CN111286256A - 导热涂料和导热膜的制备方法、导热涂料、导热膜 - Google Patents
导热涂料和导热膜的制备方法、导热涂料、导热膜 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111286256A CN111286256A CN202010215263.XA CN202010215263A CN111286256A CN 111286256 A CN111286256 A CN 111286256A CN 202010215263 A CN202010215263 A CN 202010215263A CN 111286256 A CN111286256 A CN 111286256A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat
- parts
- conducting
- weight
- coating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 79
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 124
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 62
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims abstract description 60
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims abstract description 60
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000002318 adhesion promoter Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 10
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 claims description 14
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims description 11
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 8
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims description 7
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 7
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 6
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 6
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 6
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 6
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims description 5
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims description 5
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 5
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 5
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 5
- 229920001558 organosilicon polymer Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 6
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 4
- 125000005376 alkyl siloxane group Chemical group 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 3
- 238000007761 roller coating Methods 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- GJKGAPPUXSSCFI-UHFFFAOYSA-N 2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone Chemical compound CC(C)(O)C(=O)C1=CC=C(OCCO)C=C1 GJKGAPPUXSSCFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RIWRBSMFKVOJMN-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1-phenylpropan-2-ol Chemical compound CC(C)(O)CC1=CC=CC=C1 RIWRBSMFKVOJMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- -1 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D175/04—Polyurethanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
