CN115838553B - 一种纳米陶瓷水性防腐散热涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纳米陶瓷水性防腐散热涂料，由以下配料组成：陶瓷水性35‑50％、水溶性树脂20‑50％、助剂0.5％‑4％，余量为水；陶瓷水性浆料为陶瓷固含量在70‑90％的陶瓷水性浆料；助剂为分散剂、润湿剂、消泡剂、疏水剂、封端剂中的一种或几种的组合。本发明使用纳米陶瓷粉体为填料制成浆料，相较于石墨类材料具有更大的填充量、散热率高，且不导电(对电子产品散热更安全)、成本低；本发明使用改性的陶瓷粉料制成水性陶瓷浆料，解决了粉体与树脂润湿差的问题，且粉体表面接枝改性增加了可与树脂反应的官能团，固化后减少了裸露的水性基团，提升了膜层耐候和防腐性能。

Description

一种纳米陶瓷水性防腐散热涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及功能涂料技术领域，尤其涉及一种纳米陶瓷水性防腐散热涂料及其制备方法。

背景技术

电子仪器散热主要有热传导、热对流、热辐射三种，其中热辐射常常被忽略。通常铝、铜等金属散热器表面的红外发射率只有0.2左右，通过在散热器表面涂覆一层散热涂料可提高红外发射率，将散热效率增强。

目前市场上的散热涂料多为石墨(包括石墨烯)类材料，虽然石墨烯导热率高，但是原料成本极高，且属于片状结构，比表面积较大，填充量通常难以超过20％，实际涂料导热率并不高。石墨表面能低，与树脂润湿性差，难以均匀地在树脂中分散并与树脂牢固结合为一体，导致膜层防腐等性能较差。除此之外，石墨类材料具有导电性，用于电子产品的散热时还需设计防漏电结构或绝缘层。据调查显示，市场上大多数防腐涂料仍在使用大量有机溶剂，对施工和使用人员的健康有不利影响。而现有大部分水性涂料因含有较多裸露的水性羟基或羧基基团，这些基团的亲水性好，其表面易粘附水汽和酸性气体等，在户外环境中被紫外线照射和水汽盐分等侵蚀作用下，导致散热涂膜性能下降，耐候性和防腐性能差，涂膜龟裂和剥离。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种纳米陶瓷水性防腐散热涂料，该散热涂料是以陶瓷为主要导热成分、以水溶性树脂为成膜材料或粘合剂、以水为分散溶剂；在涂料制备过程中，通过将陶瓷颗粒以最大堆积密度的级配添加到树脂中，使具有高散热性能和涂层表面硬度及载荷，并对陶瓷颗粒表面进行预修饰处理以最大程度地增加陶瓷与树脂的润湿性和相容性，使陶瓷颗粒表面接枝官能团以便与树脂活性基团反应，减少涂膜表面亲水性基团的裸露，降低亲水性，提高耐候性和防腐性能。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明提供一种纳米陶瓷水性防腐散热涂料，其由以下配料组成：陶瓷水性35-50％、水溶性树脂20-50％、助剂0.5％-4％，余量为水；所述陶瓷水性浆料为陶瓷固含量在70-90％的陶瓷水性浆料；所述助剂为分散剂、润湿剂、消泡剂、疏水剂、封端剂中的一种或几种的组合；所述陶瓷水性浆料的制备方法如下：

S1、选择粒径连续分布在0.01-20μm范围内的球形陶瓷粉体，按照粒径10-20μm、1-10μm、<1μm分成三个等级，将这三个等级的球形陶瓷粉体按照质量比5-7：2-4：0.5-2称量备料；

S2、将粒径10-20μm、1-10μm的球形陶瓷粉体混合，并采用化学蚀刻方法在球形陶瓷粉体表面形成粗糙绒面；

S3、将形成粗糙绒面的粒径10-20μm、1-10μm的球形陶瓷粉体与<1μm的球形陶瓷粉体混合，加水和阴离子表面活性剂，共投入球磨机中磨浆1-4h，制成固含量在70-90％的陶瓷水性浆；

