CN111944396A - 一种耐腐蚀散热粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐腐蚀散热粉末涂料，属于粉末涂料技术领域，由下列重量份的原料组成：聚酯树脂50‑100份、异氰酸酯10‑20份、碳纳米管4‑8份、氧化镧5‑10份、硅胶片20‑40份、氮化铝5‑10份、氯化石蜡2‑5份、颜料6‑12份，本发明还公开了一种耐腐蚀散热粉末涂料的制备方法，该方法制备的粉末涂料主要原料为聚酯树脂，不仅具有优良的防腐蚀、散热性能，还拥有优良的应对户外的耐候性。

Description

一种耐腐蚀散热粉末涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于粉末涂料技术领域，具体涉及一种耐腐蚀散热粉末涂料及其制备方法。
背景技术
随着现代科技的快速发展，电子器件的高频、高速以及集成电路的密集和小型化，使得单位容积电子器件的总功率密度和发热量大幅度地增长，从而使电子器件的冷却问题变得越来越突出。而常规的冷却系统所能达到的冷却能力受到极大挑战，尤其在能源、汽车、空调、农业、化工、采暖、航空航天、微电子、信息等领域，对强化传热、提高散热效率等技术提出了更高的要求。而散热涂料是一种提高物体表面散热效率，降低体系温度的特种涂料。粉末涂料是一种新型的不含溶剂100％固体粉末状涂料，具有高利用率、易涂装、耐腐蚀、环保等优点，在现代喷涂和防腐散热领域中得到了广泛应用，将散热粉末涂料涂在电子器件上可以显著提高电子器件的散热效率。
聚酯树脂是一种耐化学腐蚀性能较好的树脂，采用聚酯树脂制备而成的粉末涂料，具有优良的耐腐蚀性，特别是不饱和聚酯树脂耐水、稀酸、稀碱的性能较好，但耐有机溶剂的性能差，因为聚酯结构中存在酯基，易于在潮湿环境下水解，所以一旦这些器件或设备大多长期暴露在外，且会接触污水、雨水等，因此而容易出现被酸雨腐蚀、被污水腐蚀、因长期接触水而软化或脱落等现象。
然而，在自然环境中，涂料受到多种自然因素作用，例如紫外线、高温、雨淋、氧化以及微生物等，从而导致粉末涂料光泽下降、颜色黯淡、涂膜出现裂纹或锈点，最终性能降低，发生老化现象。因此，对粉末涂料而言，也需要具有良好的耐候性。然而，常规的粉末涂料用聚酯和具有高热导率的碳纳米管结合，由于聚酯具有不饱和的苯环等基团，在紫外线和氧气的光氧化降解作用下，聚酯分子中的化学键容易断裂，从而导致粉化、脆裂和变色现象，使其在户外的耐候性变得不够理想。因此，开发具有优良耐候性的应用于户外的耐腐蚀散热粉末涂料是非常有必要的。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种耐腐蚀散热粉末涂料及其制备方法，该粉末涂料主要原料为聚酯树脂，不仅具有优良的防腐蚀、散热性能，还拥有优良的应对户外的耐候性。
为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种耐腐蚀散热粉末涂料，由下列重量份的原料组成：聚酯树脂50-100份、异氰酸酯10-20份、碳纳米管4-8份、氧化镧5-10份、硅胶片20-40份、氮化铝5-10份、氯化石蜡2-5份、颜料6-12份。
优选地，一种耐腐蚀散热粉末涂料，由下列重量份的原料组成：聚酯树脂80-100份、异氰酸酯10-15份、碳纳米管6-8份、氧化镧5-8份、硅胶片20-30份、氮化铝7-10份、氯化石蜡2-4份、颜料6-10份。
优选地，一种耐腐蚀散热粉末涂料，由下列重量份的原料组成：聚酯树脂85份、异氰酸酯15份、碳纳米管6份、氧化镧6份、硅胶片25份、氮化铝8份、氯化石蜡4份、颜料10份。
一种耐腐蚀散热粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将上述重量份数的聚酯树脂、异氰酸酯、碳纳米管、氧化镧、氮化铝、、氯化石蜡、颜料放入混料罐中，然后通过挤出机挤出后，压片、粉碎得到底粉；
步骤2：将上述重量份数的硅胶片进行煅烧，出料冷却至30-40℃，再进行超声分散，粉碎至150-200目筛得到添加助料；
步骤3：将步骤1的得到的底粉和添加助料投入高速混合机中搅拌混匀，经双螺杆挤出机熔融挤出，冷却磨粉，过100-200目筛，出料得到粉末涂料。
进一步地，所述步骤1中挤出机温度为100-120℃。
