CN111790578A - 一种表面散热方法、显示器和散热片 - Google Patents

一种表面散热方法、显示器和散热片 Download PDF

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Abstract

本申请属于散热方法技术领域，尤其涉及一种表面散热方法、显示器和散热片。表面散热方法，包括以下步骤：对表面进行清洗处理；提供散热涂料，散热涂料的成分包括分散剂、碳纳米管、丙烯酸和稀释剂；将散热涂料喷涂或电泳镀制于经过清洗处理的表面上；对形成有散热涂料的表面进行烘烤处理。通过使得散热涂料的成分包括分散剂、碳纳米管、丙烯酸和稀释剂，这样上述成分的组合便使得喷涂有上述散热涂料的表面具有了较佳的热辐射散热性能，那么当上述表面为显示器壳体或芯片的散热片的表面时，便也提升了显示器壳体或芯片等发热物件的局部或整体的热辐射散热性能，显著降低表面散热的实现成本。

Description

一种表面散热方法、显示器和散热片
技术领域
本申请属于散热方法技术领域，尤其涉及一种表面散热方法、显示器和散热片。
背景技术
随着技术的进步，显示器或芯片等发热物件的性能也在逐步提升，伴随着发热物件性能的提升，其发热量也随之增加，因此需要对发热物件进行散热处理。
现有技术中，对发热物件进行散热处理的方式主要有在发热物件内预留热通道，增加热接触面积和强制对流和导热填充等，以实现发热物件的发热面和外界实现热传递。然而，上述的散热方式属于外加器件进行散热，实现成本较高。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种表面散热方法，旨在解决现有技术中的发热物件散热实现成本高的技术问题。
为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案是：
第一方面：提供了一种表面散热方法，包括以下步骤：
对表面进行清洗处理；
提供散热涂料，所述散热涂料的成分包括分散剂、碳纳米管、丙烯酸和稀释剂；
将所述散热涂料喷涂或电泳镀制于经过清洗处理的所述表面上；
对形成有所述散热涂料的所述表面进行烘烤处理。
本申请实施例提供的表面散热方法，通过将散热涂料喷涂或电泳镀制于表面上，并使得散热涂料经过烘烤处理固化于表面，这样便从热辐射的角度实现了对表面的散热处理，通过使得散热涂料的成分包括分散剂、碳纳米管、丙烯酸和稀释剂，这样上述成分的组合便使得喷涂有上述散热涂料的表面具有了较佳的热辐射散热性能，那么当上述表面为显示器壳体或芯片的散热片的表面时，便也提升了显示器壳体或芯片等发热物件的局部或整体的热辐射散热性能，而上述散热方式无需任何外加器件的辅助，因而能够显著降低表面散热的实现成本。
可选地，所述散热涂料的制备工艺包括以下步骤：
S1：将呈粉体状的所述碳纳米管加入所述丙烯酸中形成混合物；
S2：将所述混合物、所述分散剂和所述稀释剂混合均匀形成所述散热涂料。
可选地，在所述散热涂料中，所述碳纳米管的质量份数为5％～20％、所述分散剂的质量份数为0.5％～2％。
可选地，所述碳纳米管的长径比大于或等于250。
可选地，经由所述烘烤处理后，形成于所述表面的所述散热涂料的厚度为0.5μm～20μm。
可选地，所述烘烤处理的烘烤温度为130℃～160℃。
可选地，所述烘烤处理的烘烤时长为15min～20min。
可选地，所述散热涂料呈圆形或扇形团雾状喷涂于所述表面上。
第二方面：提供一种显示器，包括壳体，壳体的表面通过上述的表面散热方法实现壳体的表面散热处理。
本申请实施例提供的显示器，通过使得其壳体的表面经由上述的表面散热方法实现表面散热处理，这样便提升了其壳体的表面的热辐射散热性能，进而提升了显示器的整体散热性能。
可选地，壳体的厚度小于或等于10mm。
第三方面：提供一种散热片，通过上述的表面散热方法实现散热片的表面散热处理。
本申请实施例提供的散热片，通过使得其表面经由上述的表面散热方法实现表面散热处理，这样便提升了其表面的热辐射散热性能，当其应用于芯片等发热物件时，也能够提升芯片的整体散热性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的表面散热方法的工艺流程图；