S4、将硅烷偶联剂加入到陶瓷水性浆中，在65-100℃搅拌加热，反应30-180min，使偶联剂水解并接枝到球形陶瓷粉体上，得到陶瓷水性浆料。

步骤S4中，所述硅烷偶联剂A171、KH550、KH580、KH590、KH792、DL602中的至少一种；优选地，将带有氨基的硅烷偶联剂KH550和带有巯基的硅烷偶联剂KH580的复配使用；硅烷偶联剂占陶瓷水性浆质量的0.5-4wt％。将KH550与KH580复配使用，可大幅提高偶联剂在球形陶瓷粉体表面的接枝率。

步骤S3中，所述阴离子表面活性剂为2-5种链长不相同的阴离子表面活性剂，如十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十六烷基硫酸钠、十六烷基磺酸钠、十八烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES、樟脑磺酸钠中的2-5种的组合。不同链长的阴离子表面活性剂，其一端为亲水端，在球磨反应中与陶瓷粉体表面结合，另一端为疏水端，通过后期的涂刷工艺使阴离子表面活性剂的疏水端向涂层表面聚集，以增强涂层表面的疏水性，防止高温水汽、酸碱气体等附着，提高耐候性和耐腐蚀性。阴离子表面活性剂在陶瓷水性浆的添加量为0.5-4％。

根据本发明的较佳实施例，S1中，所述球形陶瓷粉体为氧化铝、氧化镁、氮化硅、二氧化硅、四氧化三铁、氧化铬、氧化铜中的一种或几种的组合；S2中，所述的化学蚀刻为苛碱蚀刻或稀HF/HCl酸蚀刻。

球形陶瓷粉体的制备方法包括高温等离子喷射法和化学前驱体法，高温等离子喷射法是将陶瓷在高温下熔融，使用保护气体喷射出来，在空中张力均匀，自然冷却形成球形(这类球形陶瓷颗粒表面比较光滑，呈规则的球形)；化学前驱体法是使用可溶性盐在反应釜中逐步反应，制得氢氧化物等球形前驱体，然后高温煅烧生成球形粉体(这类球形通常不规则、属于类球形)。

相较于片状、短纤状、棒状和其他不规则形状的陶瓷粉体，球形陶瓷粉体在相同体积下其比表面积最大，具有滚动性，在树脂基体的涂层中具有更大填充量从而使涂层硬度更大和可承受冲击力最大，球形陶瓷粉体堆积密度大，涂层中起到主要传热散热作用的陶瓷粉体能够密集堆积或排列，有利于实现连续的导热通路，提高涂层的导热性能。此外，在相同固含量情况下，由于球形陶瓷粉体具有滚动性，陶瓷颗粒间具有自润滑性，易于涂层喷涂和铺展，涂抹性好，涂料粘度低。

根据本发明的较佳实施例，所述水溶性树脂为含有芳香族单体的水溶性树脂，固化后涂层的机械性能和附着强度更高。优选地，当水溶性树脂为含芳香族单体的水溶性树脂时，S4中，所述硅烷偶联剂较佳选择为对苯乙烯基三甲氧基硅烷、3-(苯基氨基)丙基三甲氧基硅烷或氨基苯基三甲氧基硅烷。这些偶联剂具有芳香环，与含有芳香族单体的水溶性树脂具有结构相似性，根据相似相容原理，此类型硅烷偶联剂可在水溶性树脂中更加均匀地分散，且涂料固化后偶联剂的芳香族碳链段与水溶性树脂键接作用更强。硅烷偶联剂占陶瓷水性浆质量的0.5-4wt％。