进一步地，所述步骤1中粉碎至200-300目筛。
进一步地，所述步骤2中煅烧温度为550-600℃，时间为3-5h。
进一步地，所述步骤2中超声分散时间为50-75min。
本发明的有益效果是：(1)本发明采用聚酯树脂为主要原料，纳米碳管为导热填料，聚酯树脂分为饱和聚酯树脂和不饱和聚酯树脂，不饱和聚酯树脂具有耐热性好、电性能优良优点，还具有优良的耐腐蚀性，特别是不饱和聚酯树脂耐水、稀酸、稀碱的性能较好；纳米碳管具有较高的热导率，制得的粉末涂料不仅具有优良的防腐蚀、散热性能，还拥有优良的应对户外的耐候性；
(2)本发明采用的聚酯树脂虽然耐化学腐蚀性好，但但耐有机溶剂的性能差，因为聚酯结构中存在酯基，易于在潮湿环境下水解，所以一旦这些器件或设备大多长期暴露在外，且会接触污水、雨水等，因此而容易出现被酸雨腐蚀、被污水腐蚀、因长期接触水而软化或脱落等现象，且料用聚酯和具有高热导率的碳纳米管结合，由于聚酯具有不饱和的苯环等基团，在紫外线和氧气的光氧化降解作用下，聚酯分子中的化学键容易断裂，从而导致粉化、脆裂和变色现象，使其在户外的耐候性变得不够理想，因此，本发明在采用聚酯树脂和碳纳米管作为原料的同时，还添加硅胶片为助料，硅胶片导热系数可高达2.1W/m.K，具有高散热性能、抗老化和耐酸碱性，对于酸性较强的酸雨和碱性较强的污水也有一定的抵抗能力，特别是和聚酯分子的化学键结合，使化学分子链弹性加强，对紫外线和氧气的抵抗能力增强，也使制得的涂料组分分子间的结合力变大，整个涂料的粘性增强，耐破性增强，对于变化的自然气候的抵抗力，即耐候性能提高。
附图说明
图1为实施例1与对比例1/2的散热效果曲线图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。
实施例1：
一种耐腐蚀散热粉末涂料的制备方法，由下列重量份的原料组成：聚酯树脂85份、异氰酸酯15份、碳纳米管6份、氧化镧6份、硅胶片25份、氮化铝8份、氯化石蜡4份、颜料10份，包括以下步骤：
步骤1：将上述重量份数的聚酯树脂、异氰酸酯、碳纳米管、氧化镧、氮化铝、、氯化石蜡、颜料放入混料罐中，然后通过挤出机挤出后，挤出机温度为100℃，压片、粉碎粉碎至200目筛得到底粉；
步骤2：将上述重量份数的硅胶片进行煅烧，煅烧温度为550℃，时间为5h，出料冷却至30℃，再进行超声分散，超声分散时间为50min，粉碎至200目筛得到添加助料；
步骤3：将步骤1的得到的底粉和添加助料投入高速混合机中搅拌混匀，经双螺杆挤出机熔融挤出，冷却磨粉，过100目筛，出料得到粉末涂料。
实施例2：
一种耐腐蚀散热粉末涂料的制备方法，由下列重量份的原料组成：聚酯树脂50份、异氰酸酯10份、碳纳米管8份、氧化镧10份、硅胶片20份、氮化铝10份、氯化石蜡2份、颜料6份，包括以下步骤：
步骤1：将上述重量份数的聚酯树脂、异氰酸酯、碳纳米管、氧化镧、氮化铝、、氯化石蜡、颜料放入混料罐中，然后通过挤出机挤出后，挤出机温度为120℃，压片、粉碎粉碎至300目筛得到底粉；
步骤2：将上述重量份数的硅胶片进行煅烧，煅烧温度为600℃，时间为3h，出料冷却至40℃，再进行超声分散，超声分散时间为75min，粉碎至150目筛得到添加助料；
步骤3：将步骤1的得到的底粉和添加助料投入高速混合机中搅拌混匀，经双螺杆挤出机熔融挤出，冷却磨粉，过200目筛，出料得到粉末涂料。
实施例3：
一种耐腐蚀散热粉末涂料的制备方法，由下列重量份的原料组成：聚酯树脂100份、异氰酸酯20份、碳纳米管4份、氧化镧5份、硅胶片40份、氮化铝5份、氯化石蜡5份、颜料12份，包括以下步骤：
步骤1：将上述重量份数的聚酯树脂、异氰酸酯、碳纳米管、氧化镧、氮化铝、、氯化石蜡、颜料放入混料罐中，然后通过挤出机挤出后，挤出机温度为105℃，压片、粉碎粉碎至250目筛得到底粉；
步骤2：将上述重量份数的硅胶片进行煅烧，煅烧温度为580℃，时间为4h，出料冷却至35℃，再进行超声分散，超声分散时间为60min，粉碎至160目筛得到添加助料；
步骤3：将步骤1的得到的底粉和添加助料投入高速混合机中搅拌混匀，经双螺杆挤出机熔融挤出，冷却磨粉，过120目筛，出料得到粉末涂料。
对比例1：
对比例1与实施例不同之处在于，粉末涂料原料配方中聚酯树脂替换成环氧树脂，其他内容与实施例1相同。
对比例2：
