CN109867999A - 一种纳米材料、涂料、涂膜形成构件与喷涂形成构件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及纳米材料技术领域，具体是一种纳米材料、涂料、涂膜形成构件与喷涂形成构件，纳米材料包括以下组分：高分子树脂、溶剂、二氧化钛、二氧化硅、硅基复方、类钻碳复方、精密陶瓷复方。本发明纳米材料、涂料、涂膜形成构件与喷涂形成构件的优点为具有快速进行冷热交换的性质，具有优良的散热性及良好的辐射功效，并能衍生出快速吸热与散热及快速吸冷与散冷的特有机能，能有效降低制冷组件及热源组件的能源损耗，有效达到节能减碳的目的。
Description
技术领域
本发明涉及纳米材料技术领域，具体是一种纳米材料、涂料、涂膜形成构件与喷涂形成构件。
背景技术
依据目前所实施之冷、热交换运作或是散热机构，必须在自然法则能量不灭定律之规范下进行，且冷、热交换所能产生多少之冷却效应，相对地就会产生等量之热效应，或是将冷、热效应互换时亦同。
因此，在无法改变前述自然法则前提下，唯一可达到节能之法，就是加速冷却效应与热效应及散冷效应与散热效应，方能有效利用于“利用能”与“排出能”，而两者间关系若能达到一个加速效果，能有效提高热源转换的应用值。
现有技术中散热装置大多是使用散热鳍管或散热翅片，而其绝大部分均是以铜合金管或铝质片材料制成，铜合金管或铝质材料所制成的散热鳍管或散热翅片，依靠内部冷却水循环或风扇产生的风能带走热量，进而形成加速散热效果。就铜合金鳍管或铝质材料散热翅片而言，利用这些材料的吸热与散热能力，可使产生的“利用能”与“排出能”被有效利用与排除。
现有技术中的冷、热交换机构所使用的热导管或散热翅片，虽然具有基本的散热效应，但效率与速率均明显不足。热导管或散热翅片仅能通过材料的形状、结构变化，来增加表面积的方式，利用传统的散热方式达到最基本的散热，无法真正达到由加速吸热、散热或是加速吸冷、散冷的速率，以获得较高的“利用能”的效率。
有鉴于此，如何能使包括金属、玻璃、玻璃陶瓷复合体、电力缆线、复合材、建材、净化材、马达、家电制品、散热板、3C计算机制品、LED以及汽车及相关散热结构具有快速冷热交换的性质，并明显加速冷热交换的速率，包括提高其吸热、散热及吸冷、散冷的效率，是本领域相关人员所亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米材料、涂料、涂膜形成构件与喷涂形成构件，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种纳米材料，包括以下组分：高分子树脂、溶剂、二氧化钛、二氧化硅、硅基复方、类钻碳复方、精密陶瓷复方，其中，按照重量百分比，所述类钻碳复方由50％-60％的碳、20％-30％的硅、10％-20％的锗组成。
作为本发明进一步的方案：所述纳米材料包括氟化物，氟化物的重量百分比为3％-5％。
作为本发明再进一步的方案：所述高分子树脂的重量百分比为10％-15％。
作为本发明再进一步的方案：按照重量百分比，所述溶剂由60％-70％的水、20％-30％的氨组成。
作为本发明再进一步的方案：所述二氧化钛的重量百分比为20％-25％。
作为本发明再进一步的方案：所述二氧化硅的重量百分比为30％-35％。
一种涂料，由所述纳米材料制备而成。
一种涂膜形成构件，所述涂膜形成构件涂布有所述的涂料，所述涂膜形成构件为金属、玻璃、玻璃陶瓷复合体、电力缆线、复合材、建材、净化材、马达、家电制品、散热板、3C计算机制品、LED或汽车。
一种喷涂形成构件，所述喷涂形成构件喷涂有所述的涂料，所述喷涂形成构件为金属、玻璃、玻璃陶瓷复合体、电力缆线、复合材、建材、净化材、马达、家电制品、散热板、3C计算机制品、LED或汽车。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明纳米材料、涂料、涂膜形成构件与喷涂形成构件具有快速进行冷热交换的性质，具有优良的散热性及良好的辐射功效，并能衍生出快速吸热与散热及快速吸冷与散冷的特有机能，能有效降低制冷组件及热源组件的能源损耗，有效达到节能减碳的目的。