根据本发明的较佳实施例，所述水溶性树脂为丙烯酸树脂、醇酸树脂、丙烯酸硅树脂、环氧丙烯酸树脂和三聚氰胺树脂(包括三聚氰胺共聚树脂)中的一种或几种的组合；水溶性树脂的粘度为5000-20000mpa*s。

根据本发明的较佳实施例，所述水溶性树脂为丙烯酸树脂、三聚氰胺共聚树脂的混合物。三聚氰胺共聚树脂与丙烯酸树脂在涂料固化过程中可发生化学反应，使固化的涂层的抗冲击性能更优异。

根据本发明的较佳实施例，所述分散剂为BYK-ATU、BYK-190、BYK-163、BYK-2009、BYK-2013、BYK-110、BYK-104s中的至少一种，分散剂用量为0.5-2wt％；所述润湿剂为HY-352、HY-6170、HY-1608A润湿剂中的一种或几种的组合；润湿剂的用量为0.1-0.5wt％；所述消泡剂为脂肪酸酯、双烷基磷酸酯、聚二甲基硅氧烷中的一种或几种，消泡剂的用量为0.2-0.6wt％；所述封端剂为甲氧基三甲基硅烷或者三甲基羟基硅烷，封端剂用量为0.2-0.6wt％；所述疏水剂为疏水剂Pernol HF-200，用量为0.2-0.6wt％。

第二方面，本发明还提供一种纳米陶瓷水性防腐散热涂料的制备方法，按照100％质量计，将陶瓷水性35-50％、水溶性树脂20-50％、助剂0.5％-4％与余量的水在1000-2000rpm高速搅拌机中分散5-30min，过300目滤网制成。

第二方面，本发明还提供一种纳米陶瓷水性防腐散热涂料的施工方法，其包括如下步骤：

步骤1：将基材放入表面清洗剂中，进行除油、清洗、钝化，去除表面油污和杂质；

步骤2：将硅烷偶联剂3-6重量份、乙醇10-20重量份、水1-4重量份混合搅拌，氨水调节pH值8-9，制得预涂液；

步骤3：用喷枪将预涂液喷洒基材表面，在60-120℃下鼓风烘干，然后将涂料加入喷枪中，调节空气压力0.2-3MPa喷涂到基材表面，进入烘烤前，在涂膜表面按照每平米20-40g正己烷油剂；

步骤4：放入可回收油剂的鼓风烘箱中，在50-130℃烘烤15-35min固化。

(三)有益效果

本发明的技术效果包括如下几个方面：

(1)本发明使用水为溶剂，其生产和施工过程都环保无污染，涂料中的导热功能填料是微纳陶瓷粉体，陶瓷的分散性优于石墨烯，填充量远大于石墨类材料，而陶瓷粉体为散热涂层的导热功能材料，其填充率越大导热率越高，涂料成本更低，且陶瓷粉体不导电，对于电子产品的散热更安全。

(2)本发明对陶瓷粉体根据其粒径进行分级，在制作涂料时按照一定配比进行级配，以使涂料中的陶瓷粉体具有尽可能最大的堆积密度，从而提高陶瓷粉体在涂料中的填充量，进而提高涂层的表面硬度和抗冲击性能(或载荷)。

(3)本发明对陶瓷粉体进行改性，包括绒面处理以增大陶瓷粉体的比表面积，为偶联剂接枝改性做好准备，以便于在陶瓷颗粒粉体表面接枝更高丰度的偶联剂，进而提高陶瓷粉体与有机树脂的结合牢固度和粉体在涂料中的悬浮性，改善涂料的均匀度和耐候性。

(4)本发明在球磨制备陶瓷水性浆时，还加入了至少一种阴离子表面活性剂，阴离子表面活性剂具有疏水端和亲水端，阴离子表面活性剂可以增加陶瓷粉体在水相中的分散度，以更好成浆；同时阴离子表面活性剂在球磨过程中其亲水端与陶瓷粉体颗粒连接，另一端为疏水端，在喷涂之后使用低沸点无毒环保的油剂(正己烷油剂)喷涂在表面使表面活性剂的疏水端向涂层表面聚集，增加涂层的耐腐蚀性。

