一種新型高導(dǎo)熱納米輻射散熱涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高分子復(fù)合材料，具體地指一種新型高導(dǎo)熱納米輻射散熱涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]散熱涂料被廣泛應(yīng)用于電氣散熱設(shè)備中，主要是涂覆在高溫部件表面，對高溫部件的散熱降溫起到促進(jìn)作用。在輸電系統(tǒng)中變壓器的工作處于重要地位，直接影響輸電終端電力受供方的用電穩(wěn)定保障和用電安全，隨著社會電氣化程度的日益普及化，用電量的飛速增長，輸電系統(tǒng)承受的電力輸送負(fù)荷日益提高，變壓器所承受的壓力巨大，在如此高負(fù)荷的變壓工作中變壓器會產(chǎn)生相對以往更多的熱量，在高溫環(huán)境下，變壓器壽命會降低，其工作穩(wěn)定性也變差，變壓器出現(xiàn)狀況，小則會影響人民的日常用電需求，會給供電系統(tǒng)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，大則會影響人民的生命財產(chǎn)安全。對于高發(fā)熱的變壓器散熱，單用以往的油浸式變壓器不足以應(yīng)對如此高熱量的消散，需要在油浸式變壓器表面涂覆助散熱的高導(dǎo)熱涂料，以此提高散熱效率，降低變壓器溫度，提高變壓器的使用壽命和工作穩(wěn)定性。
[0003]傳統(tǒng)變壓器的散熱裝置一般采用鋁、鐵、銅等金屬材料制成，一般還需要風(fēng)扇和導(dǎo)熱油、空氣。通過導(dǎo)熱油在變壓器表面的直接接觸，將熱量運(yùn)輸?shù)缴崞鞅砻妫谕ㄟ^風(fēng)扇鼓動空氣，以空氣的強(qiáng)制對流來達(dá)到散熱的目的，但此散熱器具有明顯的問題和局限性:
[0004]1、增加強(qiáng)制對流所使用的風(fēng)扇，在工作過程中會產(chǎn)生嚴(yán)重的噪音污染，嚴(yán)重影響了周圍居民的日常生活和工作。
[0005]2、氣的比熱為lkJ/(kg*°C )，是水比熱的不到1/4，導(dǎo)熱的動力是溫度差，意味著同樣散熱量情況下變壓器向空氣導(dǎo)熱并消散的速度很慢，因此導(dǎo)熱散熱系數(shù)有限。
[0006]3、變壓器工作的環(huán)境溫度影響較大，對于夏天，供電量增大變壓器本身發(fā)熱量增大，而環(huán)境本身氣溫較高，溫度差偏小，散熱速度更慢，夏天，變壓器更容易燒壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種新型高導(dǎo)熱納米輻射散熱涂料，該涂料直接涂覆或噴涂在變壓器散熱器表面，能提高散熱其散熱效率，能對散熱器表面金屬起到包覆防腐作用，且散熱器散熱效率隨溫度環(huán)境影響較小。
[0008]實現(xiàn)本發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是:一種新型高導(dǎo)熱納米輻射散熱涂料，其包括基礎(chǔ)樹脂和填料，所述基礎(chǔ)樹脂是涂料用樹脂，所述填料包括石墨、納米石墨，石墨烯熱解碳、熱解石墨、石墨粉體、碳納米管、碳纖維、石墨纖維中的一種或多種以及氧化鋯、氮化硼、氮化硅、碳化硅、氧化鈦粉體、硅酸鈣鋁纖維中的一種或多種。
[0009]在上述技術(shù)方案中，所述石墨、納米石墨，石墨烯熱解碳、熱解石墨、石墨粉體、碳納米管、碳纖維、石墨纖維是經(jīng)過高溫石墨化處理的。
[0010]在上述技術(shù)方案中，所述石墨、納米石墨，石墨烯熱解碳、熱解石墨、石墨粉體、碳納米管、碳纖維、石墨纖維是經(jīng)過強(qiáng)酸表面改性處理的。
[0011]在上述技術(shù)方案中，所述填料由石墨、納米石墨，石墨烯熱解碳、熱解石墨、石墨粉體、碳納米管、碳纖維、石墨纖維中的一種或多種以及氧化鋯、氮化硼、氮化硅、碳化硅、氧化鈦粉體、硅酸鈣鋁纖維中一種或多種共混、機(jī)械攪拌包覆而制成的。
[0012]在上述技術(shù)方案中，所述的樹脂是由環(huán)氧樹脂、脂肪族改性環(huán)氧樹脂、呋喃改性環(huán)氧樹脂，硅橡膠、聚丁二烯、聚氨酯、氟碳樹脂中一種或多種組成。