附图说明
图1为小喇叭示意图。
图2为抽水泵浦示意图。
图3为马达示意图。
图4为马达测试温度曲线图。
图5为散热板示意图。
图6为涂膜形成构件的第一种示意图。
图7为涂膜形成构件的第二种示意图。
图8为喷涂形成构件的第一种示意图。
图9为喷涂形成构件的第二种示意图。
图中：1-小喇叭、2-抽水泵浦、3-马达、4-散热板、40-LED、5-涂膜形成构件、50-一层膜A、52-多层膜A、6-喷涂形成构件、60-一层膜B、62-多层膜B。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
一种纳米材料，包括以下组分：高分子树脂、溶剂、二氧化钛、二氧化硅、硅基复方、类钻碳复方、精密陶瓷复方，其中，按照重量百分比，所述类钻碳复方由50％-60％的碳、20％-30％的硅、10％-20％的锗组成。
进一步的，所述纳米材料包括氟化物，氟化物的重量百分比为3％-5％；所述高分子树脂的重量百分比为10％-15％。
进一步的，按照重量百分比，所述溶剂由60％-70％的水、20％-30％的氨组成。
进一步的，所述二氧化钛的重量百分比为20％-25％；所述二氧化硅的重量百分比为30％-35％。
一种涂料，由所述纳米材料制备而成。
一种涂膜形成构件，所述涂膜形成构件涂布有所述的涂料，所述涂膜形成构件为金属、玻璃、玻璃陶瓷复合体、电力缆线、复合材、建材、净化材、马达、家电制品、散热板、3C计算机制品、LED或汽车。
一种喷涂形成构件，所述喷涂形成构件喷涂有所述的涂料，所述喷涂形成构件为金属、玻璃、玻璃陶瓷复合体、电力缆线、复合材、建材、净化材、马达、家电制品、散热板、3C计算机制品、LED或汽车。
为了说明本发明的纳米材料具有快速冷热交换的能力，兹举列图表、数据以说明涂布本发明纳米材料的装置在温度上的表现。
请参阅图1，对音响小喇叭1进行喷涂测试，以比较喷涂本发明的纳米材料与未喷涂之间的音响小喇叭1的温度差异。
测试方式可将音响小喇叭1喷涂本发明的纳米材料涂料，或直接浸泡在纳米材料涂料中。测试结果见表1和表2。
表1喇叭(未处理)温度记录表
| 瓦数 | 电流/电压 | 时间 | 温度 |
| 1W | 0.32A/3.1V | 1Hr | 78.8 |
| 2W | 0.45A/5.0V | 7'21" | 100 |
| 3W | 0.50A/6.0V | 5'08" | 100 |
表2喇叭(已处理)温度记录表
| 瓦数 | 电流/电压 | 时间 | 温度 |
| 1W | 0.32A/3.1V | 1Hr | 57.3 |
| 2W | 0.45A/5.0V | 14'36" | 100 |
| 3W | 0.50A/6.0V | 5'03" | 100 |
表1和表2分别表示经本发明纳米材料涂料处理过与未处理过后的温度记录。
由表1和表2数据可知，音响小喇叭1在浸泡本发明纳米材料涂料前后差异甚大，以供应1W功率的电源来说，未经处理的音响小喇叭1一小时后温度达到78.8℃，而经处理过的音响小啦叭1一小时后温度只有57.3℃。
从同样到达100℃所需的时间来看，经本发明纳米材料涂料处理过后的音响小喇叭1，其需要花费较长时间才会到达100℃，这说明了本发明纳米材料涂料具备优异的散热能力，通过快速的冷热交换，使得喷涂本发明纳米材料的音响小喇叭1不会产生过热的情况，因不会产生过热，使得喷涂本发明纳米材料的音响小喇叭1具有较佳的节能表现。
请参阅图2，对抽水泵浦2进行喷涂测试，用以比较喷涂本发明纳米材料与未喷涂之间，该抽水泵浦2的性能与节能差异。
表3抽水泵浦测试结果表
