CN108456442A - 一种家用电器壳体绝缘散热涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种家用电器壳体绝缘散热涂料及其制备方法，涉及涂料技术领域，包括以下份计的原料：改性有机硅树脂45~50份、氨基树脂25~35份、石墨烯—碳纤维复合粉料15~20份、填料10~15份、颜料3~8份、助剂5~10份和水15~20份。本发明专用于家用电器壳体表面，绝缘散热性能好，安全环保。

Description

一种家用电器壳体绝缘散热涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种家用电器壳体绝缘散热涂料及其制备方法。
背景技术
家用电器主要指在家庭及类似场所中使用的各种电器和电子器具。又称民用电器、日用电器。家用电器使人们从繁重、琐碎、费时的家务劳动中解放出来，为人类创造了更为舒适优美、更有利于身心健康的生活和工作环境，提供了丰富多彩的文化娱乐条件，已成为现代家庭生活的必需品。
家用电器在使用过程中电器内部会产生大量的热量，如果这些热量不及时散发出去，就会导致电子产品或部件温度过高。温度过高就会产生种种危害，比如：温度过高导致电阻的阻值降低，也会缩短电容的使用寿命。家用电器关乎我们每个家庭的安全，一旦家用电器内部散热不及时，还可能会有火灾发生的隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种家用电器壳体绝缘散热涂料及其制备方法，专用于家用电器壳体表面，绝缘散热性能好，安全环保。
本发明提供了如下的技术方案：一种家用电器壳体绝缘散热涂料，包括以下份计的原料：
改性有机硅树脂45~50份、氨基树脂25~35份、石墨烯—碳纤维复合粉料15~20份、填料10~15份、颜料3~8份、助剂5~10份和水15~20份；
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、硅酸钙5~6份、邻苯二甲酸二辛酯3~5份、脂肪酸甘油酯3~5份、石墨粉2~6份、聚丙烯酰胺2~4份、纳米二氧化硅1~2份和二月桂酸二丁基锡0.5~1.5份；
所述石墨烯—碳纤维复合粉料包括以下份计的原料：石墨烯、硅溶胶、碳纤维、纳米氮化铝和偶联剂。
其中，所述石墨烯—碳纤维复合粉料包括以下份计的原料：石墨烯5~6份、硅溶胶3~4份、碳纤维2~3份、纳米氮化铝2~3份和偶联剂0.6~1.2份。
其中，所述石墨烯—碳纤维复合粉料的制备方法为：
（1）、将碳纤维加入浓度为2~10%的硝酸溶液中，在80~90℃下保温搅拌30~50min，过滤、洗涤至中性，得到预处理的碳纤维；
（2）、将石墨烯和纳米氮化铝加入至硅溶胶中，混合搅拌1~2h，得到混合浆体A；
（3）、向混合浆体A中加入预处理的碳纤维，然后加入偶联剂，在100~105℃条件下混合搅拌30~60min，过滤，得到固相物B，真空干燥3~4h，粉碎过筛，即得。
其中，所述颜料为铜铬黑、铁锰黑、钛锰棕、铁铬棕、钴蓝、钛镍黄、钛绿和钛白粉中的一种或多种的混合物。
其中，所述填料包括以下份计的原料：玻璃粉0.6~1.2份、氧化镧0.3~0.5份、硫酸钡0.3~0.5份、钛白粉0.1~0.3份和三聚磷酸铝0.1~0.3份。
其中，所述助剂包括以下份计的原料：固化剂4~6份、流平剂2~3份、防沉剂2~3份、分散剂1~2份和消泡剂1~2份。
其中，所述固化剂为三聚氰胺、间苯二甲胺和封闭性苯代异氰酸酯中的一种或几种的混合物，消泡剂为缩水山梨糖醇月桂酸三脂或聚丙二醇，防沉剂为有机膨润土。
其中，所述偶联剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基 丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