(5)通过偶联剂和活性剂双改性陶瓷水性浆料，解决了粉体与树脂润湿差的问题，并且粉体表面通过接枝改性，增加了可与树脂活性基团反应的官能团，不仅使陶瓷粉料可牢固地以化学键保留在涂层中，且固化后减少了裸露的亲水性或极性基团，提升了膜层耐候、防腐性能。

(6)本发明发的涂料材料成本低，不使用昂贵的碳纳米材料或石墨烯等材料，不需要对陶瓷粉料表面进行有机树脂包裹，工艺简单，易于实现。采用球形陶瓷粉体，粉体具有自润滑性，涂抹性好，即使在很高的填充量的情况下也具有低粘度，非常适宜喷枪喷涂工艺，不容易堵塞枪嘴。本发明的涂料不使用流平剂，避免了流平剂起泡带来的种种弊端(如起泡导致施工流动性不佳，表面缺陷，凹凸不平，成膜时破裂破裂、涂料固化时间太长等)；级配分布的陶瓷粉体可形成连续的导热通道，增强涂层散热性能和力学性能。

说明书附图

图1为采用红外成像仪对比观察有/无喷涂本发明涂层的铝合金散热板表面的红外辐射情况。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例1

本实施例提供一种纳米陶瓷水性防腐散热涂料的制备方法，其为：

(1)选择粒径连续分布在0.01-20μm范围内的球形氧化铝，按照粒径10-20μm、1-10μm、<1μm分成三个等级，将这三个等级的球形陶瓷粉体按照质量比5：2：2称量备料。

(2)将粒径10-20μm、1-10μm的球形氧化铝混合，并用5wt％的氢氧化钠水溶液，在30℃对球形氧化铝浸泡搅拌15min，以进行轻微蚀刻，以形成绒面。

(3)将具有绒面的10-20μm、1-10μm的球形氧化铝与<1μm的氧化铝混合，加水和2wt％的阴离子表面活性剂AES，投入球磨机中磨浆1.5h，制成固含量在82wt％的陶瓷水性浆。

(4)将KH580和KH570按照1:1混合，按照1.5wt％的添加量加入到陶瓷水性浆中，在75℃搅拌加热，反应60min，使偶联剂水解并接枝到球形陶瓷粉体上，得到陶瓷水性浆料。

(5)将陶瓷水性浆料42wt％、丙烯酸树脂(乳液，粘度为10000mpa*s)20％、润湿剂HY-352 0.5wt％、消泡剂双烷基磷酸酯0.5％、封端剂甲氧基三甲基硅烷0.4％、疏水剂Pernol HF-200 0.5wt％，用水补至100％。

(6)将上述混合物在1000rpm高速搅拌机中分散15min，过300目(＜48微米)滤网制成防腐散热涂料。

实施例2

本实施例提供一种纳米陶瓷水性防腐散热涂料的制备方法，其为：

(1)选择粒径连续分布在0.01-20μm范围内的球形氧化铝，按照粒径10-20μm、1-10μm、<1μm分成三个等级，将这三个等级的球形陶瓷粉体按照质量比7：3：1称量备料。

(2)将粒径10-20μm、1-10μm的球形氧化铝混合，并用5wt％的氢氧化钠水溶液，在30℃对球形氧化铝浸泡搅拌12min，轻微蚀刻，以形成绒面。

(3)将具有绒面的10-20μm、1-10μm的球形氧化铝与<1μm的氧化铝混合，加水和2.5wt％的阴离子表面活性剂AES及十二烷基磺酸钠(两种按1:1质量比投加)，投入球磨机中磨浆1.5h，制成固含量在80wt％的陶瓷水性浆。

