CN107141928A - 散热耐高温纳米防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

散热耐高温纳米防腐涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于涂料技术领域，涉及一种散热耐高温纳米防腐涂料及其制备方法，散热耐高温纳米防腐涂料按照重量百分比计包括以下组分：20～25％的耐高温改性聚合物树脂、60～65％的锌粉和无机纳米粉体组合填料、3～6％的悬浮剂、0.5～1.5％的偶联剂、1～1.5％的消泡剂以及5～20％的溶剂，采用复合工艺技术，通过常温固化或低温固化，操作简单，清洁环保。本发明可用于多种金属及陶瓷等材料上，具有优秀的防腐、散热性能，具有防潮、耐酸碱、耐盐雾、耐温、绝缘、耐磨、耐溶剂等优点，且本发明的涂料附着力强，硬度优于行业内的使用需求，本发明可以应用于许多需要大功率散热的器件，根据不同功率的散热需求，提供不同的优化配比。

Description

散热耐高温纳米防腐涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，涉及一种散热耐高温纳米防腐涂料及其制备方法。
背景技术
金属的使用遍布我们生活的各个角落，从生活用品、工业用品到航空、航天等领域使用十分广泛，以至于金属的使用在日常生活以及时代的进步中有着至关重要的作用。但金属的腐蚀带来社会经济浪费、环境污染等一系列问题，给人们的日常生活和生产制造等环节造成了深远的影响。
金属的腐蚀是指金属在环境的作用下引起的破坏或变质。因此，金属表面的防腐处理变得至关重要。传统的防腐处理有历史悠久的六价铬转化膜技术、最常用的磷化处理以及铝表面阳极氧化技术。但由于需要用到锌、镍、锰、铬等重金属和亚硝酸盐等致癌物质会造成环境的严重污染和人身体健康的负面影响，此类技术受到了国家的严格限制。为此，寻找一条清洁环保的金属防腐材料工艺成为现阶段金属及装涂行业迫切的需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种散热耐高温纳米防腐涂料及其制备方法，通过常温固化或低温固化，操作简单，清洁环保。本发明可用于多种金属及陶瓷等材料上，具有优秀的防腐、散热性能。
本发明是这样实现的：
一种散热耐高温纳米防腐涂料，所述涂料按照重量百分比计包括以下组分：20～25％的耐高温改性聚合物树脂、60～65％的锌粉和无机纳米粉体组合填料、3～6％的悬浮剂、0.5～1.5％的偶联剂、1～1.5％的消泡剂以及5～20％的溶剂；所述锌粉和无机纳米粉体组合填料包括锌粉Zn和无机纳米粉体M，所述无机纳米粉体M为Al2O3、BN或Si3N4中一种，所述锌粉和无机纳米粉体组合填料的粒径为：500～800nm，所述锌粉和无机纳米粉体的比例为6:4；所述溶剂为二甲苯；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。
优选地，所述锌粉为纳米片状锌粉，所述无机纳米粉体为纳米片状粉体。
优选地，所述耐高温改性聚合物树脂按照重量百分比计包括以下组分：30～50％的丙烯酸树脂，5～20％的聚酯树脂，10～30％的硅溶胶，10～20％的有机溶剂，2～4％的催化剂以及1～2％的助剂。
优选地，所述丙烯酸树脂为羟基丙烯酸树脂。
优选地，所述聚酯树脂为饱和聚酯树脂。
优选地，所述硅溶胶为含甲氧基及苯基硅树脂。
优选地，所述有机溶剂为二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯、环己酮或醋酸丁酯；所述催化剂为钛酸正丁酯；所述助剂为氨基硅油。
一种散热耐高温纳米防腐涂料的制备方法，其制备步骤如下：
S1、将6份锌粉和4份无机纳米粉体放入三辊机中以300r/min的转速混合1小时制得所述锌粉和无机纳米粉体组合填料；
