CN106497404A - 一种电容器外壳用水性散热涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电容器外壳用水性散热涂料，涉及一种电容器的散热涂料，具体由下列物质制成：水性有机硅树脂、水性环氧树脂、改性纳米砭石粉、玻璃纤维、消泡剂、稳定剂、流平剂、分散剂、碳酸钙、蜂蜡、六偏磷酸钠、氯化钠、去离子水。本发明制得的水性散热涂料可以将电容因工作所提升的内部温度有效引导到外壳，并将热转化为红外线辐射波，其红外辐射效率高达0.95以上，且涂料的附着力强，性能稳定，很好的延长了电容器的使用寿命。

Description

一种电容器外壳用水性散热涂料

技术领域

本发明涉及一种电容器的散热涂料，具体涉及一种电容器外壳用水性散热涂料。

背景技术

在社会快速发展中，使得各种电器产品都在向着小型化、轻量化、紧凑化以及高效化方向发展，所以具有高功率的电子产品得到迅猛发展，而由此产生的大量的热量没有散发空间将直接影响电子产品的工作稳定性、操作安全性以及使用寿命，常规的冷却方式已经不能满足高功率电子产品的散热要求，所以就必须要提高电子产品的散热率，而目前采用的最多的是涂附散热涂料。

散热涂料，是通过提高物体表面辐射效率（特别是提高红外辐射效率），增强物体散热性能，具有成本低，实施起来简单，辐射散热降温涂料直接施工到要散热降温的物体表面，辐射散热降温涂料能够以红外波向大气空间辐射物体上的热量，降低物体表面和内部温度，散热降温明显。涂料散热不受周围介质影响，涂料散热可以在真空环境中使用。涂料在起到辐射降温的同时，还可以增加自洁性、绝缘性、防腐性、防水性、抗酸碱等性能。

目前电容器外壳普遍是以PET包覆作为外观条件，PET材料普遍使用寿命约为 1年，1年时间后均易破裂，粉碎，并且电容产品在使用途中会产生热能，如果热能无法有效解决或是扩散，电容器会随温度增温提前老化寿命，长期工作下因温度改变，也会造成电子零组件电源不稳定，造成一定的危害。

发明内容

本发明旨在提供一种电容器外壳用水性散热涂料，具有粘附性好、散热功能强的特点。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种电容器外壳用水性散热涂料，由如下重量份的物质制成：

30~35份水性有机硅树脂、20~25份水性环氧树脂、10~15份改性纳米砭石粉、4~6份玻璃纤维、1~2份消泡剂、1~2份稳定剂、1~2份流平剂、1~2份分散剂、3~5份碳酸钙、2~4份蜂蜡、1~4份六偏磷酸钠、2~3份氯化钠、100~120份去离子水；所述改性纳米砭石粉由如下重量份的物质制成：30~40份砭石粉、15~20份碳化硅、10~15份氮化硅、4~7份硬脂酸钙、2~5份氧化铬、2~5份氧化铁。

优选的，由如下重量份的物质制成：

33份水性有机硅树脂、23份水性环氧树脂、12份改性纳米砭石粉、5份玻璃纤维、1.5份消泡剂、1.5份稳定剂、1.5份流平剂、1.5份分散剂、4份碳酸钙、3份蜂蜡、2份六偏磷酸钠、2.5份氯化钠、110份去离子水；所述改性纳米砭石粉由如下重量份的物质制成：35份砭石粉、18份碳化硅、12份氮化硅、6份硬脂酸钙、3份氧化铬、3份氧化铁。

进一步的，所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的任意一种。

进一步的，所述稳定剂为高氯酸盐、稀土元素羧酸盐中的任意一种。

进一步的，所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷中的任意一种。

进一步的，所述分散剂为三乙基己基磷酸、脂肪酸聚乙二醇酯、三聚磷酸钠中的任意一种。

进一步的，所述改性纳米砭石粉的颗粒大小分为三个层次，不同层次的颗粒大小及质量百分比为：颗粒大小介于5~20nm的小颗粒占15~20%，颗粒大小介于20~50nm的中颗粒占65~70%，颗粒大小介于50~65nm的大颗粒占10~20%。