- C09D7/62—Additives non-macromolecular inorganic modified by treatment with other compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2367/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2463/00—Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2475/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
- C08J2475/04—Polyurethanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/002—Physical properties
- C08K2201/003—Additives being defined by their diameter
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/002—Physical properties
- C08K2201/004—Additives being defined by their length
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
本申请提供一种导热涂料的制备方法，其包括以下步骤：将碳纳米管、氧化石墨烯分散在水中，形成氧化石墨烯/碳纳米管复合分散液；将树脂粘结剂加入所述复合分散液中进行搅拌得到第一浆料；在所述第一浆料中加入光引发剂、附着力促进剂及还原剂进行搅拌得到第二浆料；过滤所述第二浆料得到所述导热涂料，其中，所述导热涂料包括：10～30重量份的所述氧化石墨烯、5～15重量份的所述碳纳米管、30～50重量份的所述树脂粘结剂、0.3～4重量份的所述光引发剂、0.2～10重量份的所述附着力促进剂、0.5～3重量份的所述还原剂以及可接受量的所述水。本申请还提供导热膜的制备方法及制得的导热涂料和导热膜。
Description
技术领域
本发明涉及电子产品散热技术领域，特别涉及一种导热涂料和导热膜的制备方法及制得的导热涂料和导热膜。
背景技术
随着高功率微纳电子器件、半导体激光显示以及多核智能手机及移动设备的快速发展，设备电子元件在使用过程中产生的热量需要及时疏散以保证其能高效、可靠地工作，因此散热能力成为器件使用寿命的首要影响因素。目前，市场上的散热主流产品为碳纳米管/石墨类导热膜。然而，在制备该类产品时，存在碳纳米管与石墨烯团聚难分散的问题，且为提高与石墨烯/碳纳米管的相容性，通常采用N,N～二甲基甲酰胺、N～甲基～2～吡咯烷酮、二甲亚砜等有毒有机溶剂进行制备。
发明内容
基于以上现有技术的不足，本发明旨在于提供一种分散均匀且环保的导热涂料和导热膜的制备方法及导热涂料和导热膜。
本申请实施例提供一种导热涂料的制备方法，其包括以下步骤：
将碳纳米管、氧化石墨烯分散在水中，形成氧化石墨烯/碳纳米管复合分散液；
将树脂粘结剂加入所述复合分散液中进行搅拌得到第一浆料；
在所述第一浆料中加入光引发剂、附着力促进剂及还原剂进行搅拌得到第二浆料；
过滤所述第二浆料得到所述导热涂料，其中，所述导热涂料包括：10～30重量份的所述氧化石墨烯、5～15重量份的所述碳纳米管、30～50重量份的所述树脂粘结剂、0.3～4重量份的所述光引发剂、0.2～10重量份的所述附着力促进剂、0.5～3重量份的所述还原剂以及可接受量的所述水。
在一些实施例中，将碳纳米管、氧化石墨烯分散在水中的分散时间为2～2.5h。
在一些实施例中，采用包括机械搅拌、超声波及球磨的至少一种分散方式将碳纳米管、氧化石墨烯分散在水中。
在一些实施例中，所述树脂粘结剂为丙烯酸树脂、聚氨酯、环氧树脂、有机硅改性树脂中的一种或几种；所述光引发剂为芳酮类光引发剂；所述附着力促进剂为含有环氧官能团的有机硅聚合物。
在一些实施例中，所述还原剂为葡萄糖、柠檬酸、羧甲基纤维素的一种或多种。
在一些实施例中，在过滤所述第二浆料得到所述导热涂料之前还包括以下步骤：在第二浆料中加入消泡剂及/或流平剂。
本申请还提供一种导热膜的制备方法，其包括以下步骤：采用上述任一种制备方法制得所述导热涂料；将所述导热涂料涂布在一基材上；采用紫外光照射固化所述导热涂料，以形成所述导热膜。
本申请还提供一种导热涂料，包括以下重量份的原料：氧化石墨烯10～30重量份、碳纳米管5～15重量份、树脂粘结剂30～50重量份、光引发剂0.3～4重量份、附着力促进剂0.2～10重量份、还原剂0.5-3重量份以及可接受量的水。
在一些实施例中，所述树脂粘结剂为丙烯酸树脂、聚氨酯、环氧树脂、有机硅改性树脂中的一种或几种；所述光引发剂为芳酮类光引发剂；所述附着力促进剂为含有环氧官能团的有机硅聚合物；所述还原剂为葡萄糖、柠檬酸、羧甲基纤维素的一种或多种。
本申请还提供一种导热膜，其采用上述导热涂料通过紫外光固化制得。