图2为本申请实施例提供的表面散热方法的散热涂料的制备工艺的工艺流程图；
图3为本申请实施例提供的显示器的涂覆有散热涂料的壳体的剖切面视图；
图4为本申请实施例提供的涂覆有散热涂料的散热片的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的散热涂料的碳纳米管的粉体的扫描电镜显微照片；
图6为本申请实施例提供的散热涂料的碳纳米管和丙烯酸混合物的扫描电镜显微照片。
其中，图中各附图标记：
10—散热涂料 20—壳体 30—散热片
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～6描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
为方便理解，下面先对本申请所涉及的技术术语进行解释和描述。
热辐射：物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。
热辐射系数：也称辐射率或辐射散热系数，它是指衡量物体表面以辐射的形式释放能量度相对强弱的能力。
碳纳米管：CNTs(carbon nanotubes)，又名巴基管，是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口)的一维量子材料。
如图1所示，本申请实施例提供的一种表面散热方法，其可应用于终端设备的壳体或应用于芯片等发热物件的散热片的表面散热处理。其中，本申请中的发热物件是指在工作状态时表面有热量逸散出的物件，终端设备可以是LED显示屏、笔记本电脑或手机等。
具体地，本申请实施例中的表面可为金属或塑料表面，当其为金属表面时，其可具体为铝合金、镁合金、镁铝合金等金属表面。且表面可为上述终端设备的外壳体20或内部器件壳体20的外表面或内表面，同样可为散热片30的外表面或内表面。
参考图1，本申请实施例提供的表面散热方法包括以下步骤：
对表面进行清洗处理，其中，清洗处理主要包括清洗表面的脏污杂质以及去除表面存在的毛刺、油渍和氧化皮等，以形成光洁的表面。
提供散热涂料10，散热涂料10的成分包括分散剂、碳纳米管、丙烯酸和稀释剂；其中，在上述成分中，碳纳米管是实现散热涂料10散热性能的主要成分，丙烯酸作为碳纳米管的载体，而加入分散剂的目的主要是让碳纳米管在散热涂料10中均匀悬浮分布，稀释剂则是使得散热涂料10能够具有一定的粘度和流动性。如此可使得散热涂料10易于均匀分布于表面上。而散热涂料10可采用喷涂或电泳镀制的方式形成于经过清洗处理的表面上；散热涂料10形成于表面后，对表面进行烘烤处理，以使得散热涂料10固化于表面上。
可选地，分散剂可以是无机分散剂或有机分散剂，无机分散剂可具体为水玻璃等硅酸盐类分散剂或三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或焦磷酸钠等碱金属磷酸盐等。有机分散剂可具体为纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶或脂肪酸聚二乙醇酯等。
可选地，稀释剂可为烃类溶剂、酯类溶剂、酮类溶剂、醇类溶剂或醇醚类溶剂。烃类溶剂可以具体分为脂肪烃溶剂或芳香烃溶剂等。酯类溶剂则可具体为醋酸乙酯溶剂、醋酸丁酯溶剂或醋酸戊酯溶剂等。醇类溶剂可具体为丙酮溶剂、丁酮溶剂、环戊酮溶剂、甲基异丁酮溶剂等。醇醚类溶剂可具体为乙二醇—乙醚溶剂、乙二醇—丁醚溶剂或二乙二醇—乙醚溶剂等。
具体地，当选择使得散热涂料10喷涂于表面上时，实现喷涂作业的设备主要包括空压机、和空压机相连接的供料桶、连接于供料桶的喷枪和水帘柜。其中，供料桶和喷枪之间设置有油水分离器，油水分离器上设置有减压阀。散热涂料10容置于供料桶内，通过空压机提供空气动力并通过油水分离器分离散热涂料10中的水分，使得散热涂料10纯净化，减压阀则可控制散热涂料10经由喷枪喷出的压力大小，水帘柜则可收集在喷涂作业过程中产生的散热涂料10的飞雾，从而使得喷涂作业环境洁净化。