由表3的数据比较可知，经本发明纳米材料处理过后，抽水泵浦2的马达在开始送电时，明显提升瞬间电压的稳定度，大幅降低机具因不稳定电压而损耗。同时当电压及电流达到稳态时，经本发明纳米材料处理过后的抽水泵浦2平均较无处理之抽水泵浦2可省近40W的功率，即省电能力提升10％。
请参阅图3和图4，通过在马达3的机身、内部线圈、定子、转子部分进行喷涂，以测试马达3的温度变化。
图4为马达测试温度曲线图(X轴为时间单位，单位为分钟；Y轴为温度，单位为℃)，由图4可得知，不论是测量马达3的侧面或底部，经本发明纳米材料处理过后，马达3的温度(温度曲线303是经纳米材料处理过的马达3侧面温度曲线图、温度曲线304是经纳米材料处理过的马达3底部温度曲线图)，皆明显较未处理过的马达3温度低(温度曲线301是未经纳米材料处理过的马达3侧面温度曲线图、温度曲线302是未经纳米材料处理过的马达3底部温度曲线图)。由此可知，经本发明纳米材料处理过的马达3具备优异的散热能力，透过快速的冷热交换，使得喷涂本发明纳米材料的马达3较不易有过热情况产生。即喷涂本发明纳米材料的马达3具备较佳的性能表现，同时具备较低的电力损耗。
图5为散热板4，图示中的散热板4装设有一个LED40，通过测量散热板4的温度变化，以测试其散热表现。
表4未经处理过的温度测试结果数据表
| 时间 | 灯焊点 | 灯面边缘 | 背板边缘 | 背板中央 |
| 0hr | 25.4 | 25.1 | 25.1 | 25.2 |
| 1hr | 83 | 51.5 | 50.4 | 60.3 |
| 2hr | 112.8 | 56.6 | 57.3 | 65.8 |
表5已经处理过的温度测试结果数据表
| 时间 | 灯焊点 | 灯面边缘 | 背板边缘 | 背板中央 |
| 0hr | 25.4 | 25.4 | 25.4 | 25.4 |
| 1hr | 65.6 | 45.1 | 46.8 | 50.3 |
| 2hr | 66.6 | 46.2 | 47.8 | 53.3 |
表6表4与表5在2hr的温度差值数据表
由表4、表5和表6可知，经本发明纳米材料处理过后的散热板4拥有优异的散热效果，相较于未处理的散热板4可降温15％以上，尤其从焊点温度差异中可发现，未处理的散热板4因无优异导热性质，使LED40的热能无法快速平均传递，导致热能集中于LED40而过热；经过本发明纳米材料喷涂处理后，由于各种热传性能提升而使LED40额多余热能可有效排出，达到LED40即使在少量面积散热装置下也可在正常温度中运作。
图6和图7均表示涂膜形成构件5，而涂膜形成构件5涂布有涂料形态的本发明纳米材料，由于涂膜形成构件5上部分或全部涂布有一层膜A50(图6为涂膜形成构件5的部分涂布有一层膜A50)或多层膜A52(图7为涂膜形成构件5的部分涂布有多层膜A52)，以使涂膜形成构件5可经由一层膜A50或多层膜A52向外部进行散热，达到快速吸热、排冷及快速吸冷、排热的交换作用，使其有效提高能源效率，以明显达成节能的功效。一层膜A50及多层膜A52不需通过黏胶，直接通过化学键键合方式，即可形成于涂膜形成构件5上。
具体的，涂膜形成构件5可为金属、玻璃、玻璃陶瓷复合体、电力缆线、复合材、建材、净化材、马达、家电制品、散热板、3C计算机制品、LED以及汽车及相关散热结构具有快速冷热交换的性质机构。
图8和图9均表示喷涂形成构件6，而喷涂形成构件6喷涂有本发明纳米材料，特别是可采用冷喷涂的方式将具有本发明纳米材料的涂料冷喷涂于喷涂形成构件6上，由于喷涂形成构件6上的部分或全部喷涂有一层膜B60(图系8为喷涂形成构件6上喷涂有一层膜B60)或多层膜B62(图9为喷涂形成构件6上喷涂有多层膜B62)，以使喷涂形成构件6可经由一层膜B60或多层膜B62向外部进行散热，达到快速吸热、排冷及快速吸冷、排热的交换作用，使其有效提高能源效率，以明显达成节能的功效。一层膜B60及多层膜B62不需通过黏胶，直接通过化学键键合方式，即可形成于喷涂形成构件6上。