本发明提供的的导热涂料及导热膜的制备方法中，采用氧化石墨烯作为碳纳米管的分散剂，碳纳米管附着在氧化石墨烯的表面并通过侧壁上的π～π键与石墨烯共轭搭接，碳纳米管和氧化石墨烯可均匀分散于导热涂料中，进而避免碳纳米管和氧化石墨烯出现团聚现象。本申请提供的导热涂料及导热膜具有优异力学性能和良好的散热效果。
具体实施方式
下面将结合实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本发明提供一种导热涂料的制备方法，所述导热涂料用于涂覆在基材上通过紫外光固化形成导热膜。该制备方法包括以下步骤：
S1：将碳纳米管、氧化石墨烯分散在水中，形成氧化石墨烯/碳纳米管复合分散液。
所述氧化石墨烯含有亲水基团，例如羟基、羧基等，其在水中具有良好的溶解性，从其边缘到中央表现出亲水到疏水的性质分布。所述氧化石墨烯用作碳纳米管的分散剂，用于分散碳纳米管。所述碳纳米管附着在所述氧化石墨烯表面并通过其侧壁上的π～π键与所述氧化石墨烯共轭搭接，形成氧化石墨烯～碳纳米管杂化结构并能稳定的分散在所述水溶液中。
所述氧化石墨烯可为单层或多层石墨烯，其重量份为10～30份。可选的，所述氧化石墨烯的片径为100nm～1μm，在此尺寸下的氧化石墨烯能够达到均匀分散碳纳米管的最佳效果，形成三维导热通道，提升产品的导热性能。
可选的，所述碳纳米管的直径为20nm～50nm，其长度为15μm，其重量份为5～15份。
步骤S1中，水作为分散介质，其用量没有具体限制，只要足够导热涂料配方体系分散均匀，且符合所需粘度即可。
所述碳纳米管包括功能化碳纳米管，例如羟基化碳纳米管、羧基化碳纳米管等。本申请中“功能化碳纳米管”是指经过表面改性的碳纳米管。
步骤S1中，可采用机械搅拌、超声波、球磨等至少一种分散方式将碳纳米管、氧化石墨烯分散在水中，分散时间为2～2.5h。
S2：将树脂粘结剂加入所述复合分散液中进行搅拌得到第一浆料。
树脂粘结剂加入复合分散液中进行搅拌的时间为1～3h。所述树脂粘结剂作为成膜物质，其具有较低的玻璃化转变温度及优异的抗弯折性能。所述树脂粘结剂可为丙烯酸树脂、聚氨酯、环氧树脂、有机硅改性树脂中的一种或几种，其重量份为30～50份。
S3：在所述第一浆料中加入光引发剂、附着力促进剂及还原剂进行搅拌得到第二浆料。
在所述第一浆料中加入光引发剂、附着力促进剂及还原剂进行搅拌的时间为20min-1h。
所述光引发剂用作固化剂，用于提高所述树脂粘结剂的固化，促使碳纳米管与氧化石墨烯复合。复合时，碳纳米管形成连续网络，氧化石墨烯二维片层填补空隙优化网络，碳纳米管和氧化石墨烯二者协同形成三维网状结构。获得的涂层具备良好的耐候性、耐高温性等机械性能。可选的，所述光引发剂为芳酮类光引发剂，例如为Darocur 2959，1173，184，651。所述光引发剂的重量占所述树脂粘结剂的重量的1～8％，即所述光引发剂的重量份为0.3～4份。
所述附着力促进剂用于提高所述导热涂料与基材的附着力。所述附着力促进剂为含有环氧官能团的有机硅聚合物，其重量份为0.2～10份。所述附着力促进剂可为烷基硅氧烷。
所述导热涂料在进行紫外光固化时，紫外光照射所述导热涂料，水发生电离，产生水合离子，促使所述氧化石墨烯被还原为石墨烯。所述还原剂用于在进行紫外光固化时，辅助氧化石墨烯在水溶液中的紫外还原，进一步促使所述氧化石墨烯被还原为石墨烯。所述还原剂可为葡萄糖、柠檬酸、羧甲基纤维素的一种或多种，其重量份为0.5～3份。
S4：过滤所述第二浆料得到所述导热涂料。
在步骤S4中，可采用本领域常规的过滤方式，例如滤网过滤等，对所述第二浆料进行过滤。
可选的，在步骤S3及步骤S4之间还包括以下步骤：在第二浆料中加入消泡剂、流平剂等至少一种助剂。所述消泡剂可采用本领域常规的消泡剂，所述消泡剂可选为聚醚改性硅类消泡剂、聚硅氧烷消泡剂中的一种或多种，所述消泡剂的重量份数为0.3～1份。所述流平剂可采用本领域常规的消泡剂，所述流平剂为有机硅型流平剂、丙烯酸酯型流平剂中一种或多种，所述流平剂的重量份数为0.2～1份。
本申请还提供一种导热膜的制备方法，其包括以下步骤：采用上述导热涂料的制备方法制得导热涂料；将所述导热涂料涂布在一基材上；采用紫外光照射固化所述导热涂料，以形成所述导热膜。
所述导热涂料可采用辊涂/喷涂等常用涂布方式涂布在基材上。紫外光照射固化导热涂料的时间为20～40s。所述基材可为PET膜、PI膜、铝板等。
本申请提供的导热涂料及导热膜的制备方法中，采用氧化石墨烯作为碳纳米管的分散剂，碳纳米管附着在氧化石墨烯的表面并通过侧壁上的π～π键与石墨烯共轭搭接，碳纳米管和氧化石墨烯可均匀分散于导热涂料中，进而避免碳纳米管和氧化石墨烯出现团聚现象。另外，本申请提供的制备方法中，未使用任何有毒试剂，可满足环保要求。
本申请还提供一种采用上述制备方法制备的导热涂料。所述导热涂料包括以下重量份的原料：树脂粘结剂30～50重量份、光引发剂0.3～4重量份、还原剂0.5～3重量份、附着力促进剂0.2～10重量份以及可接受量的水。本申请中“可接受量的水”是指，作为分散介质的水，其用量没有具体限制，足够配方体系分散均匀，且符合所需粘度即可。
本申请还提供一种导热膜，所述导热膜通过上述导热涂料通过紫外光固化制得。
本申请提供的导热涂料及导热膜具有良好的力学性能和散热效果。
下面通过实施例对本发明进行具体说明。
实施例1
将10重量份氧化石墨烯和5重量份碳纳米管加入到100重量份水中，其中，氧化石墨烯的片径为100nm，碳纳米管的直径为20nm、长度为15μm；进行机械搅拌、超声波分散2.5h得到氧化石/碳纳米管复合分散液，其中，机械搅拌转速为1000rpm，超声波频率为25Hz，超声波功率为300W。