更具体地，空压机的气压容限可为8MPa～10MPa，容量可大于或等于100升。减压阀压力调节范围为1MPa～101MPa。供料桶根据生产量需求可设计为2kg～10kg的压力桶，喷枪的口径小于或等于1mm，喷嘴压力则小于或等于3.5MPa。
可选地，烘烤设备可具体选择为烤箱或烘烤线。
以下对本申请实施例提供的表面散热方法作进一步说明：本申请实施例提供的表面散热方法，通过将散热涂料10喷涂或电泳镀制于表面上，并使得散热涂料10经过烘烤处理固化于表面，这样便从热辐射的角度实现了对表面的散热处理，通过使得散热涂料10的成分包括分散剂、碳纳米管、丙烯酸和稀释剂，这样上述成分的组合便使得喷涂有上述散热涂料10的表面具有了较佳的热辐射散热性能，那么当上述表面为显示器壳体20或芯片的散热片30的表面时，便也提升了显示器壳体20或芯片等发热物件的局部或整体的热辐射散热性能，而上述散热方式无需任何外加器件的辅助，因而能够显著降低表面散热的实现成本。
在本申请的另一些实施例中，如图2所示，散热涂料10的制备工艺包括以下步骤：
S1：将呈粉体状的碳纳米管加入丙烯酸中形成混合物；其中，如图5所示为粉体状的碳纳米管的扫描电镜显微照片，可观察到碳纳米管呈分散的团絮状，图6所示为碳纳米管和丙烯酸的混合物的扫描电镜显微照片，可观察到浑噩毫无呈块体状，表明丙烯酸实现了对分散的碳纳米管的紧密结合。
S2：将混合物、分散剂和稀释剂混合均匀形成散热涂料10。
具体地，通过将呈粉体状的碳纳米管加入丙烯酸中，这样能够使得碳纳米管更为均匀地分布于丙烯酸中。之后，将混合物、分散剂和稀释剂混合均匀形成散热涂料10，这样分散剂可进一步使得碳纳米管在散热涂料10中均匀悬浮分布，稀释剂的加入则提升了散热涂料10的整体粘度和流动性，使得散热涂料10易于附着在表面上。
在本申请的另一些实施例中，在散热涂料10中，碳纳米管的质量份数为5％～20％、分散剂的质量份数为0.5％～2％。
具体地，通过将碳纳米管的质量份数限定为5％～20％，这样便提升了散热涂料10的散热性能和热辐射系数。而通过将分散剂的质量份数限定为0.5％～2％，这样则进一步提升了碳纳米管分散于散热涂料10中的均匀性。
可选地，碳纳米管的质量份数可进一步限定为10％～15％，这样便在提升散热涂料10散热性能的同时，也控制了碳纳米管的用料，从而兼顾了散热涂料10的生产制造成本。
在本申请的另一些实施例中，碳纳米管的长径比大于或等于250。具体地，通过使得碳纳米管的长径比大于或等于250，这样可使得碳纳米管的表面积更大，从而使得形成有散热涂料10的表面(尤其是呈平面的表面)的散热效率更高。
在本申请的另一些实施例中，经由烘烤处理后，形成于表面的散热涂料10的厚度为0.5μm～20μm。
具体地，通过使得形成于表面的散热涂料10的厚度为0.5μm～20μm，这样便提升了形成有散热涂料10的表面的散热性能。
可选地，形成于表面的散热涂料10的厚度可进一步限定为2μm～3μm，这样便在提升形成有散热涂料10的表面的散热性能的同时，也有效降低了形成有散热涂料10的表面的整体厚度，同时也节省了散热涂料10的喷涂量，从而降低了表面散热的实现成本。
在本申请的另一些实施例中，烘烤处理的烘烤温度为130℃～160℃。
具体地，通过将烘烤处理的烘烤温度限定为130℃～160℃，这样可提升散热涂料10在表面上的固化效率。
可选地，烘烤处理的烘烤温度可进一步限定为140℃～150℃，这样在提升散热涂料10在表面上的固化效率的同时，也进一步增加了散热涂料10在表面上的固化牢固度，使得散热涂料10不易自表面上脱落。
在本申请的另一些实施例中，烘烤处理的时长为15min～20min。
具体地，通过将烘烤处理的烘烤时长限定为15min～20min，这样可在有效控制散热涂料10在表面上的固化过程的耗时的同时，也使得散热涂料10不会因烘烤时长过长而发生性质改变。
在本申请的另一些实施例中，散热涂料10呈圆形或扇形团雾状喷涂于表面上。具体地，通过使得散热涂料10呈圆形或扇形团雾状喷涂于表面上，这样可提升散热涂料10喷涂于表面上的均匀性。
本申请实施例还提供了一种显示器，包括壳体20(图3所示)，壳体20的表面通过上述的表面散热方法实现壳体20的表面散热处理。