(4)将KH580和KH570按照1:1混合，按照2wt％的添加量加入到陶瓷水性浆中，在85℃搅拌加热，反应60min，使偶联剂水解并接枝到球形陶瓷粉体上，得到陶瓷水性浆料。

(5)将陶瓷水性浆料36wt％、丙烯酸树脂24％(乳液，粘度为6000mpa*s)、分散剂为BYK-ATU 1.0wt％、润湿剂HY-352 0.5wt％、消泡剂双烷基磷酸酯0.5％、封端剂甲氧基三甲基硅烷0.4％、疏水剂Pernol HF-200 0.5wt％，用水补至100％。

(6)将上述混合物在1200rpm高速搅拌机中分散12min，过300目滤网制成防腐散热涂料。

实施例3

本实施例与实施例1的区别仅在于，步骤(1)-(2)中，所述球形陶瓷粉体为氧化铝、氧化镁的混合物，质量比为1:1；所述球形陶瓷粉体采用4％的HCl水溶液在常温下蚀刻12min。其他步骤和条件与实施例1相同。

实施例4

本实施例与实施例1的区别仅在于，步骤(3)制备陶瓷水性浆时，加入1wt％的阴离子表面活性剂AES、1wt％的十六烷基磺酸钠、0.5wt％樟脑磺酸钠。其他步骤和条件与实施例1相同。

实施例5

本实施例与实施例1的区别仅在于，步骤(4)，将硅烷偶联剂A171按照2wt％的添加量加入到陶瓷水性浆中，在75℃搅拌加热，反应60min，使偶联剂水解并接枝到球形陶瓷粉体上，得到陶瓷水性浆料。其他步骤和条件与实施例1相同。

实施例6

本实施例与实施例3的区别仅在于，步骤(1)-(2)中，所述球形陶瓷粉体为氧化铝、氧化镁、四氧化三铁的混合物，质量比为1:1:1；所述球形陶瓷粉体采用4％的HCl水溶液在常温下蚀刻12min。其他步骤和条件与实施例1相同。

实施例7

本实施例与实施例1的区别仅在于，步骤(4)中制备陶瓷水性浆料时，加入的偶联剂为1.5％的3-(苯基氨基)丙基三甲氧基硅烷，且步骤(5)的丙烯酸树脂乳液换成等量的含芳香族单体的丙烯酸树脂乳液。其他步骤和条件与实施例1相同。

实施例8

本实施例与实施例1的区别仅在于，步骤(5)的丙烯酸树脂乳液换成1:1质量比配合的丙烯酸树脂(乳液，粘度为5000mpa*s)、三聚氰胺共聚树脂(乳液，粘度为5000mpa*s)的混合物。其他步骤和条件与实施例1相同。

实施例9

本实施例与实施例1的区别仅在于，步骤(5)为：将陶瓷水性浆料50wt％、丙烯酸树脂(乳液，粘度为5000mpa*s)20％、润湿剂HY-352 0.5wt％、消泡剂双烷基磷酸酯0.5％、封端剂甲氧基三甲基硅烷0.4％、疏水剂Pernol HF-200 0.5wt％，用水补至100％。其他步骤和条件与实施例1相同。