将30重量份环氧改性树脂加入复合分散液中搅拌得到第一浆料，其中，机械搅拌转速2000rpm，搅拌时间为1h；在第一浆料中加入2.4重量份Darocur2959、0.2重量份烷基硅氧烷和0.6重量份羧甲基纤维素搅拌得到第二浆料，其中，机械搅转速为1000rpm，搅拌时间为20min；将0.05重量份消泡剂9205加入第二浆料中搅拌，搅拌转速为1000rpm，搅拌时间为20min；过滤上述浆料得到导热涂料。
采用辊涂将导热涂料涂覆在PET膜上，采用波长为254nm的紫外光照射导热涂料40s得到石墨烯/碳纳米管复合导热膜。
实施例2
将15重量份氧化石墨烯和10重量份碳纳米管加入到80重量份水中，其中，氧化石墨烯的片径为500nm，碳纳米管的直径为50nm、长度为15μm；进行机械搅拌、球磨分散2h得到氧化石/碳纳米管复合分散液，其中，机械搅拌转速为1000rpm，球磨转速为900r/min。
将40重量份环氧改性聚氨酯加入复合分散液中搅拌得到第一浆料，其中，机械搅拌转速为2000rpm，搅拌时间为1.5h；在第一浆料中加入1.6重量份Darocur 1173、0.8重量份烷基硅氧烷和0.8重量份葡萄糖搅拌得到第二浆料，其中，机械搅拌转速为1200rpm，搅拌时间为30min；将0.2重量份流平剂450加入第二浆料中搅拌，搅拌转速为1000rpm，搅拌时间为30min；过滤上述浆料得到导热涂料。
采用辊涂将导热涂料涂覆在PET膜上，采用波长为254nm的紫外光照射导热涂料30s得到石墨烯/碳纳米管复合导热膜。
实施例3
将30重量份氧化石墨烯和10重量份碳纳米管加入到80重量份水中，其中，氧化石墨烯的片径为500nm，碳纳米管的直径为50nm、长度为15μm；进行机械搅拌、球磨分散1h得到氧化石/碳纳米管复合分散液，其中，机械搅拌转速为1000rpm，球磨转速为900r/min。
将40重量份环氧改性聚氨酯加入复合分散液中搅拌得到第一浆料，其中，机械搅拌转速为2000rpm，搅拌时间为1.5h；在第一浆料中加入1.6重量份Darocur 1173、0.8重量份烷基硅氧烷和1重量份柠檬酸搅拌得到第二浆料，其中，机械搅拌转速为1200rpm，搅拌时间为30min；将0.2重量份流平剂450加入第二浆料中搅拌，搅拌转速为1000rpm，搅拌时间为30min；过滤上述浆料得到导热涂料。
采用辊涂将导热涂料涂覆在PET膜上，采用波长为254nm的紫外光照射导热涂料30s得到石墨烯/碳纳米管复合导热膜。
将实施例1-3中制得的导热涂料涂覆在铝板上，采用254nm的紫外光照射导热涂料30s进行固化。将上述涂覆有导热涂料的铝板和未涂覆导热涂料的铝板(对比例1)进行散热测试实验。实验条件如下，将铝板裁切为20mm*20mm的样品，将样品贴于加热平台上(加热功率为4W)，样品加热预定时间后采集铝板的温度。测试条件及结果如表1。
表1
如表1所示，相较未涂覆导热涂料的铝板，涂覆有本申请制得的导热涂料的铝板在加热后温度均有较大幅度下降，表明本申请制得的导热涂料具有良好的散热效果。比较实施例1至实施例3可知，当氧化石墨烯和碳纳米管的分散时间过短时，会造成石墨烯与碳纳米管分散不均匀，导热效果相对较差。
将实施例1-3制得的复合导热膜贴覆在手机的壳体上，分别采集手机屏幕中心和手机背盖中心的温度。手机播放60min视频后，测试贴覆有导热膜的手机的屏幕中心及背盖中心相较未贴覆有导热膜的手机的屏幕中心及背盖中心的温度差。测试结果如表2。
表2
| 屏幕中心温度差 | 背盖中心温度差 | |
| 实施例1 | 3.1° | 2.8° |
| 实施例2 | 2.9° | 2.7° |
| 实施例3 | 1.5° | 1.0° |
如表2所示，相较未贴覆有导热膜的手机，贴覆有本申请制得的导热膜的手机在工作后，其屏幕中心温度及背盖中心温度均有较大幅度下降，表明本申请制得的导热膜具有良好的散热效果。比较实施例1至实施例3可知，当氧化石墨烯和碳纳米管的分散时间过短时，会造成石墨烯与碳纳米管分散不均匀，导热效果相对较差。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。
Claims (10)
1.一种导热涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将碳纳米管、氧化石墨烯分散在水中，形成氧化石墨烯/碳纳米管复合分散液；
将树脂粘结剂加入所述复合分散液中进行搅拌得到第一浆料；
在所述第一浆料中加入光引发剂、附着力促进剂及还原剂进行搅拌得到第二浆料；
过滤所述第二浆料得到所述导热涂料，其中，所述导热涂料包括：10～30重量份的所述氧化石墨烯、5～15重量份的所述碳纳米管、30～50重量份的所述树脂粘结剂、0.3～4重量份的所述光引发剂、0.2～10重量份的所述附着力促进剂、0.5～3重量份的所述还原剂以及可接受量的所述水。
2.如权利要求1所述的导热涂料的制备方法，其特征在于，将碳纳米管、氧化石墨烯分散在水中的分散时间为2～2.5h。
3.如权利要求1所述的导热涂料的制备方法，其特征在于，采用包括机械搅拌、超声波及球磨的至少一种分散方式将碳纳米管、氧化石墨烯分散在水中。
4.如权利要求1所述的导热涂料的制备方法，其特征在于，所述树脂粘结剂为丙烯酸树脂、聚氨酯、环氧树脂、有机硅改性树脂中的一种或几种；所述光引发剂为芳酮类光引发剂；所述附着力促进剂为含有环氧官能团的有机硅聚合物。
5.如权利要求1所述的导热涂料的制备方法，其特征在于，所述还原剂为葡萄糖、柠檬酸、羧甲基纤维素的一种或多种。
6.如权利要求1所述的导热涂料的制备方法，其特征在于，在过滤所述第二浆料得到所述导热涂料之前还包括以下步骤：在第二浆料中加入消泡剂及/或流平剂。