本申请实施例提供的显示器，通过使得其壳体20的表面经由上述的表面散热方法实现表面散热处理，这样便提升了其壳体20的表面的热辐射散热性能，进而提升了显示器的整体散热性能。
在本申请的另一些实施例中，壳体20的厚度小于或等于10mm。
具体地，通过将壳体20的厚度限定为小于或等于10mm，这样结合壳体20的外表面或内表面喷涂的散热涂料10，可进一步提升壳体20的外表面或内表面的热辐射系数，进而使得壳体20获得较佳的散热效果。
如图4所示，本申请实施例还提供了一种散热片30，通过上述的表面散热方法实现散热片30的表面散热处理。
本申请实施例提供的散热片30，通过使得其表面经由上述的表面散热方法实现表面散热处理，这样便提升了其表面的热辐射散热性能，当其应用于芯片等发热物件时，也能够提升芯片的整体散热性能。
本申请实施例以显示器外壳的外表面为形成散热涂料10的表面，且设定显示器外壳的厚度为10mm，设定散热涂料10中碳纳米管的质量份数为5％～20％、分散剂的质量份数为0.5％～2％，设定碳纳米管的长径比为250，设定散热涂料10的厚度为3μm，烘烤处理的烘烤温度为130℃～160℃，烘烤处理时长为15min～20min，根据以上参数验证得出：
散热涂料10的热辐射系数为0.9～0.98，从而保证了散热涂料10的散热性能，同时提升了散热涂料10的电阻率，且在阻抗测试中，散热涂层的阻抗能够达到10的6次方数量级。如此便使其具有良好的抗电压击穿性能和防静电性能。而涂覆有散热涂料10的金属壳体20在环境温度为68℃时，能够保持其表面温度为58℃，涂覆有散热涂料10的塑料壳体20在环境温度为70℃时，能够保持其表面温度为62℃，因而具有良好的热辐射散热性能。
本申请实施例以散热片30应用于芯片时，散热片30的外表面为形成散热涂料10的表面，设定散热涂料10中碳纳米管的质量份数为5％～20％、分散剂的质量份数为0.5％～2％，设定碳纳米管的长径比为250，设定散热涂料10的厚度为3μm，烘烤处理的烘烤温度为130℃～160℃，烘烤处理时长为15min～20min，根据以上参数验证得出：
当环境温度为85℃时，形成有散热涂料10的散热片30表面的温度低于没有涂覆散热涂料10的散热片30表面的4℃。
以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种表面散热方法，其特征在于：包括以下步骤：
对表面进行清洗处理；
提供散热涂料，所述散热涂料的成分包括分散剂、碳纳米管、丙烯酸和稀释剂；
将所述散热涂料喷涂或电泳镀制于经过清洗处理的所述表面上；
对形成有所述散热涂料的所述表面进行烘烤处理。
2.根据权利要求1所述的表面散热方法，其特征在于：所述散热涂料的制备工艺包括以下步骤：
S1：将呈粉体状的所述碳纳米管加入所述丙烯酸中形成混合物；
S2：将所述混合物、所述分散剂和所述稀释剂混合均匀形成所述散热涂料。
3.根据权利要求1所述的表面散热方法，其特征在于：在所述散热涂料中，所述碳纳米管的质量份数为5％～20％、所述分散剂的质量份数为0.5％～2％。
4.根据权利要求1所述的表面散热方法，其特征在于：所述碳纳米管的长径比大于或等于250。
5.根据权利要求1所述的表面散热方法，其特征在于：经由所述烘烤处理后，形成于所述表面的所述散热涂料的厚度为0.5μm～20μm。
6.根据权利要求1所述的表面散热方法，其特征在于：所述烘烤处理的烘烤温度为130℃～160℃。
7.根据权利要求1～6任一项所述的表面散热方法，其特征在于：所述烘烤处理的烘烤时长为15min～20min。
8.根据权利要求1～6任一项所述的表面散热方法，其特征在于：所述散热涂料呈圆形或扇形团雾状喷涂于所述表面上。
9.一种显示器，包括壳体，其特征在于：所述壳体的表面通过权利要求1～8任一项所述的表面散热方法实现所述壳体的表面散热处理。
10.根据权利要求9所述的显示器，其特征在于：所述壳体的厚度小于或等于10mm。
11.一种散热片，其特征在于：通过权利要求1～8任一项所述的表面散热方法实现所述散热片的表面散热处理。
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