本发明提供一种家用电器壳体绝缘散热涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）、制备改性有机硅树脂
按重量份称取有机硅树脂、石墨粉、硅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；
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，得到所述改性有机硅树脂；
（2）、按照配比称取氨基树脂和改性有机硅树脂，加入水中，然后加入助剂，搅拌分散均匀，并在120~130 ℃下保温20~30min，得到液料D；
（3）、按照配比称取石墨烯—碳纤维复合粉料、填料和颜料，加入至液料D中，分散均匀，得到所述家用电器壳体绝缘散热涂料。
本发明的有益效果：专用于家用电器壳体表面，绝缘散热性能好，安全环保，具体如下：
（1）、本发明采用改性有机硅树脂和氨基树脂为主要原料，在其中加入石墨烯—碳纤维复合粉料、填料、颜料、助剂和水，经过合理的配比，得到家用电器壳体绝缘散热涂料，涂覆于家用电器壳体表面，可以起到优异的绝缘和散热作用，同时，形成的涂层致密均匀，具有良好的抗老化性、稳定性、耐热性等，原料安全环保，无毒害产生；
（2）、采用石墨烯、硅溶胶、碳纤维、纳米氮化铝和偶联剂制备石墨烯—碳纤维复合粉料，该复合粉料可以降低界面的热阻，具有高热导率和高红外辐射率的双重优势，形成导热通道和热辐射；其中，碳纤维在长度方向上具有很高的导热系数，且其本身辐射率高，石墨烯为二维结构的导热材料，将纳米氮化铝、石墨烯和碳纤维结合，形成具有复杂结构的网状复合粉料，该复合粉料可以提高体系的机械强度，提高耐磨性；
（3）、采用环氧氯丙烷、硅酸钙、邻苯二甲酸二辛酯、脂肪酸甘油酯、石墨粉、聚丙烯酰胺、纳米二氧化硅和二月桂酸二丁基锡制备改性有机硅树脂，耐热性好且导热系数高、绝缘性能优异，且提高了与氨基树脂的相容性，使得石墨烯—碳纤维复合粉料在两者形成的液料体系中分散均匀，稳定性高，且整体绝缘。
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
一种家用电器壳体绝缘散热涂料，包括以下份计的原料：
改性有机硅树脂45份、氨基树脂25份、石墨烯—碳纤维复合粉料15份、填料10份、颜料3份、助剂5份和水15份；
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、硅酸钙5份、邻苯二甲酸二辛酯3份、脂肪酸甘油酯3份、石墨粉2份、聚丙烯酰胺2份、纳米二氧化硅1份和二月桂酸二丁基锡0.5份；
所述石墨烯—碳纤维复合粉料包括以下份计的原料：石墨烯、硅溶胶、碳纤维、纳米氮化铝和偶联剂。
其中，
所述石墨烯—碳纤维复合粉料包括以下份计的原料：石墨烯5份、硅溶胶3份、碳纤维2份、纳米氮化铝2份和偶联剂0.6份。
所述石墨烯—碳纤维复合粉料的制备方法为：
（1）、将碳纤维加入浓度为2%的硝酸溶液中，在80℃下保温搅拌30min，过滤、洗涤至中性，得到预处理的碳纤维；
（2）、将石墨烯和纳米氮化铝加入至硅溶胶中，混合搅拌1h，得到混合浆体A；
（3）、向混合浆体A中加入预处理的碳纤维，然后加入偶联剂，在100~105℃条件下混合搅拌30min，过滤，得到固相物B，真空干燥3h，粉碎过筛，即得。
其中，
所述颜料为铜铬黑。
所述填料包括以下份计的原料：玻璃粉0.6份、氧化镧0.3份、硫酸钡0.3份、钛白粉0.1份和三聚磷酸铝0.1份。
所述助剂包括以下份计的原料：固化剂4份、流平剂2份、防沉剂2份、分散剂1份和消泡剂1份。
所述固化剂为三聚氰胺，消泡剂为缩水山梨糖醇月桂酸三脂，防沉剂为有机膨润土。
所述偶联剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷。
实施例2
一种家用电器壳体绝缘散热涂料，包括以下份计的原料：
