CN112409840A - 一种碳化硅/氮化碳复合增强导热防水薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种SiC/C3N4复合增强导热防水薄膜及其制备方法，其特征在于包含以下步骤：首先，按照一定配比称取碳化硅、三聚氰胺，使用冷却结晶法制备前驱体，煅烧后获得SiC/C3N4复合物后备用；然后，将SiC/C3N4复合物均匀分散于三防漆中，配置导热防水浆料；最后，使用高压喷涂法在基材上喷涂导热浆料，经加热固化后形成具有优良导热性能的防水薄膜。本发明提供的制备方法，将高导热性能的SiC和C3N4复合合成SiC/C3N4复合物，均匀分散于三防漆中并喷涂成膜，使得最终形成的薄膜具有外观良好、均匀致密、防水、高导热的特点，且该制备工艺简单易操作，可大规模生产。

Description

一种碳化硅/氮化碳复合增强导热防水薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及薄膜技术领域，具体涉及一种SiC/C3N4复合增强导热防水薄膜及其制备方法。
背景技术
为保护电子产品在贮存、运输、使用过程中免受化学、潮湿、高温等环境因素影响，人们通常在其表面覆盖一层保护膜来保护电子元器件，延长其使用寿命。然而，为了追求防护效果的可靠性，具有一定厚度的防护层在防护过程中需要承受较高的温度条件，导致其在传热、导热、散热方面捉襟见肘，反而会加速防护层的老化、开裂、硬化等，影响了电子产品的性能，缩短了电子产品使用寿命。SiC除了化学性能稳定、热膨胀系数小、耐磨性能好以外，还有高达83.6W/m·K的导热系数，作为导热添加剂具有特殊的空间。具有独特结构的石墨相氮化碳g-C3N4化学性能稳定，能够吸收可见光、热稳定性和耐磨性良好，并且无毒、来源丰富、制备成型工艺也简单。将SiC/C3N4复合物添加到功能高分子薄膜中，将有助于提高薄膜的化学稳定性、耐磨性和导热散热性，尤其是弥补有机材料因热问题而老化硬化等问题，从而明显改善薄膜材料的散热性能，提高可靠性。
发明内容
本发明所要解决的问题是：提供一种SiC/C3N4复合增强导热防水薄膜及其制备方法，将高导热性能的SiC和C3N4复合合成SiC/C3N4复合物，均匀分散于三防漆中并喷涂成膜，使得最终形成的薄膜具有外观良好、均匀致密、防水、高导热的特点，且该制备工艺简单易操作，可大规模生产。
本发明为解决上述问题所提供的技术方案为：一种SiC/C3N4复合增强导热防水薄膜，致密的防水薄膜包含高度分散的由高导热的SiC和C3N4复合合成的SiC/C3N4复合物，具有强化导热的性能。
优选的，所述方法包括以下步骤，
步骤S1，使用冷却结晶法制备前驱体，经高温热处理后得到SiC/C3N4复合物；
步骤S2，将S1步骤制备的SiC/C3N4复合物均匀分散于三防漆中，得到导热浆料；
步骤S3，将步骤S2制备的导热浆料使用高压喷涂设备，将所述的导热浆料喷涂至基材表面，然后放入干燥箱进行膜层固化，即得导热防水薄膜。
优选的，所述步骤S1包括以下步骤：
(1)按质量分数计，将90～98份的去离子水加热至95～100℃，将2.0～3.5份的三聚氰胺投入其中并搅拌5～10min，称取0.01～0.035份的粒径为200-500nm的SiC微粉投入上述三聚氰胺溶液中，超声分散处理30～60min，获得分散液；
(2)将分散液抽滤处理，将所得粉末经过70～80℃烘干处理后充分研磨，置于带盖的坩埚中于520～580℃热处理2～2.5h，获得SiC/C3N4复合物。
优选的，步骤S2的具体工艺过程为：按质量分数计，将0.5～2.0份SiC/C3N4复合物投入98～99.5份三防漆中，超声分散处理30～60min，获得导热浆料。
优选的，所述的三防漆选自聚氨酯体系三防漆、有机硅体系三防漆、丙烯酸体系三防漆中的至少一种。
优选的，步骤S3中喷涂气压设定在0.2～0.5MPa，喷涂距离控制在200～250mm。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、本发明提供的SiC/C3N4复合物，具有纯度高、导热性能优良、分散性好的特点。
2、本发明提供的防水导热薄膜，致密均匀的三防漆膜层保证了稳定的防水效果，同时包含由高导热的SiC和C3N4复合合成的SiC/C3N4复合物，具有强化导热性能。
3、本发明提供的制备方法简单易操作，生产成本较低，无环境污染，可实现大规模生产。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明制备导热防水薄膜的SiC/C3N4复合物表面场发射扫描电子显微镜照片；
图2为在PCB电路板上喷涂SiC/C3N4复合增强导热防水薄膜后的实物照片。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
实施例1
称取97份的去离子水并加热至99℃，将2.97份的三聚氰胺投入其中并搅拌10min，称取0.03份的SiC微粉投入上述步三聚氰胺溶液中，超声分散处理50min，获得分散液。将分散液抽滤处理，将所得粉末经过80℃烘干处理后充分研磨，置于带盖的坩埚中于55℃热处理2h，获得SiC/C3N4复合物。称取0.5份SiC/C3N4复合物投入99.5份三防漆中，超声分散处理50min，获得导热浆料。使用高压喷涂设备(喷涂气压设定在0.4MPa，喷涂距离控制在200mm)将所述的导热浆料喷涂至基材表面，然后放入设置温度50℃的干燥箱中进行膜层固化36h，制得导热防水薄膜记为样品一，采用导热系数测定仪测量样品一的导热率为1.533W/m·K。
实施例2
按照实施例1的方法制得导热浆料，但不同的是SiC/C3N4复合物与三防漆的质量比为1∶99，制得导热防水薄膜记为样品二。
实施例3
按照实施例1的方法制得导热浆料，但不同的是SiC/C3N4复合物与三防漆的质量比为1.5∶98.5，制得导热防水薄膜记为样品三。
实施例4
按照实施例1的方法制得导热浆料，但不同的是SiC/C3N4复合物与三防漆的质量比为3∶97，制得导热防水薄膜记为样品四。
实施例5
按照实施例1的方法制得薄膜，但不同的是直接在基材表面喷涂三防漆，制得防水薄膜记为样品五。
检测例1
采用导热系数测定仪测量样品对上述实验例所得样品进行导热率测试，具体结果见表1。
检测例2
对上述实施例所得样品进行防水测试，具体方法为：在硬纸板上制备导热防水薄膜，在其表面洒上一些水，静置1h观察是否有渗水现象。
表1
样品 导热率 是否渗水
样品一 1.533 否
样品二 1.496 否
样品三 1.992 否
样品四 1634 否
样品五 0.223 否
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明保护范围内。