对比例1

本例与实施例1的区别仅在于：将步骤(1)三个粒径的球形氧化铝陶瓷粉体用等量的市购粒径1-10μm的球形氧化铝陶瓷粉体替换。其他步骤和条件与实施例1相同。

对比例2

本例与实施例1的区别仅在于：将市购的粒径10-20μm、1-10μm、<1μm的球形氧化铝陶瓷粉体直接按照1:1:1质量比混合。其他步骤和条件与实施例1相同。

对比例3

本例与实施例1的区别仅在于：不对球形氧化铝陶瓷粉体进行蚀刻。

对比例4

本例与对比例1的区别仅在于：在步骤(3)制备陶瓷水性浆时，不加入阴离子表面活性剂。

对比例5

本例与对比例1的区别仅在于：在步骤(4)制备陶瓷水性浆料时，不加入硅烷偶联剂。

对比例6

本例与对比例1的区别仅在于：在步骤(5)制备涂料时，不加入疏水剂Pernol HF-200和封端剂。

将实施例1-9和对比例1-6的涂料按照如下方法施工：

(1)表面处理：将铝合金板基材放入表面清洗剂中，进行除油、清洗、钝化，去除表面油污和杂质。

(2)喷涂：将涂料加入喷枪中，调节空气压力0.2-3MPa，喷涂到基材表面。

(3)烘烤：将喷涂好的产品放入鼓风烘箱，150℃烘烤30min固化。

将涂料喷涂在铝材表面测试膜层性能，测试按照如下标准执行：粘度GB/T 2794-2013、硬度GB/T 6739-2006、附着力(GB9286-98)、导热率ASTM D5470、发射率GB/T 7287、耐电压GB/T 4722-2017、耐溶剂GB/T 4722-2017、VOC含量GB/T 38608-2020、盐雾测试GB/T1771(中性盐雾)、UV老化GB/T 16422.3(第二类循环)、高低温循环GB/T 1865(-40～150℃)。涂层性能测试结果如表1：

表1：

(接续上表)

测试名称	对比例1	对比例2	对比例3
				粘度	2660mpa*s	2630mpa*s	2620mpa*s
硬度	4H	5H	6H
				附着力	4B	4B	3B
导热率	2.15W/M*K	2.24W/M*K	2.38W/M*K
				发射率	0.74	0.78	0.83
耐电压	2kv	2kv	2kv
				耐溶剂	合格	合格	不合格
VOC含量	合格	合格	合格
				盐雾测试	1000h不合格	1000h合格	1000h合格
UV老化	2000h合格	2000h合格	2000h合格
				高低温循环	50次循环合格	50次循环合格	50次循环合格
测试名称	对比例4	对比例5	对比例6
				粘度	3055mpa*s	3022mpa*s	2640mpa*s
硬度	7H	6H	7H
				附着力	4B	3B	4B
导热率	2.44W/M*K	2.15W/M*K	2.74W/M*K
				发射率	0.81	0.77	0.92
耐电压	2kv	2kv	2kv
				耐溶剂	不合格	不合格	不合格
VOC含量	合格	合格	合格
				盐雾测试	1000h合格	1000h不合格	1000h不合格
UV老化	2000h合格	2000h合格	2000h合格
				高低温循环	50次循环合格	50次循环不合格	50次循环合格

将实施例1-9与对比例1-2比较可知，粒径10-20μm、1-10μm、<1μm的陶瓷粉体按照质量比5-7：2-4：0.5-2复配，可以使涂层具有较高硬度和导热率。这主要是按照本发明的级配的陶瓷粉料填充涂层，可以使涂层内部陶瓷粉料更加紧密堆积排布，形成连续的导热通道，不仅有助于提高涂层的硬度，还能提高涂层的导热性能。

将实施例1-9与对比例3相比可以看出，当使用的陶瓷颗粒粉料未做表面的绒面蚀刻修饰时，涂层硬度虽然没有受到明显影响，但是涂层的附着力下降明显。在步骤(4)的偶联剂接枝改性时间和温度相同的情况下，未做绒面修饰的陶瓷颗粒表面接枝的偶联剂数量较少，陶瓷粉料不能稳定且均匀的分散在涂层的各部位，在耐溶剂实验时出现不合格斑点。反之，先绒面处理再接枝偶联剂，可在短时间内接枝丰富的偶联剂，增加陶瓷颗粒在涂料中的悬浮性和均匀性，也不易在受到冲击力的情况下发生移位，进而有利于提高涂层硬度。