具体的，喷涂形成构件6可为金属、玻璃、玻璃陶瓷复合体、电力缆线、复合材、建材、净化材、马达、家电制品、散热板、3C计算机制品、LED以及汽车。
综上所述，涂布本发明纳米材料使受涂布的物体或装置形成一层或多层膜，能有效改变原受涂布物体或装置的性质，并能衍生出快速吸热与散热及快速吸冷与散冷的功能，能有效降低制冷组件及热源组件的能源损耗，可提高“利用能”之产生与辅助“排出能”之排除，有效达到节能减碳的目的。
本发明纳米材料、涂料、涂膜形成构件与喷涂形成构件主要就是加快其与空气之间的吸热与散热及吸冷与散冷的速度，让本发明纳米材料、涂料、涂膜形成构件与喷涂形成构件形成一种吸热、排冷效应及吸冷、排热效应，使得本发明纳米材料、涂料、涂膜形成构件与喷涂形成构件的能源损耗大幅改善，可不改变“利用能”利用效率，而达成节省能源的目的。
本发明纳米材料、涂料、涂膜形成构件与喷涂形成构件的优点为具有快速进行冷热交换的功能，由于本发明纳米材料具有优良的散热性及良好的辐射功效，并能衍生出快速吸热与散热及快速吸冷与散冷的特有机能，因此涂布有本发明纳米材料的物体或装置，其包括金属、玻璃、玻璃陶瓷复合体、电力缆线、复合材、建材、净化材、马达、家电制品、散热板、3C计算机制品、LED以及汽车即使在常温下也能快速的进行冷热交换，使得涂布有本发明纳米材料的物体或装置具备优良的散热能力。
除了具备前述快速冷热交换的性质之外，本发明的纳米材料、涂料、涂膜形成构件与喷涂形成构件还具有防泼水、高耐磨损以及防污耐磨的特性。
就泼水性质来说，本发明的纳米材料、涂料、涂膜形成构件与喷涂形成构件具有优良的疏水性及疏油性。
就耐磨损性质来说，本发明的纳米材料、涂料、涂膜形成构件与喷涂形成构件具有优良的抗磨损性能，一般的物体或装置经使用钢丝绒重力摩擦表面，其表面定会留下严重的刮痕，然而涂布本发明纳米材料的物体或装置其硬度高，即使使用钢丝绒在涂布有本发明纳米材料的物体或装置上来回数百次摩擦，也不易产生磨损。
就防污易清洁性质来说，涂布本发明纳米材料的物体或装置其表面披覆性佳，一般的材料经麦克笔书写就无法轻易擦拭其所产生的笔墨，需要配合酒精或其它化学清洁用品才能顺利擦拭干净，涂布本发明纳米材料的物体或装置即便用麦克笔重复擦写数十次以上，使用者随便拿起擦拭布都可以轻易将笔墨擦拭干净，不需要配合任何酒精或其它化学清洁用品，立即可使涂布本发明纳米材料的物体或装置焕然一新。
由此可知，涂布本发明纳米材料的物体装置具备优异的散热能力，具有超薄化、耐酸碱抗盐、绝缘阻隔、耐超高温的性质。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (9)
1.一种纳米材料，其特征在于，包括以下组分：高分子树脂、溶剂、二氧化钛、二氧化硅、硅基复方、类钻碳复方、精密陶瓷复方；
其中，按照重量百分比，所述类钻碳复方由50％-60％的碳、20％-30％的硅、10％-20％的锗组成。
2.根据权利要求1所述的纳米材料，其特征在于，所述纳米材料包括氟化物，氟化物的重量百分比为3％-5％。
3.根据权利要求1所述的纳米材料，其特征在于，所述高分子树脂的重量百分比为10％-15％。
4.根据权利要求1所述的纳米材料，其特征在于，按照重量百分比，所述溶剂由60％-70％的水、20％-30％的氨组成。
5.根据权利要求1所述的纳米材料，其特征在于，所述二氧化钛的重量百分比为20％-25％。
6.根据权利要求1所述的纳米材料，其特征在于，所述二氧化硅的重量百分比为30％-35％。
7.一种涂料，其特征在于，所述涂料由权利要求1-6任一所述的纳米材料制备而成。
8.一种涂膜形成构件，其特征在于，所述涂膜形成构件涂布有权利要求7所述的涂料，所述涂膜形成构件为金属、玻璃或玻璃陶瓷复合体。
9.一种喷涂形成构件，其特征在于，所述喷涂形成构件喷涂有权利要求7所述的涂料，所述喷涂形成构件为马达、家电制品或散热板。
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