进一步的，所述改性纳米砭石粉的制作方法包括如下步骤：

（1）先将砭石粉放入到温度为450~500℃的条件下煅烧处理1~2h，取出冷却后再置于质量分数为12%的磷酸溶液中浸泡处理30~40min，最后取出用去离子水冲洗干净备用；

（2）将步骤（1）处理后的砭石粉同碳化硅、氮化硅、硬脂酸钙、氧化铬、氧化铁放入球磨机中，不断粉碎研磨后，再干燥至整体水含量不大于7%，最后按对应的颗粒大小及质量百分比进行配比即可。以砭石粉作为主要的填充物质，其具有良好的红外辐射特性，可将电容器内部的热量引导到外壳，并将热转化为红外线辐射波辐射散出，配合碳化硅、氮化硅等物质的添加，进一步增强了其散热高效性和稳定性。

一种电容器外壳用水性散热涂料的制备方法，包括如下步骤：

（1）先将蜂蜡、六偏磷酸钠、氯化钠、去离子水共同混合，加热保持温度为60~70℃，以300~350转/分钟的转速不断搅拌至均匀后备用；

（2）将玻璃纤维、消泡剂、稳定剂、流平剂、分散剂和碳酸钙加入到步骤（1）所得的物质中，保持温度为60~70℃，提高转速至400~450转/分钟，不断搅拌至均匀后，再将水性有机硅树脂、水性环氧树脂、改性纳米砭石粉加入，提高温度至70~80℃，并将转速提高至600~700转/分钟，继续搅拌至均匀后冷却即可。

本发明具有如下有益效果：

散热涂料的性能与涂料的成膜特性、填料的颗粒大小及成分有密切的关系，本发明将水性有机硅树脂和水性环氧树脂共混用作主要成膜基质，改善了单一成分成膜不稳定、粘附性差、损耗大等问题，以改性纳米砭石粉作为主要的填充物质，很好的提升了涂料的散热性和稳定性，同时将颗粒按大小进行合理的分级设置，提升了填充物的分散均匀性、粘附稳定性、散热高效性。在各成分的综合作用下，本发明制得的水性散热涂料可以将电容因工作所提升的内部温度有效引导到外壳，并将热转化为红外线辐射波，其红外辐射效率高达0.95以上，且涂料的附着力强，性能稳定，很好的延长了电容器的使用寿命。

具体实施方式

实施例1

一种电容器外壳用水性散热涂料，由如下重量份的物质制成：

35份水性有机硅树脂、25份水性环氧树脂、15份改性纳米砭石粉、6份玻璃纤维、2份消泡剂、2份稳定剂、2份流平剂、2份分散剂、5份碳酸钙、4份蜂蜡、3份六偏磷酸钠、3份氯化钠、120份去离子水；所述改性纳米砭石粉由如下重量份的物质制成：40份砭石粉、20份碳化硅、15份氮化硅、7份硬脂酸钙、5份氧化铬、5份氧化铁。

进一步的，所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚。

进一步的，所述稳定剂为高氯酸盐。

进一步的，所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷。

进一步的，所述分散剂为三乙基己基磷酸。

进一步的，所述改性纳米砭石粉的颗粒大小分为三个层次，不同层次的颗粒大小及质量百分比为：颗粒大小介于5~20nm的小颗粒占20%，颗粒大小介于20~50nm的中颗粒占70%，颗粒大小介于50~65nm的大颗粒占10%。

进一步的，所述改性纳米砭石粉的制作方法包括如下步骤：

（1）先将砭石粉放入到温度为500℃的条件下煅烧处理2h，取出冷却后再置于质量分数为12%的磷酸溶液中浸泡处理40min，最后取出用去离子水冲洗干净备用；

（2）将步骤（1）处理后的砭石粉同碳化硅、氮化硅、硬脂酸钙、氧化铬、氧化铁放入球磨机中，不断粉碎研磨后，再干燥至整体水含量不大于7%，最后按对应的颗粒大小及质量百分比进行配比即可。