将实施例1-9与对比例4相比可以看出，在制备陶瓷浆时若未加入表面活性剂，很容易导致陶瓷粉料(尤其<1μm)聚团，即便在后续的偶联剂接枝过程中也很难以分散开来，导致涂料的粘度偏高，难以用喷枪喷涂，由于陶瓷粉料的不均匀分散，难以形成均匀的导热通道，因此涂料的导热率下降，耐溶剂实验也出现不合格斑点。

将实施例1-9与对比例5相比可以看出，硅烷偶联剂在涂料中起到重要作用，缺少偶联剂后，涂层的导热性能，附着力都下降明显，且耐溶剂试验、盐雾测试、高低温循环都出现不合格的问题。缺少偶联剂后对涂层的性能的影响与缺少表面活性剂的情况相似，但影响更明显。

将实施例1-9与对比例6相比可以看出，当涂料缺少疏水剂和封端剂，最主要的影响是导致耐溶剂和盐雾测试不合格，说明疏水剂和封端剂可显著改善本发明涂料的耐候性能。

实施例10

将实施例1制备的涂料喷涂在铝材散热器上，相同功率和安装方式下，在静态风罩下恒定功率2h。同时以未喷涂的铝材散热器为对比例。测试散热结果如表2：

表2：

再如图1所示，本实验还进一步将有涂层和无涂层的铝合金散热板样品使用红外成像仪对比观察，从图中可看到：将本发明制备的涂料喷到散热板并固化成涂层后，可显著提升表面的红外辐射强度；这说明本发明的涂层具有良好的辐射散热效应。

实施例11

本实施例为一种较佳的纳米陶瓷水性防腐散热涂料的施工方法，包括如下步骤：

步骤1：将铝合金基材放入表面清洗剂中，进行除油、清洗、钝化，去除表面油污和杂质；

步骤2：将硅烷偶联剂KH 550准备4重量份、乙醇20重量份、水2重量份混合搅拌，用氨水调节pH值8-9(促进硅烷偶联剂水解但不能腐蚀铝合金，避免用酸)，制得预涂液；

步骤3：用喷枪将预涂液喷洒基材表面，在60℃下鼓风烘干，然后将实施例1涂料加入喷枪中，调节空气压力1.2MPa喷涂到基材表面，进入烘烤前，在涂膜表面按照每平米30g正己烷油剂；

步骤4：放入可回收油剂的鼓风烘箱中，在65℃烘烤30min固化。

经测试，按照本实施例的施工方法制备的散热涂层具有如下性能：附着力5B，在80℃的热水中浸泡2h，附着力等级仍能达到5B级；硬化后涂层硬度为8H；导热率3.3W/M*K。此外，在耐溶剂测试、盐雾测试中、高低温循环测试中表现更优的性能。测试涂层表面的接触角θ>140°，表现出很强疏水性。相较于前述常规施工得到的散热涂层(附着力为4B、θ为110-120°)，表现出更强的附着力和疏水性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种纳米陶瓷水性防腐散热涂料，其特征在于，按照质量百分比计，由以下配料组成：陶瓷水性浆料35-50%、水溶性树脂20-50%、助剂0.5%-4%，余量为水；所述陶瓷水性浆料为陶瓷固含量在70-90%的陶瓷水性浆料；所述助剂为分散剂、润湿剂、消泡剂、疏水剂、封端剂中的一种或几种的组合；所述陶瓷水性浆料的制备方法如下：

S1、选择粒径连续分布在0.01-20μm范围内的球形陶瓷粉体，按照粒径10-20μm、1-10μm、<1μm分成三个等级，将这三个等级的球形陶瓷粉体按照质量比5-7：2-4：0.5-2称量备料；

S2、将粒径10-20μm、1-10μm的球形陶瓷粉体混合，并采用化学蚀刻方法在球形陶瓷粉体表面形成粗糙绒面；

S3、将形成粗糙绒面的粒径10-20μm、1-10μm的球形陶瓷粉体与<1μm的球形陶瓷粉体混合，加水和阴离子表面活性剂，共投入球磨机中磨浆1-4h，制成固含量在70-90%的陶瓷水性浆；

