CN108395781A - 一种用于油汀散热片的涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于油汀散热片的涂料及其制备方法，涉及涂料技术领域，包括以下份计的原料：丙烯酸树脂39~45份、改性有机硅树脂35~40份、电气石‑石墨烯复合粉料30~35份、填料14~16份、环氧大豆油10~15份、流平剂2~5份、消泡剂1~3份和水24~26份。本发明具有良好的散热效果。

Description

一种用于油汀散热片的涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种用于油汀散热片的涂料及其制备方法。
背景技术
油汀取暖器是采用烘烤的方式取暖，主要通过加热叶片而使室内温度升高。油汀散热片有7片、9片、11片、13片等多种，使用功率大多在1500瓦至2600瓦之间。
油汀散热片上通常涂覆有涂料，但是现有的涂料导热系数低，影响散热片的热量辐射。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于油汀散热片的涂料及其制备方法，具有良好的散热效果。
本发明提供了如下的技术方案：一种用于油汀散热片的涂料，包括以下份计的原料：
丙烯酸树脂 39~45份；
改性有机硅树脂 35~40份；
电气石-石墨烯复合粉料 30~35份；
填料 14~16份；
环氧大豆油 10~15份；
流平剂 2~5份；
消泡剂 1~3份；
水 24~26份；
所述电气石-石墨烯复合粉料包括以下：硅溶胶、石墨烯、电气石、纳米二氧化钛、偶联剂、海藻酸钠、聚乙烯吡咯烷酮和纳米铝粉。
其中，所述电气石-石墨烯复合粉料包括以下份计的原料：硅溶胶14~16份、石墨烯3~6份、电气石3~6份、纳米二氧化钛2~4份、偶联剂0.6~1.2份、海藻酸钠0.5~0.8份、聚乙烯吡咯烷酮0.3~0.5份和纳米铝粉0.1~0.6份。
其中，所述电气石-石墨烯复合粉料的制备方法为：
按照配比称取石墨烯、电气石和偶联剂，加入硅溶胶中，在55~65℃水浴条件下搅拌反应20~30min后加入纳米二氧化钛，升温至75~95℃，继续搅拌1~2h，离心处理保留固体，干燥得到粉料A；
将海藻酸钠加入至10~12倍重量份的水中，搅拌溶解，然后加入聚乙烯吡咯烷酮、铝粉和粉料A，干燥粉碎得到粉料B，将粉料B在260~280℃条件下处理30~50min，取出冷却，过500~800目筛，得到所述电气石-石墨烯复合粉料。
其中，所述填料包括以下份计的原料：碳化硅5~6份、氮化铝3~5份和氮化硼1~4份。
其中，所述碳化硅的粒径为10~20nm，氮化铝的粒径为25~30nm，氮化硼的粒径为15~40nm。
其中，所述流平剂为有机硅类流平剂，消泡剂为磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸二异辛酯、磷酸三甲酯、磷酸三甲酚酯、磷酸甲苯二苯酯和磷酸叔丁苯二苯酯中的一种或几种混合物，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
其中，所述改性有机硅树脂包括以下份计的原料：有机硅树脂24~26份、环氧氯丙烷 7~8份、桉叶油7~8份、二丙烯三胺3~5份、脂肪酸甘油酯3~5份、石墨粉2~6份、聚酰胺2~4份、稀土元素氧化物1~3份、碳酸钙1~3份、纳米二氧化硅1~2份和丙酮0.5~1.5份；
所述改性有机硅树脂的制备方法为：
（1）、按重量份称取有机硅树脂、稀土元素氧化物、碳酸钙和纳米二氧化硅，混合分散均匀，在55~65℃条件下以400~500r/min的转速搅拌40~60min，得到物料C；