一种电容器外壳用水性散热涂料的制备方法，包括如下步骤：

（1）先将蜂蜡、六偏磷酸钠、氯化钠、去离子水共同混合，加热保持温度为70℃，以350转/分钟的转速不断搅拌至均匀后备用；

（2）将玻璃纤维、消泡剂、稳定剂、流平剂、分散剂和碳酸钙加入到步骤（1）所得的物质中，保持温度为70℃，提高转速至450转/分钟，不断搅拌至均匀后，再将水性有机硅树脂、水性环氧树脂、改性纳米砭石粉加入，提高温度至80℃，并将转速提高至700转/分钟，继续搅拌至均匀后冷却即可。

实施例2

一种电容器外壳用水性散热涂料，由如下重量份的物质制成：

33份水性有机硅树脂、23份水性环氧树脂、12份改性纳米砭石粉、5份玻璃纤维、1.5份消泡剂、1.5份稳定剂、1.5份流平剂、1.5份分散剂、4份碳酸钙、3份蜂蜡、2份六偏磷酸钠、2.5份氯化钠、110份去离子水；所述改性纳米砭石粉由如下重量份的物质制成：35份砭石粉、18份碳化硅、12份氮化硅、6份硬脂酸钙、3份氧化铬、3份氧化铁。

进一步的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。

进一步的，所述稳定剂为稀土元素羧酸盐。

进一步的，所述流平剂为烷基改性有机硅氧烷。

进一步的，所述分散剂为脂肪酸聚乙二醇酯。

进一步的，所述改性纳米砭石粉的颗粒大小分为三个层次，不同层次的颗粒大小及质量百分比为：颗粒大小介于5~20nm的小颗粒占15%，颗粒大小介于20~50nm的中颗粒占65%，颗粒大小介于50~65nm的大颗粒占20%。

进一步的，所述改性纳米砭石粉的制作方法包括如下步骤：

（1）先将砭石粉放入到温度为450℃的条件下煅烧处理2h，取出冷却后再置于质量分数为12%的磷酸溶液中浸泡处理35min，最后取出用去离子水冲洗干净备用；

（2）将步骤（1）处理后的砭石粉同碳化硅、氮化硅、硬脂酸钙、氧化铬、氧化铁放入球磨机中，不断粉碎研磨后，再干燥至整体水含量不大于7%，最后按对应的颗粒大小及质量百分比进行配比即可。

一种电容器外壳用水性散热涂料的制备方法，包括如下步骤：

（1）先将蜂蜡、六偏磷酸钠、氯化钠、去离子水共同混合，加热保持温度为65℃，以330转/分钟的转速不断搅拌至均匀后备用；

（2）将玻璃纤维、消泡剂、稳定剂、流平剂、分散剂和碳酸钙加入到步骤（1）所得的物质中，保持温度为65℃，提高转速至420转/分钟，不断搅拌至均匀后，再将水性有机硅树脂、水性环氧树脂、改性纳米砭石粉加入，提高温度至75℃，并将转速提高至650转/分钟，继续搅拌至均匀后冷却即可。

对比实施例1

本对比实施例1与实施例1相比，用等质量份的麦饭石粉代替砭石粉，即其中不含有砭石粉成分，除此外的方法步骤均相同。

对比实施例2

本对比实施例2与实施例2相比，对于改性纳米砭石粉的颗粒大小不进行特殊的配比，而是将5~20nm、20~50nm、50~65nm三个层次的颗粒重量百分比设为相同，除此外的方法步骤均相同。

对照组

现有市售的用于电容器外壳的水性散热涂料。

为了对比本发明效果，将上述五种涂料涂覆于同一批电容器外壳表面上，涂覆厚度相同，同时对电容器施加相同的输入特性，监测其外壳温度；同时按照GB9286-88对涂料进行粘附力测试。下表1为相应的对比数据：

表1

	外壳温度均值（℃）	粘附力等级	红外辐射效率
				实施例1	45	1	0.95
实施例2	43	1	0.96
				对比实施例1	55	2	0.88
对比实施例2	50	2	0.92
				对照组	63	2	0.84