S4、将硅烷偶联剂加入到陶瓷水性浆中，在65-100℃搅拌加热，反应30-180min，使偶联剂水解并接枝到球形陶瓷粉体上，得到陶瓷水性浆料。

2.根据权利要求1所述的纳米陶瓷水性防腐散热涂料，其特征在于，S4中，所述硅烷偶联剂为A171、KH550、KH580、KH590、KH792、DL602中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的纳米陶瓷水性防腐散热涂料，其特征在于，S4中，将带有氨基的硅烷偶联剂KH550和带有巯基的硅烷偶联剂KH580复配使用。

4.根据权利要求1所述的纳米陶瓷水性防腐散热涂料，其特征在于，S1中，所述球形陶瓷粉体为氧化铝、氧化镁、氮化硅、二氧化硅、四氧化三铁、氧化铬、氧化铜中的一种或几种的组合；

S2中，所述的化学蚀刻为苛碱蚀刻或稀酸蚀刻。

5.根据权利要求1所述的纳米陶瓷水性防腐散热涂料，其特征在于，所述水溶性树脂为含有芳香族单体的水溶性树脂；

S4中，所述硅烷偶联剂为对苯乙烯基三甲氧基硅烷、3-(苯基氨基)丙基三甲氧基硅烷或氨基苯基三甲氧基硅烷。

6.根据权利要求1所述的纳米陶瓷水性防腐散热涂料，其特征在于，所述水溶性树脂为丙烯酸树脂、醇酸树脂、丙烯酸硅树脂、环氧丙烯酸树脂和三聚氰胺共聚树脂中的一种或几种的组合；水溶性树脂的粘度为5000-20000mPa·s。

7.根据权利要求6所述的纳米陶瓷水性防腐散热涂料，其特征在于，所述水溶性树脂为丙烯酸树脂与三聚氰胺共聚树脂的混合物。

8.根据权利要求1所述的纳米陶瓷水性防腐散热涂料，其特征在于，所述分散剂为BYK-ATU、BYK-190、BYK-163、BYK-2009、BYK-2013、BYK-110、BYK-104s中的至少一种，分散剂用量为0.5-2wt%；所述润湿剂为HY-352、HY-6170、HY-1608A润湿剂中的一种或几种的组合；润湿剂的用量为0.1-0.5wt%；所述消泡剂为脂肪酸酯、双烷基磷酸酯、聚二甲基硅氧烷中的一种或几种，消泡剂的用量为0.2-0.6wt%；所述封端剂为甲氧基三甲基硅烷或者三甲基羟基硅烷，封端剂用量为0.2-0.6wt%；所述疏水剂为疏水剂Pernol HF-200，用量为0.2-0.6wt%。

9.一种权利要求1所述纳米陶瓷水性防腐散热涂料的制备方法，其特征在于，将陶瓷水性浆料、水溶性树脂、助剂与水在1000-2000rpm高速搅拌机中分散5-30min，过300目滤网制成。

10.一种权利要求1-8任一项所述的纳米陶瓷水性防腐散热涂料的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将基材放入表面清洗剂中，进行除油、清洗、钝化，去除表面油污和杂质；

步骤2：将硅烷偶联剂3-6重量份、乙醇10-20重量份、水1-4重量份混合搅拌，氨水调节pH值8-9，制得预涂液；

步骤3：用喷枪将预涂液喷洒基材表面，在60-120℃下鼓风烘干，然后将涂料加入喷枪中，调节空气压力0.2-3MPa喷涂到基材表面，进入烘烤前，在涂膜表面按照每平米喷涂20-40g正己烷油剂；

步骤4：放入可回收油剂的鼓风烘箱中，在50-130℃烘烤15-35min固化。