改性有机硅树脂50份、氨基树脂35份、石墨烯—碳纤维复合粉料20份、填料15份、颜料8份、助剂10份和水20份；
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、硅酸钙6份、邻苯二甲酸二辛酯5份、脂肪酸甘油酯5份、石墨粉6份、聚丙烯酰胺4份、纳米二氧化硅2份和二月桂酸二丁基锡1.5份；
所述石墨烯—碳纤维复合粉料包括以下份计的原料：石墨烯、硅溶胶、碳纤维、纳米氮化铝和偶联剂。
其中，
所述石墨烯—碳纤维复合粉料包括以下份计的原料：石墨烯6份、硅溶胶4份、碳纤维3份、纳米氮化铝3份和偶联剂1.2份。
所述石墨烯—碳纤维复合粉料的制备方法为：
（1）、将碳纤维加入浓度为10%的硝酸溶液中，在90℃下保温搅拌50min，过滤、洗涤至中性，得到预处理的碳纤维；
（2）、将石墨烯和纳米氮化铝加入至硅溶胶中，混合搅拌2h，得到混合浆体A；
（3）、向混合浆体A中加入预处理的碳纤维，然后加入偶联剂，在105℃条件下混合搅拌60min，过滤，得到固相物B，真空干燥4h，粉碎过筛，即得。
其中，
所述颜料为铁锰黑。
所述填料包括以下份计的原料：玻璃粉1.2份、氧化镧0.5份、硫酸钡0.5份、钛白粉0.3份和三聚磷酸铝0.3份。
所述助剂包括以下份计的原料：固化剂6份、流平剂3份、防沉剂3份、分散剂2份和消泡剂2份。
所述固化剂为间苯二甲胺，消泡剂为聚丙二醇，防沉剂为有机膨润土。
所述偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
实施例3
一种家用电器壳体绝缘散热涂料，包括以下份计的原料：
改性有机硅树脂47.5份、氨基树脂30份、石墨烯—碳纤维复合粉料17.5份、填料12.5份、颜料5.5份、助剂7.5份和水17.5份；
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、硅酸钙5.5份、邻苯二甲酸二辛酯4份、脂肪酸甘油酯4份、石墨粉4份、聚丙烯酰胺3份、纳米二氧化硅1.5份和二月桂酸二丁基锡1份；
所述石墨烯—碳纤维复合粉料包括以下份计的原料：石墨烯、硅溶胶、碳纤维、纳米氮化铝和偶联剂。
其中，
所述石墨烯—碳纤维复合粉料包括以下份计的原料：石墨烯5.5份、硅溶胶3.5份、碳纤维2.5份、纳米氮化铝2.5份和偶联剂0.8份。
所述石墨烯—碳纤维复合粉料的制备方法为：
（1）、将碳纤维加入浓度为8%的硝酸溶液中，在85℃下保温搅拌40min，过滤、洗涤至中性，得到预处理的碳纤维；
（2）、将石墨烯和纳米氮化铝加入至硅溶胶中，混合搅拌1.5h，得到混合浆体A；
（3）、向混合浆体A中加入预处理的碳纤维，然后加入偶联剂，在103℃条件下混合搅拌40min，过滤，得到固相物B，真空干燥3.5h，粉碎过筛，即得。
其中，
所述颜料为铁铬棕。
所述填料包括以下份计的原料：玻璃粉1份、氧化镧0.4份、硫酸钡0.4份、钛白粉0.2份和三聚磷酸铝0.2份。
所述助剂包括以下份计的原料：固化剂5份、流平剂2.5份、防沉剂2.5份、分散剂1.5份和消泡剂1.5份。
所述固化剂为间苯二甲胺，消泡剂为聚丙二醇，防沉剂为有机膨润土。
所述偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
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)

1.一种家用电器壳体绝缘散热涂料，其特征在于，包括以下份计的原料：
改性有机硅树脂45~50份、氨基树脂25~35份、石墨烯—碳纤维复合粉料15~20份、填料10~15份、颜料3~8份、助剂5~10份和水15~20份；
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、硅酸钙5~6份、邻苯二甲酸二辛酯3~5份、脂肪酸甘油酯3~5份、石墨粉2~6份、聚丙烯酰胺2~4份、纳米二氧化硅1~2份和二月桂酸二丁基锡0.5~1.5份；