注：上表1中所述的粘附力等级数值分别表示为：0代表切割的边缘完全是平滑的，没有一个方格脱落；1代表在切口交叉涂层有少许薄片分离，划格区受影响明显的不大于5%；2代表涂层沿切割边缘或切口交叉处理脱落明显大于5%，但受影响明显不大于15%；3代表涂层沿切割边缘，部分和全部以大碎片脱落或它在格子的不同部位上部分和全部脱落，明显大于15%，但划格区受影响明显不大于35%；4代表涂层沿切割边缘大碎片剥落或者一些方格部分和全部出现脱落，明显大于35%，当划格区受影响明显不大于65%；5代表甚至按第四级也辨识不出剥落程度。

由上表1可以看出，本发明涂料散热特性佳，粘附性能好，使用价值较高。

Claims (9)

1.一种电容器外壳用水性散热涂料，其特征在于，由如下重量份的物质制成：

30~35份水性有机硅树脂、20~25份水性环氧树脂、10~15份改性纳米砭石粉、4~6份玻璃纤维、1~2份消泡剂、1~2份稳定剂、1~2份流平剂、1~2份分散剂、3~5份碳酸钙、2~4份蜂蜡、1~4份六偏磷酸钠、2~3份氯化钠、100~120份去离子水；所述改性纳米砭石粉由如下重量份的物质制成：30~40份砭石粉、15~20份碳化硅、10~15份氮化硅、4~7份硬脂酸钙、2~5份氧化铬、2~5份氧化铁。

2.根据权利要求1所述的一种电容器外壳用水性散热涂料，其特征在于，由如下重量份的物质制成：

33份水性有机硅树脂、23份水性环氧树脂、12份改性纳米砭石粉、5份玻璃纤维、1.5份消泡剂、1.5份稳定剂、1.5份流平剂、1.5份分散剂、4份碳酸钙、3份蜂蜡、2份六偏磷酸钠、2.5份氯化钠、110份去离子水；所述改性纳米砭石粉由如下重量份的物质制成：35份砭石粉、18份碳化硅、12份氮化硅、6份硬脂酸钙、3份氧化铬、3份氧化铁。

3.根据权利要求1或2所述的一种电容器外壳用水性散热涂料，其特征在于，所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的任意一种。

4.根据权利要求1或2所述的一种电容器外壳用水性散热涂料，其特征在于，所述稳定剂为高氯酸盐、稀土元素羧酸盐中的任意一种。

5.根据权利要求1或2所述的一种电容器外壳用水性散热涂料，其特征在于，所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷中的任意一种。

6.根据权利要求1或2所述的一种电容器外壳用水性散热涂料，其特征在于，所述分散剂为三乙基己基磷酸、脂肪酸聚乙二醇酯、三聚磷酸钠中的任意一种。

7.根据权利要求1或2所述的一种电容器外壳用水性散热涂料，其特征在于，所述改性纳米砭石粉的颗粒大小分为三个层次，不同层次的颗粒大小及质量百分比为：颗粒大小介于5~20nm的小颗粒占15~20%，颗粒大小介于20~50nm的中颗粒占65~70%，颗粒大小介于50~65nm的大颗粒占10~20%。

8.根据权利要求1或2所述的一种电容器外壳用水性散热涂料，其特征在于，所述改性纳米砭石粉的制作方法包括如下步骤：

（1）先将砭石粉放入到温度为450~500℃的条件下煅烧处理1~2h，取出冷却后再置于质量分数为12%的磷酸溶液中浸泡处理30~40min，最后取出用去离子水冲洗干净备用；

（2）将步骤（1）处理后的砭石粉同碳化硅、氮化硅、硬脂酸钙、氧化铬、氧化铁放入球磨机中，不断粉碎研磨后，再干燥至整体水含量不大于7%，最后按对应的颗粒大小及质量百分比进行配比即可。

9.一种如权利要求1或2所述的电容器外壳用水性散热涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）先将蜂蜡、六偏磷酸钠、氯化钠、去离子水共同混合，加热保持温度为60~70℃，以300~350转/分钟的转速不断搅拌至均匀后备用；

（2）将玻璃纤维、消泡剂、稳定剂、流平剂、分散剂和碳酸钙加入到步骤（1）所得的物质中，保持温度为60~70℃，提高转速至400~450转/分钟，不断搅拌至均匀后，再将水性有机硅树脂、水性环氧树脂、改性纳米砭石粉加入，提高温度至70~80℃，并将转速提高至600~700转/分钟，继续搅拌至均匀后冷却即可。