S2、在具有加热回流装置的反应釜中依次加入上述重量比的丙烯酸树脂及聚酯树脂以及有机溶剂，慢慢升温至110℃，滴加上述重量比的溶于有机溶剂的浓度为50％的硅溶胶，滴加上述重量比的催化剂及助剂，保温2小时，制得所述耐高温改性聚合物树脂；
S3、在所述耐高温改性聚合物树脂中加入一定量所述锌粉和无机纳米粉体组合填料，放入搅拌机中按1000～1500r/min的转速搅拌1～2小时，搅拌的同时缓慢加入所述悬浮剂、溶剂、消泡剂和偶联剂，制得所述防腐涂料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
○1本发明采用耐高温改性聚合物树脂和散热防腐纳米填料Zn/Al2O3、BN、Si3N4等混合物复合工艺技术，可选择常温固化/低温固化，操作简单；
②本发明的防腐涂料清洁环保，具有优秀的防腐、散热性能；
③本发明的防腐涂料可用于多种金属及陶瓷等材料上，具有防腐、防潮、耐酸碱、耐盐雾、耐温、绝缘、耐磨、耐溶剂等优点。
④本发明的防腐涂料附着力强，可以应用于许多需要大功率散热的器件，根据不同功率的散热需求，提供不同的优化配比。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明进行说明，各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制。
实施例1
一种散热耐高温纳米防腐涂料，包括21g耐高温改性聚合物树脂、60g Zn/Al2O3填料、6g悬浮剂、1.5g硅烷偶联剂KH-550、1.5g消泡剂以及10g二甲苯溶剂；Zn/Al2O3填料的粒径为：500～800nm；Zn/Al2O3填料通过锌粉和无机纳米Al2O3粉体按6:4的比例在三辊机中以300r/min的转速混合1小时制得。
制备方法如下：在21g耐高温改性聚合物树脂中加入60g Zn/Al2O3填料，放入搅拌机中按1000r/min搅拌1小时，搅拌的同时缓慢加入6g悬浮剂、10g二甲苯溶剂、1.5g消泡剂和1.5g的硅烷偶联剂KH-550，制备得到散热耐高温纳米防腐涂料。
性能测试：将制备的散热耐高温纳米防腐涂料平涂在5条3*10cm的铝条上，涂覆厚度≥40μm，自然固化4小时，干固3天后进行性能测试。百格测试ISO等级：0，达到WF2防腐等级；铅笔硬度为4-5H；导热系数为8-10W/(m·K)。
实施例2
一种散热耐高温纳米防腐涂料，包括21g耐高温改性聚合物树脂、60g Zn/BN填料、6g悬浮剂、1.5g硅烷偶联剂KH-550、1.5g消泡剂以及10g二甲苯溶剂；Zn/BN填料的粒径为：500～800nm；Zn/BN填料通过锌粉和无机纳米BN粉体按6:4的比例在三辊机中以300r/min的转速混合1小时制得。
制备方法如下：在21g耐高温改性聚合物树脂中加入60g Zn/BN填料，放入搅拌机中按1000r/min搅拌1小时，搅拌的同时缓慢加入6g悬浮剂、10g二甲苯溶剂、1.5g消泡剂和1.5g的硅烷偶联剂KH-550，制备得到散热耐高温纳米防腐涂料。
性能测试：将制备的散热耐高温纳米防腐涂料平涂在5条3*10cm的铝条上，涂覆厚度≥40μm，自然固化4小时，干固3天后进行测试。百格测试ISO等级：0，达到WF2防腐等级；铅笔硬度为4-5H；导热系数为12-20W/(m·K)。
实施例3
一种散热耐高温纳米防腐涂料，包括21g耐高温改性聚合物树脂、60g Zn/Si3N4填料、6g悬浮剂、1.5g硅烷偶联剂KH-550、1.5g消泡剂以及10g二甲苯溶剂；Zn/Si3N4填料的粒径为：500～800nm；Zn/Si3N4填料通过锌粉和无机纳米Si3N4粉体按6:4的比例在三辊机中以300r/min的转速混合1小时制得。
