蚀等级为2级；

热导率为0.480W/mK。

Claims (2)

1.一种焦油渣聚乙烯散热涂料，其特征在于它是由下述重量份的原料组成的：

焦油渣2-3、松香甘油酯0.6-1、月桂酰肌氨酸钠0.1-0.2、苯乙烯-马来酸酐共聚物12-15、丙炔醇6-10、四氢呋喃90-100、石墨烯4-7、纳米二氧化硅16-20、硅烷偶联剂KH5600.2-0.3、二甲基甲酰胺700-800、氮化钠4-5、三氯化铝0.04-0.05、2-3%抗坏血酸钠溶液1.6-2、2-3%硫酸铜溶液1.8-2、高密度聚乙烯120-130、轻烧镁粉2-3、丙二醇苯醚1-2、硫化亚锡0.1-0.2、聚对苯二甲酸丁二醇酯3-4、十二烷基二甲基苄氧化铵1.2-2。

2.一种如权利要求1所述的焦油渣聚乙烯散热涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）取上述十二烷基二甲基苄氧化铵重量的60-70%，加入到13-20倍水中，搅拌均匀，加入硫化亚锡、轻烧镁粉，在70-80℃下保温搅拌3-4分钟，与石墨烯、纳米二氧化硅混合，脱水烘干，球磨30-40分钟；

（2）将苯乙烯-马来酸酐共聚物、丙炔醇、四氢呋喃混合，在50-60℃下保温搅拌10-16小时，减压蒸馏，除去液体，真空干燥，得炔基共聚物；

（3）取上述球磨粒子，加入到20-30倍的甲苯中，超声分散2-3小时，加入硅烷偶联剂KH560，升高温度为86-90℃，保温搅拌10-12小时，冷却，抽滤，真空干燥，得硅烷化纳米粒子；

（4）取上述二甲基甲酰胺重量的46-50%，加入硅烷化纳米粒子，超声分散2-3小时，加入氮化钠、三氯化铝，在30-35℃下搅拌24-25小时，抽滤，水洗，真空干燥，得叠氮化纳米粒子；

（5）将上述松香甘油酯加入到6-10倍无水乙醇中，搅拌均匀，加入上述焦油渣，搅拌混合10-15分钟，得醇酯溶液；

（6）将月桂酰肌氨酸钠加入到30-40倍去离子水中，搅拌均匀，与上述醇酯溶液混合，加入上述高密度聚乙烯重量的10-20%，在80-90℃下搅拌至水干，蒸馏，除去乙醇，真空干燥，得改性聚乙烯；

（7）将上述叠氮化纳米粒子、炔基共聚物混合，加入到剩余的二甲基甲酰胺中，氮气鼓泡30-40分钟，依次加入2-3%抗坏血酸钠溶液、2-3%硫酸铜溶液，置于76-80℃下反应20-24小时，抽滤，将滤饼依次用蒸馏水、二甲基甲酰胺、丙酮各洗涤2-3次，真空干燥后，得接枝纳米粒子；

（8）将上述丙二醇苯醚加入到10-20倍水中，搅拌均匀，加入剩余的十二烷基二甲基苄氧化铵，搅拌均匀，得乳化液；

（9）将上述接枝纳米粒子、改性聚乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、乳化液混合，600-1000转/分搅拌30-40分钟，脱水，加入剩余各原料，搅拌均匀，送入到双螺杆挤出机，熔融挤出，冷却，粉碎过筛，即得。