（2）、将物料C与改性有机硅树脂的其余原料混合，分散均匀后，在60~70℃条件下以600~800r/min的转速搅拌20~30min，即得。
其中，所述稀土元素氧化物为氧化镧、氧化铈和氧化镨中的任一种。
本发明提供一种用于油汀散热片的涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）、按照配比称取丙烯酸树脂、改性有机硅树脂、流平剂和消泡剂，加入水中，并在120~130 ℃下保温1~1.5h，充分溶解后搅拌均匀，得到液料D；
（2）、按照配比称取电气石-石墨烯复合粉料、填料和环氧大豆油，加入至液料D中，分散均匀，得到所述用于油汀散热片的涂料。
本发明的有益效果：具有良好的散热效果，具体如下：
（1）、采用硅溶胶、石墨烯、电气石、纳米二氧化钛、偶联剂、海藻酸钠、聚乙烯吡咯烷酮和纳米铝粉，通过合理的配比和制备方法得到电气石-石墨烯复合粉料，在体系中分散均匀，稳定性高，与涂料中的其余原料具有较好的相容性和合理的吸附性；本发明的电气石-石墨烯复合粉料具有较高的导热系数，其中，石墨烯为二维结构的导热材料，电气石为柱状结构的导热材料，纳米二氧化钛自身具有吸附性，在偶联剂的作用下，石墨烯、电气石、纳米二氧化钛三者相互搭接，形成纵向和横向扩展的立体网状结构辐射散热，稳定性较高；硅溶胶为纳米级二氧化硅在水溶液中的分散体，其成膜结构具有优异的自散热功能，水分蒸发后形成Si‐O‐Si无机分子结构，进一步将电气石-石墨烯复合粉料其它的原料粘结，使其体系稳定，在制备粉料B的过程中聚乙烯吡咯烷酮和纳米铝粉起到造孔作用，防止形成的立体网状结构封闭影响导热性能，进一步提高导热系数；将涂料涂覆于油汀的散热片上，散热片产生的热量可以通过电气石-石墨烯复合粉料的立体网状结构，以对流或者辐射的形式迅速散热；
（2）、填料包括碳化硅、氮化铝和氮化硼，导热系数高、散热效果好，另外填料优选为纳米级的颗粒，具有一定吸附性，辅助电气石-石墨烯复合粉料发挥高热导率和高红外辐射率，使得本发明的涂料在散热片表面具有优异的散热性能；另外，填料的添加，还可以提高耐候性，骤冷骤热不会导致涂层的剥落；
（3）、采用环氧氯丙烷、桉叶油、二丙烯三胺、脂肪酸甘油酯、石墨粉、聚酰胺、稀土元素氧化物、碳酸钙、纳米二氧化硅和丙酮对有机硅树脂进行改性，得到的改性有机硅树脂耐热性好且导热系数高、绝缘性能优异，且提高了与丙烯酸树脂的相容性，使得电气石-石墨烯复合粉料在两者形成的液料体系中分散均匀，稳定性高；
（4）、本发明的涂料具有良好的热稳定性和化学稳定性，在油汀散热片上长期使用无毒无异味，安全环保，选用的原料对人体无害，具有较高的传导、对流、辐射散热的综合性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种用于油汀散热片的涂料，包括以下份计的原料：
丙烯酸树脂 39份；
改性有机硅树脂 35份；
电气石-石墨烯复合粉料 30份；
填料 14份；
环氧大豆油 10份；
流平剂 2份；
消泡剂 1份；
水 24份；
其中，
所述电气石-石墨烯复合粉料包括以下份计的原料：硅溶胶14份、石墨烯3份、电气石3份、纳米二氧化钛2份、偶联剂0.6份、海藻酸钠0.5份、聚乙烯吡咯烷酮0.3份和纳米铝粉0.1份。
所述电气石-石墨烯复合粉料的制备方法为：
按照配比称取石墨烯、电气石和偶联剂，加入硅溶胶中，在55℃水浴条件下搅拌反应20min后加入纳米二氧化钛，升温至75℃，继续搅拌1h，离心处理保留固体，干燥得到粉料A；