7.一种导热膜的制备方法，其包括以下步骤：
采用权利要求1-6中任一项所述的导热涂料的制备方法制得所述导热涂料；
将所述导热涂料涂布在一基材上；
采用紫外光照射固化所述导热涂料，以形成所述导热膜。
8.一种导热涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：氧化石墨烯10～30重量份、碳纳米管5～15重量份、树脂粘结剂30～50重量份、光引发剂0.3～4重量份、附着力促进剂0.2～10重量份、还原剂0.5～3重量份以及可接受量的水。
9.如权利要求8所述的导热涂料，其特征在于，所述树脂粘结剂为丙烯酸树脂、聚氨酯、环氧树脂、有机硅改性树脂中的一种或几种；所述光引发剂为芳酮类光引发剂；所述附着力促进剂为含有环氧官能团的有机硅聚合物；所述还原剂为葡萄糖、柠檬酸、羧甲基纤维素的一种或多种。
10.一种导热膜，其特征在于，采用权利要求8-9中任一项所述的导热涂料通过紫外光固化制得。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010215263.XA CN111286256A (zh) | 2020-03-24 | 2020-03-24 | 导热涂料和导热膜的制备方法、导热涂料、导热膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010215263.XA CN111286256A (zh) | 2020-03-24 | 2020-03-24 | 导热涂料和导热膜的制备方法、导热涂料、导热膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111286256A true CN111286256A (zh) | 2020-06-16 |
Family
ID=71027190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010215263.XA Pending CN111286256A (zh) | 2020-03-24 | 2020-03-24 | 导热涂料和导热膜的制备方法、导热涂料、导热膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111286256A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112831208A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-25 | 湖南金联星特种材料股份有限公司 | GO-CNTs协同增强的疏水性聚氨酯防腐涂层 |
| CN114716882A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-07-08 | 新化县中润化学科技有限公司 | 一种碳纳米超疏水水性涂料及其制备方法 |
| CN116254036A (zh) * | 2023-05-15 | 2023-06-13 | 牛墨石墨烯应用科技有限公司 | 一种石墨烯碳纳米管导热浆料的制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108690454A (zh) * | 2017-03-17 | 2018-10-23 | 山东圣泉新材料股份有限公司 | 一种石墨烯散热涂料及其制备方法和应用 |
-
2020
- 2020-03-24 CN CN202010215263.XA patent/CN111286256A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108690454A (zh) * | 2017-03-17 | 2018-10-23 | 山东圣泉新材料股份有限公司 | 一种石墨烯散热涂料及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 胡忠良等: ""石墨烯复合材料的结构 制备方法和原理"", 《功能材料》 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112831208A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-25 | 湖南金联星特种材料股份有限公司 | GO-CNTs协同增强的疏水性聚氨酯防腐涂层 |
| CN112831208B (zh) * | 2020-12-30 | 2023-01-10 | 湖南金联星特种材料股份有限公司 | GO-CNTs协同增强的疏水性聚氨酯防腐涂层 |
| CN114716882A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-07-08 | 新化县中润化学科技有限公司 | 一种碳纳米超疏水水性涂料及其制备方法 |
| CN114716882B (zh) * | 2022-04-21 | 2022-11-22 | 新化县中润化学科技有限公司 | 一种碳纳米超疏水水性涂料及其制备方法 |
| CN116254036A (zh) * | 2023-05-15 | 2023-06-13 | 牛墨石墨烯应用科技有限公司 | 一种石墨烯碳纳米管导热浆料的制备方法 |
| CN116254036B (zh) * | 2023-05-15 | 2023-09-15 | 牛墨石墨烯应用科技有限公司 | 一种石墨烯碳纳米管导热浆料的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111286256A (zh) | 导热涂料和导热膜的制备方法、导热涂料、导热膜 | |