制备方法如下：在21g耐高温改性聚合物树脂中加入60gZn/Si3N4填料，放入搅拌机中按1000r/min搅拌1小时，搅拌的同时缓慢加入6g悬浮剂、10g二甲苯溶剂、1.5g消泡剂和1.5g的硅烷偶联剂KH-550，制备得到散热耐高温纳米防腐涂料。
性能测试：将制备的散热耐高温纳米防腐涂料平涂在5条3*10cm的铝条上，涂覆厚度≥40μm，自然固化4小时，干固3天后进行测试。百格测试ISO等级：0，达到WF2防腐等级；铅笔硬度为4-5H；导热系数为32-40W/(m·K)。
表1防腐涂料的性能
百格测试ISO等级 铅笔硬度 导热系数
实施例1制备的涂料 0 4-5H 8-10W/(m·K)
实施例2制备的涂料 0 4-5H 12-20W/(m·K)
实施例3制备的涂料 0 4-5H 32-40W/(m·K)
从测得的数据可以看出：本发明的散热耐高温纳米防腐涂料附着力强；铅笔硬度为4-5H，根据行业内的使用需求，本发明的硬度优于使用标准；本发明可以应用于许多需要大功率散热的器件，根据不同功率的散热需求，提供不同的优化配比。目前行业内散热耐高温纳米防腐涂料非常少，本发明填补了技术的空缺。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种散热耐高温纳米防腐涂料，其特征在于：所述涂料按照重量百分比计包括以下组分：20～25％的耐高温改性聚合物树脂、60～65％的锌粉和无机纳米粉体组合填料、3～6％的悬浮剂、0.5～1.5％的偶联剂、1～1.5％的消泡剂以及5～20％的溶剂；
其中：
所述锌粉和无机纳米粉体组合填料包括锌粉Zn和无机纳米粉体M，所述无机纳米粉体M为Al2O3、BN或Si3N4中一种，所述锌粉和无机纳米粉体组合填料的粒径为：500～800nm，所述锌粉和无机纳米粉体的比例为6:4；
所述溶剂为二甲苯；
所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。
2.根据权利要求1所述的散热耐高温纳米防腐涂料，其特征在于：所述锌粉为纳米片状锌粉，所述无机纳米粉体为纳米片状粉体。
3.根据权利要求1所述的散热耐高温纳米防腐涂料，其特征在于：所述耐高温改性聚合物树脂按照重量百分比计包括以下组分：30～50％的丙烯酸树脂，5～20％的聚酯树脂，10～30％的硅溶胶，10～20％的有机溶剂，2～4％的催化剂以及1～2％的助剂。
4.根据权利要求3所述的散热耐高温纳米防腐涂料，其特征在于：所述丙烯酸树脂为羟基丙烯酸树脂。
5.根据权利要求3所述的散热耐高温纳米防腐涂料，其特征在于：所述聚酯树脂为饱和聚酯树脂。
6.根据权利要求3所述的散热耐高温纳米防腐涂料，其特征在于：所述硅溶胶为含甲氧基及苯基硅树脂。
7.根据权利要求3所述的散热耐高温纳米防腐涂料，其特征在于：所述有机溶剂为二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯、环己酮或醋酸丁酯；
所述催化剂为钛酸正丁酯；
所述助剂为氨基硅油。
8.一种散热耐高温纳米防腐涂料的制备方法，其特征在于：其制备步骤如下：
S1、将6份锌粉和4份无机纳米粉体放入三辊机中以300r/min的转速混合1小时制得所述锌粉和无机纳米粉体组合填料；
S2、在具有加热回流装置的反应釜中依次加入上述重量比的丙烯酸树脂及聚酯树脂以及有机溶剂，慢慢升温至110℃，滴加上述重量比的溶于有机溶剂的浓度为50％的硅溶胶，滴加上述重量比的催化剂及助剂，保温2小时，制得所述耐高温改性聚合物树脂；
S3、在所述耐高温改性聚合物树脂中加入一定量所述锌粉和无机纳米粉体组合填料，放入搅拌机中按1000～1500r/min的转速搅拌1～2小时，搅拌的同时缓慢加入所述悬浮剂、溶剂、消泡剂和偶联剂，制得所述防腐涂料。
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