将海藻酸钠加入至10倍重量份的水中，搅拌溶解，然后加入聚乙烯吡咯烷酮、铝粉和粉料A，干燥粉碎得到粉料B，将粉料B在260℃条件下处理30min，取出冷却，过500目筛，得到所述电气石-石墨烯复合粉料。
其中，
所述填料包括以下份计的原料：碳化硅5份、氮化铝3份和氮化硼1份。
所述碳化硅的粒径为10nm，氮化铝的粒径为25nm，氮化硼的粒径为15nm。
所述流平剂为有机硅类流平剂，消泡剂为磷酸三丁酯，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
其中，
所述改性有机硅树脂包括以下份计的原料：有机硅树脂24份、环氧氯丙烷 7份、桉叶油7份、二丙烯三胺3份、脂肪酸甘油酯3份、石墨粉2份、聚酰胺2份、稀土元素氧化物1份、碳酸钙1份、纳米二氧化硅1份和丙酮0.5份；
所述改性有机硅树脂的制备方法为：
（1）、按重量份称取有机硅树脂、稀土元素氧化物、碳酸钙和纳米二氧化硅，混合分散均匀，在55℃条件下以400r/min的转速搅拌40min，得到物料C；
（2）、将物料C与改性有机硅树脂的其余原料混合，分散均匀后，在60℃条件下以600r/min的转速搅拌20min，即得。
其中，所述稀土元素氧化物为氧化镧。
本实施例中提供一种用于油汀散热片的涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）、按照配比称取丙烯酸树脂、改性有机硅树脂、流平剂和消泡剂，加入水中，并在120℃下保温1h，充分溶解后搅拌均匀，得到液料D；
（2）、按照配比称取电气石-石墨烯复合粉料、填料和环氧大豆油，加入至液料D中，分散均匀，得到所述用于油汀散热片的涂料。
实施例2
一种用于油汀散热片的涂料，包括以下份计的原料：
丙烯酸树脂 45份；
改性有机硅树脂 40份；
电气石-石墨烯复合粉料 35份；
填料 16份；
环氧大豆油 15份；
流平剂 5份；
消泡剂 3份；
水 26份；
其中，
所述电气石-石墨烯复合粉料包括以下份计的原料：硅溶胶16份、石墨烯6份、电气石6份、纳米二氧化钛4份、偶联剂1.2份、海藻酸钠0.8份、聚乙烯吡咯烷酮0.5份和纳米铝粉0.6份。
所述电气石-石墨烯复合粉料的制备方法为：
按照配比称取石墨烯、电气石和偶联剂，加入硅溶胶中，在65℃水浴条件下搅拌反应30min后加入纳米二氧化钛，升温至95℃，继续搅拌2h，离心处理保留固体，干燥得到粉料A；
将海藻酸钠加入至12倍重量份的水中，搅拌溶解，然后加入聚乙烯吡咯烷酮、铝粉和粉料A，干燥粉碎得到粉料B，将粉料B在280℃条件下处理50min，取出冷却，过800目筛，得到所述电气石-石墨烯复合粉料。
其中，
所述填料包括以下份计的原料：碳化硅6份、氮化铝5份和氮化硼4份。
所述碳化硅的粒径为20nm，氮化铝的粒径为30nm，氮化硼的粒径为40nm。
所述流平剂为有机硅类流平剂，消泡剂为磷酸二异辛酯，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
其中，
所述改性有机硅树脂包括以下份计的原料：有机硅树脂26份、环氧氯丙烷 8份、桉叶油8份、二丙烯三胺5份、脂肪酸甘油酯5份、石墨粉6份、聚酰胺4份、稀土元素氧化物3份、碳酸钙3份、纳米二氧化硅2份和丙酮1.5份；
所述改性有机硅树脂的制备方法为：
（1）、按重量份称取有机硅树脂、稀土元素氧化物、碳酸钙和纳米二氧化硅，混合分散均匀，在65℃条件下以500r/min的转速搅拌60min，得到物料C；
（2）、将物料C与改性有机硅树脂的其余原料混合，分散均匀后，在70℃条件下以800r/min的转速搅拌30min，即得。
其中，所述稀土元素氧化物为氧化铈。