对比例2与实施例不同之处在于，粉末涂料原料配方中硅胶片组分去除，其他内容与实施例1相同。
将上述实施例和对比例制备得到的粉末涂料分别喷涂在9个电子器件表面，共45个电子器件，分为ABC三组，每组15个，A组是经过酸雨浇淋后放置10天、B组在阳光下放置10天、C组是接触污水后放置10天，10天后观察电子器件表面变化，观察结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002672127850000051
从上述表1和图1中可知，本发明采用聚酯树脂为主要原料，纳米碳管为导热填料，聚酯树脂分为饱和聚酯树脂和不饱和聚酯树脂，不饱和聚酯树脂具有耐热性好、电性能优良优点，还具有优良的耐腐蚀性，进一步分析，将聚酯树脂替换成环氧树脂后，涂料的防腐性能和耐候性变差，说明聚酯树脂在耐酸碱上有一定的优势，但再进一步分析，将涂料配方组成中的硅胶片去除后，即使还含有聚酯树脂，其防腐性能还是降低了，且耐候性能变得更差，说明必须聚酯树脂和硅胶片结合才能使涂料的耐腐蚀性能和耐候性同时增强。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员理解和使用本发明。熟悉本领域的技术人员可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中，而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例。本领域技术人员根据本发明的原理，不脱离本发明的范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种耐腐蚀散热粉末涂料，其特征在于，由下列重量份的原料组成：聚酯树脂50-100份、异氰酸酯10-20份、碳纳米管4-8份、氧化镧5-10份、硅胶片20-40份、氮化铝5-10份、氯化石蜡2-5份、颜料6-12份。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀散热粉末涂料，其特征在于，由下列重量份的原料组成：聚酯树脂80-100份、异氰酸酯10-15份、碳纳米管6-8份、氧化镧5-8份、硅胶片20-30份、氮化铝7-10份、氯化石蜡2-4份、颜料6-10份。
3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀散热粉末涂料，其特征在于，由下列重量份的原料组成：聚酯树脂85份、异氰酸酯15份、碳纳米管6份、氧化镧6份、硅胶片25份、氮化铝8份、氯化石蜡4份、颜料10份。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种耐腐蚀散热粉末涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将上述重量份数的聚酯树脂、异氰酸酯、碳纳米管、氧化镧、氮化铝、、氯化石蜡、颜料放入混料罐中，然后通过挤出机挤出后，压片、粉碎得到底粉；
步骤2：将上述重量份数的硅胶片进行煅烧，出料冷却至30-40℃，再进行超声分散，粉碎至150-200目筛得到添加助料；
步骤3：将步骤1的得到的底粉和添加助料投入高速混合机中搅拌混匀，经双螺杆挤出机熔融挤出，冷却磨粉，过100-200目筛，出料得到粉末涂料。
5.根据权利要求4所述的一种耐腐蚀散热粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中挤出机温度为100-120℃。
6.根据权利要求4所述的一种耐腐蚀散热粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中粉碎至200-300目筛。
7.根据权利要求4所述的一种耐腐蚀散热粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中煅烧温度为550-600℃，时间为3-5h。
8.根据权利要求4所述的一种耐腐蚀散热粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中超声分散时间为50-75min。
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