Claims (6)

1.一种SiC/C3N4复合增强导热防水薄膜，其特征在于：致密的防水薄膜包含高度分散的由高导热的SiC和C3N4复合合成的SiC/C3N4复合物，具有强化导热的性能。
2.一种如权利要求1所述的SiC/C3N4复合增强导热防水薄膜的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤，
步骤S1，使用冷却结晶法制备前驱体，经高温热处理后得到SiC/C3N4复合物；
步骤S2，将S1步骤制备的SiC/C3N4复合物均匀分散于三防漆中，得到导热浆料；
步骤S3，将步骤S2制备的导热浆料使用高压喷涂设备，将所述的导热浆料喷涂至基材表面，然后放入干燥箱进行膜层固化，即得导热防水薄膜。
3.根据权利要求2所述的SiC/C3N4复合增强导热防水薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S1包括以下步骤：
(1)按质量分数计，将90～98份的去离子水加热至95～100℃，将2.0～3.5份的三聚氰胺投入其中并搅拌5～10min，称取0.01～0.035份的粒径为200-500nm的SiC微粉投入上述三聚氰胺溶液中，超声分散处理30～60min，获得分散液；
(2)将分散液抽滤处理，将所得粉末经过70～80℃烘干处理后充分研磨，置于带盖的坩埚中于520～580℃热处理2～2.5h，获得SiC/C3N4复合物。
4.根据权利要求2所述的SiC/C3N4复合增强导热防水薄膜的制备方法，其特征在于：步骤S2的具体工艺过程为：按质量分数计，将0.5～2.0份SiC/C3N4复合物投入98～99.5份三防漆中，超声分散处理30～60min，获得导热浆料。
5.根据权利要求2所述的SiC/C3N4复合增强导热防水薄膜的制备方法，其特征在于：所述的三防漆选自聚氨酯体系三防漆、有机硅体系三防漆、丙烯酸体系三防漆中的至少一种。
6.根据权利要求2所述的SiC/C3N4复合增强导热防水薄膜的制备方法，其特征在于：步骤S3中喷涂气压设定在0.2～0.5MPa，喷涂距离控制在200～250mm。
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