本实施例中提供一种用于油汀散热片的涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）、按照配比称取丙烯酸树脂、改性有机硅树脂、流平剂和消泡剂，加入水中，并在130℃下保温1.5h，充分溶解后搅拌均匀，得到液料D；
（2）、按照配比称取电气石-石墨烯复合粉料、填料和环氧大豆油，加入至液料D中，分散均匀，得到所述用于油汀散热片的涂料。
实施例3
一种用于油汀散热片的涂料，包括以下份计的原料：
丙烯酸树脂 42份；
改性有机硅树脂 37份；
电气石-石墨烯复合粉料 32份；
填料 15份；
环氧大豆油 12份；
流平剂 4份；
消泡剂 2份；
水 25份。
其中，
所述电气石-石墨烯复合粉料包括以下份计的原料：硅溶胶15份、石墨烯4.5份、电气石4.5份、纳米二氧化钛3份、偶联剂0.8份、海藻酸钠0.6份、聚乙烯吡咯烷酮0.4份和纳米铝粉0.3份。
所述电气石-石墨烯复合粉料的制备方法为：
按照配比称取石墨烯、电气石和偶联剂，加入硅溶胶中，在60℃水浴条件下搅拌反应25min后加入纳米二氧化钛，升温至85℃，继续搅拌1.5h，离心处理保留固体，干燥得到粉料A；
将海藻酸钠加入至11倍重量份的水中，搅拌溶解，然后加入聚乙烯吡咯烷酮、铝粉和粉料A，干燥粉碎得到粉料B，将粉料B在270℃条件下处理40min，取出冷却，过600目筛，得到所述电气石-石墨烯复合粉料。
其中，
所述填料包括以下份计的原料：碳化硅5.5份、氮化铝4份和氮化硼2份。
所述碳化硅的粒径为15nm，氮化铝的粒径为27nm，氮化硼的粒径为20nm。
所述流平剂为有机硅类流平剂，消泡剂为磷酸甲苯二苯酯，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
其中，
所述改性有机硅树脂包括以下份计的原料：有机硅树脂25份、环氧氯丙烷 7.5份、桉叶油7.5份、二丙烯三胺4份、脂肪酸甘油酯4份、石墨粉4份、聚酰胺3份、稀土元素氧化物2份、碳酸钙2份、纳米二氧化硅1.5份和丙酮1份；
所述改性有机硅树脂的制备方法为：
（1）、按重量份称取有机硅树脂、稀土元素氧化物、碳酸钙和纳米二氧化硅，混合分散均匀，在60℃条件下以450r/min的转速搅拌50min，得到物料C；
（2）、将物料C与改性有机硅树脂的其余原料混合，分散均匀后，在65℃条件下以700r/min的转速搅拌25min，即得。
其中，所述稀土元素氧化物为氧化镨。
本实施例中提供一种用于油汀散热片的涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）、按照配比称取丙烯酸树脂、改性有机硅树脂、流平剂和消泡剂，加入水中，并在125℃下保温1h，充分溶解后搅拌均匀，得到液料D；
（2）、按照配比称取电气石-石墨烯复合粉料、填料和环氧大豆油，加入至液料D中，分散均匀，得到所述用于油汀散热片的涂料。
参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于油汀散热片的涂料，其特征在于，包括以下份计的原料：
丙烯酸树脂 39~45份；
改性有机硅树脂 35~40份；
电气石-石墨烯复合粉料 30~35份；
填料 14~16份；
环氧大豆油 10~15份；
流平剂 2~5份；
消泡剂 1~3份；
水 24~26份；
所述电气石-石墨烯复合粉料包括以下：硅溶胶、石墨烯、电气石、纳米二氧化钛、偶联剂、海藻酸钠、聚乙烯吡咯烷酮和纳米铝粉。
2.根据权利要求1所述的用于油汀散热片的涂料，其特征在于，包括以下份计的原料：