所述石墨烯—碳纤维复合粉料包括以下份计的原料：石墨烯、硅溶胶、碳纤维、纳米氮化铝和偶联剂。
2.根据权利要求1所述的家用电器壳体绝缘散热涂料，其特征在于，包括以下份计的原料：
改性有机硅树脂47.5份、氨基树脂30份、石墨烯—碳纤维复合粉料17.5份、填料12.5份、颜料5.5份、助剂7.5份和水17.5份；
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、硅酸钙5.5份、邻苯二甲酸二辛酯4份、脂肪酸甘油酯4份、石墨粉4份、聚丙烯酰胺3份、纳米二氧化硅1.5份和二月桂酸二丁基锡1份；
所述石墨烯—碳纤维复合粉料包括以下份计的原料：石墨烯、硅溶胶、碳纤维、纳米氮化铝和偶联剂。
3.根据权利要求1所述的家用电器壳体绝缘散热涂料，其特征在于，所述石墨烯—碳纤维复合粉料包括以下份计的原料：石墨烯5~6份、硅溶胶3~4份、碳纤维2~3份、纳米氮化铝2~3份和偶联剂0.6~1.2份。
4.根据权利要求3所述的家用电器壳体绝缘散热涂料，其特征在于，所述石墨烯—碳纤维复合粉料的制备方法为：
（1）、将碳纤维加入浓度为2~10%的硝酸溶液中，在80~90℃下保温搅拌30~50min，过滤、洗涤至中性，得到预处理的碳纤维；
（2）、将石墨烯和纳米氮化铝加入至硅溶胶中，混合搅拌1~2h，得到混合浆体A；
（3）、向混合浆体A中加入预处理的碳纤维，然后加入偶联剂，在100~105℃条件下混合搅拌30~60min，过滤，得到固相物B，真空干燥3~4h，粉碎过筛，即得。
5.根据权利要求1所述的家用电器壳体绝缘散热涂料，其特征在于，所述颜料为铜铬黑、铁锰黑、钛锰棕、铁铬棕、钴蓝、钛镍黄、钛绿和钛白粉中的一种或多种的混合物。
6.根据权利要求1所述的家用电器壳体绝缘散热涂料，其特征在于，所述填料包括以下份计的原料：玻璃粉0.6~1.2份、氧化镧0.3~0.5份、硫酸钡0.3~0.5份、钛白粉0.1~0.3份和三聚磷酸铝0.1~0.3份。
7.根据权利要求1所述的家用电器壳体绝缘散热涂料，其特征在于，所述助剂包括以下份计的原料：固化剂4~6份、流平剂2~3份、防沉剂2~3份、分散剂1~2份和消泡剂1~2份。
8.根据权利要求7所述的家用电器壳体绝缘散热涂料，其特征在于，所述固化剂为三聚氰胺、间苯二甲胺和封闭性苯代异氰酸酯中的一种或几种的混合物，消泡剂为缩水山梨糖醇月桂酸三脂或聚丙二醇，防沉剂为有机膨润土。
9.根据权利要求8所述的家用电器壳体绝缘散热涂料，其特征在于，所述偶联剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基 丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
10.一种根据权利要求1~9任一项所述的家用电器壳体绝缘散热涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）、制备改性有机硅树脂
按重量份称取有机硅树脂、石墨粉、硅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；
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，得到所述改性有机硅树脂；
（2）、按照配比称取氨基树脂和改性有机硅树脂，加入水中，然后加入助剂，搅拌分散均匀，并在120~130 ℃下保温20~30min，得到液料D；
（3）、按照配比称取石墨烯—碳纤维复合粉料、填料和颜料，加入至液料D中，分散均匀，得到所述家用电器壳体绝缘散热涂料。
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