[0013]此外，本發(fā)明還提供一種上述新型高導(dǎo)熱納米輻射散熱涂料的制備方法，該方法包括:
[0014]步驟1:將石墨、納米石墨，石墨烯熱解碳、熱解石墨、石墨粉體、碳納米管、碳纖維、石墨纖維中的一種或多種進(jìn)行高溫石墨化處理、球磨機(jī)粉碎成極細(xì)小顆粒和短的填料纖維；
[0015]步驟2:將石墨、納米石墨，石墨烯熱解碳、熱解石墨、石墨粉體、碳納米管、碳纖維、石墨纖維中的中的一種或多種進(jìn)過強(qiáng)酸處理后，濾出并干燥；
[0016]步驟3:將以上處理后的這部分填料與氧化鋯、氮化硼、氮化硅、碳化硅、氧化鈦粉體、硅酸鈣鋁纖維中一種或多種進(jìn)行球磨機(jī)研磨并混合，并相互包覆；
[0017]步驟4:將處理后的填料與基礎(chǔ)樹脂混合；
[0018]步驟5:混合后的材料均勻攪拌即得高導(dǎo)熱納米輻射散熱涂料。
[0019]在上述技術(shù)方案中，所述填料含量為3wt % -25wt %。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明新型高導(dǎo)熱納米輻射散熱涂料的制備流程圖。
[0021]圖2為本發(fā)明散熱涂料與普通涂料升溫曲線對比圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的幾個優(yōu)選實例進(jìn)行詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不僅僅限于這些實例。本發(fā)明涵蓋任何在本發(fā)明的精髓和范圍上做得替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對本發(fā)明有徹底的了解，在以下本發(fā)明優(yōu)選實施例中詳細(xì)說明了具體的細(xì)節(jié)，而對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)的描述也可以完全理解本發(fā)明。
[0023]本發(fā)明新型高導(dǎo)熱納米輻射散熱涂料，包括基礎(chǔ)樹脂和填料，其中，填料包括石墨、納米石墨，石墨烯熱解碳、熱解石墨、石墨粉體、碳納米管、碳纖維、石墨纖維等的一種或多種，以及氧化鋯、氮化硼、氮化硅、碳化硅、氧化鎂粉體、硅酸鈣鋁纖維中一種或多種的復(fù)合產(chǎn)品；基礎(chǔ)樹脂由環(huán)氧樹脂、脂肪族改性環(huán)氧樹脂、呋喃改性環(huán)氧樹脂，硅橡膠、聚丁二烯、聚氨酯、氟碳樹脂中一種或多種組成。
[0024]本發(fā)明所用填料熱導(dǎo)系數(shù)極高，最高可以達(dá)到3000W/ (m*K)，它們加入到涂料體系中能很大程度的提高涂料的導(dǎo)熱性能，同時在高溫環(huán)境下依然能高效的將熱量轉(zhuǎn)化為紅外福射散射出去，降低表面溫度。
[0025]以下，則結(jié)合流程圖，對舉例以碳納米管作為填料纖維來制造新型高導(dǎo)熱納米輻射散熱涂料的工業(yè)方法做出說明。
[0026]實施例一
[0027]請參考圖1，本實施例為一種采用碳納米管制備新型高導(dǎo)熱納米輻射散熱涂料的流程圖，包括以下步驟:
[0028]SlOl:將碳納米管進(jìn)行高溫石墨化、粉碎和強(qiáng)酸預(yù)處理；
[0029]首先對碳納米管進(jìn)彳丁尚溫石墨化，能有效提尚碳納米管的純度，再對碳納米管進(jìn)行粉碎，將碳納米管放入球磨機(jī)中進(jìn)行研磨，使碳納米管粒子細(xì)化，提高碳納米管粒子的表面積。
[0030]對細(xì)化后端碳納米管，進(jìn)行表面處理，將碳納米管加入到強(qiáng)酸中浸泡一段時間，使碳納米管表面氧化，再過濾出酸化后的碳納米管，并用去離子水反復(fù)沖洗，直到濾出液呈中性，再經(jīng)100°c烘烤，得到干燥的碳納米管粉末。
[0031]S102:將表面處理的碳納米管與氮化硼進(jìn)行混合研磨；
[0032]將以上經(jīng)過細(xì)化和酸化的碳納米管，與六方氮化硼顆?；旌?，并加入球磨機(jī)中，進(jìn)行研磨和分散，得到以碳納米管與氮化硼為主體的混合、相互包覆