丙烯酸树脂 42份；
改性有机硅树脂 37份；
电气石-石墨烯复合粉料 32份；
填料 15份；
环氧大豆油 12份；
流平剂 4份；
消泡剂 2份；
水 25份；
所述电气石-石墨烯复合粉料包括以下原料：硅溶胶、石墨烯、电气石、纳米二氧化钛、偶联剂、海藻酸钠、聚乙烯吡咯烷酮和纳米铝粉。
3.根据权利要求1所述的用于油汀散热片的涂料，其特征在于，所述电气石-石墨烯复合粉料包括以下份计的原料：硅溶胶14~16份、石墨烯3~6份、电气石3~6份、纳米二氧化钛2~4份、偶联剂0.6~1.2份、海藻酸钠0.5~0.8份、聚乙烯吡咯烷酮0.3~0.5份和纳米铝粉0.1~0.6份。
4.根据权利要求3所述的用于油汀散热片的涂料，其特征在于，所述电气石-石墨烯复合粉料的制备方法为：
按照配比称取石墨烯、电气石和偶联剂，加入硅溶胶中，在55~65℃水浴条件下搅拌反应20~30min后加入纳米二氧化钛，升温至75~95℃，继续搅拌1~2h，离心处理保留固体，干燥得到粉料A；
将海藻酸钠加入至10~12倍重量份的水中，搅拌溶解，然后加入聚乙烯吡咯烷酮、铝粉和粉料A，干燥粉碎得到粉料B，将粉料B在260~280℃条件下处理30~50min，取出冷却，过500~800目筛，得到所述电气石-石墨烯复合粉料。
5.根据权利要求1所述的用于油汀散热片的涂料，其特征在于，所述填料包括以下份计的原料：碳化硅5~6份、氮化铝3~5份和氮化硼1~4份。
6.根据权利要求1所述的用于油汀散热片的涂料，其特征在于，所述碳化硅的粒径为10~20nm，氮化铝的粒径为25~30nm，氮化硼的粒径为15~40nm。
7.根据权利要求1所述的用于油汀散热片的涂料，其特征在于，所述流平剂为有机硅类流平剂，消泡剂为磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸二异辛酯、磷酸三甲酯、磷酸三甲酚酯、磷酸甲苯二苯酯和磷酸叔丁苯二苯酯中的一种或几种混合物，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
8.根据权利要求1所述的用于油汀散热片的涂料，其特征在于，所述改性有机硅树脂包括以下份计的原料：有机硅树脂24~26份、环氧氯丙烷 7~8份、桉叶油7~8份、二丙烯三胺3~5份、脂肪酸甘油酯3~5份、石墨粉2~6份、聚酰胺2~4份、稀土元素氧化物1~3份、碳酸钙1~3份、纳米二氧化硅1~2份和丙酮0.5~1.5份；
所述改性有机硅树脂的制备方法为：
（1）、按重量份称取有机硅树脂、稀土元素氧化物、碳酸钙和纳米二氧化硅，混合分散均匀，在55~65℃条件下以400~500r/min的转速搅拌40~60min，得到物料C；
（2）、将物料C与改性有机硅树脂的其余原料混合，分散均匀后，在60~70℃条件下以600~800r/min的转速搅拌20~30min，即得。
9.根据权利要求8所述的用于油汀散热片的涂料，其特征在于，所述稀土元素氧化物为氧化镧、氧化铈和氧化镨中的任一种。
10.一种根据权利要求1~9任一项所述的用于油汀散热片的涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）、按照配比称取丙烯酸树脂、改性有机硅树脂、流平剂和消泡剂，加入水中，并在120~130 ℃下保温1~1.5h，充分溶解后搅拌均匀，得到液料D；
（2）、按照配比称取电气石-石墨烯复合粉料、填料和环氧大豆油，加入至液料D中，分散均匀，得到所述用于油汀散热片的涂料。
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