| CN109550668B (zh) | 一种导热吸波屏蔽三合一功能的复合薄膜及其制备方法 | |
| CN104867540A (zh) | 一种低雾度透明导电薄膜及其制备方法 | |
| CN112940416B (zh) | 一种用于高频高速环境的微波复合介质基板及其制备方法 | |
| CN109228578B (zh) | 一种石墨烯碳纳米管复合材料及其制备方法 | |
| CN110669315A (zh) | 一种杂化纳米纸/ep/cf吸波复合材料的制备方法 | |
| CN107674349A (zh) | 一种低介电常数的含氟聚合物复合材料及其制备方法 | |
| JP2014031484A (ja) | 絶縁性熱伝導フィラー分散組成物 | |
| CN111662666A (zh) | 一种高频低损耗柔性绝缘胶膜材料及其制备方法和用途 | |
| CN115368607B (zh) | 一种聚醚砜基复合介电薄膜材料及其制备方法 | |
| TWI564149B (zh) | 一種離型膜及其製造方法 | |
| CN104698668A (zh) | 一种掺纳米导电粒子的pdlc薄膜及其制备方法 | |
| CN113372813B (zh) | 一种蒙脱土/溶胶-凝胶复合涂层的制备方法 | |
| CN110993149A (zh) | 一种金属网格电容式柔性触摸屏用银浆及其制备方法与应用 | |
| CN111117155A (zh) | 一种石墨烯/环氧树脂复合材料的制备方法 | |
| Yu et al. | Self-healing electromagnetic interference shielding composite based on Diels–Alder chemistry | |
| CN113044834B (zh) | 石墨烯宏观体材料、石墨烯/聚合物复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN110372980B (zh) | 一种低吸水率、高铜箔附着力的ptfe陶瓷复合基板的制作方法 | |
| CN102775704B (zh) | 复合电介质材料、制备方法、平板型电容器和印刷电路板 | |
| CN114437479B (zh) | 一种高频半固化片、高频覆铜板及其制备方法 | |
| CN113999461B (zh) | 基于聚四甲基一戊烯-钛酸钡纳米粒子改性复合薄膜的制备方法 | |
| CN114349511B (zh) | 一种快速制备高导电石墨烯电磁屏蔽膜的方法 | |
| CN115584119A (zh) | 一种耐腐蚀轻质高导电碳系柔性导电屏蔽膜及其制备方法 | |
| US20200148914A1 (en) | Thermal insulation porous film, and method for manufacturing the same | |
| CN114702714A (zh) | 一种mlcc用离型膜及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 518109 Room 606, 6th floor, building 4, jinhuafa Industrial Park, Helian community, Longhua street, Longhua District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant after: Shenzhen Qingyan Haolong Technology Co.,Ltd. Address before: 518000 Room 201, building A, 1 front Bay Road, Shenzhen Qianhai cooperation zone, Shenzhen, Guangdong Applicant before: SHENZHEN QIANHAI HAOLONG TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20231026 Address after: Room C505, 5th Floor, Tsinghua University Research Institute, No. 019 Gaoxin South 7th Road, Gaoxin Community, Yuehai Street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province, 518000 Applicant after: Shenzhen Qingyan Haolong New Energy Technology Co.,Ltd. Address before: 518109 Room 606, 6th floor, building 4, jinhuafa Industrial Park, Helian community, Longhua street, Longhua District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant before: Shenzhen Qingyan Haolong Technology Co.,Ltd. |