水性防腐散熱涂料及其制備方法
【專利說明】水性防腐散熱涂料及其制備方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬散熱器用的水性防腐散熱涂料及其 制備方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 金屬散熱器是日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的部件，但在實際使用過程中因部 件大小、安裝方式的影響，使得有效散熱面積及散熱性能有限。同時長期裸露于自然環(huán)境 中，表面易發(fā)生腐蝕而喪失散熱能力。因此需對散熱器進行表面處理來強化散熱性能和提 高耐腐蝕性能，才能滿足各種使用要求。傳統(tǒng)的方式是在散熱器表面進行陽極氧化處理，該 種處理方式能一定程度上提高散熱器的防腐能力和散熱效果，但因陽極氧化的成本高，處 理過程中產(chǎn)生大量的廢水造成環(huán)境污染。因此，開發(fā)一種成本低廉且環(huán)保的水性散熱涂料 來替代陽極氧化，在保證防腐能力的條件下，具有良好的散熱效果。
[0003] 涂料本身并沒有散熱功能，為提高其散熱性，需要添加一定的導(dǎo)熱填料才能達到 散熱效果，如金屬粉末、碳化硅、氮化鋁等，雖然一定程度上降低了涂料的熱阻，但這些填料 與涂料體系并不相容，導(dǎo)熱填料會出現(xiàn)沉降而分層等缺點。隨著技術(shù)的發(fā)展，具有超高導(dǎo)熱 系數(shù)、高散熱性的碳材料（如碳納米管、石墨烯等）不斷被應(yīng)用于涂料中，然而由于基體樹 脂空間結(jié)構(gòu)以及溶劑等影響，碳材料極易發(fā)生團聚而造成涂料的不穩(wěn)定，最終體系散熱性 能達不到要求。中國專利201310440607. 7公開了一種散熱涂料的制備方法，將具有高導(dǎo)熱 系數(shù)的氮化鋁等非金屬導(dǎo)熱填料加入體系中，一定程度上提高了散熱效率，但由于體系相 容性差涂料靜置易分層，同時該油性體系涂料對環(huán)境造成污染。中國專利201410050683. 1 公開了一種添加高導(dǎo)熱系數(shù)的碳納米管及石墨烯的水性散熱涂料，雖在散熱性能與環(huán)保上 有較大的提高，但其基體樹脂配方在耐腐蝕性上無法滿足戶外散熱器的使用要求，同時配 方中溶劑及單體極易對碳材料造成團聚，從而使得碳材料不能完全發(fā)揮其高散熱性能。因 而，相關(guān)技術(shù)的散熱涂料存在散熱性能和防腐性能較低、耐候性較弱、環(huán)保性能較差的不 足。
[0004] 因此，實有必要提供一種新的水性防腐散熱涂料及其制備方法來克服上述技術(shù)問 題。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005] 本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種散熱性能和防腐性能較高、耐候性較強、 環(huán)保性能較好的水性防腐散熱涂料及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明一種水性防腐散熱涂料，按重量百分比計，由以下組分組成：基體樹脂水性 分散體35-40% ;固化劑3-5% ;偶聯(lián)劑0. 8-1. 2% ;金屬鹽0. 2-0. 5% ;無機溶膠3-5% ;納 米碳材料10-15% ;水余量，其中，所述基體樹脂水性分散體按重量百分比計，由以下組分組 成：單體混合物10-15% ;環(huán)氧樹脂10-15% ;引發(fā)劑0. 1-0. 5% ;中和劑1-1. 5% ;助溶劑 20-30% ;水余量，其中，所述單體混合物按重量百分比計，由以下組分組成：芳香族乙烯基 類單體60-70%;丙烯酸類單體30-40%。
[0007] 優(yōu)選的，所述固化劑為三聚氰胺、間苯二甲胺、封閉性苯代異氰酸酯中的一種或幾 種的混合物。
[0008] 優(yōu)選的，所述偶聯(lián)劑為雙（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撐鈦酸酯、甲基-三（甲基乙 酰胺基）硅烷、3-氨基丙基四乙氧基硅烷、3-(2, 3-環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-巰 丙基三甲氧基硅烷中的一種或幾種的混合物。
[0009] 優(yōu)選的，所述金屬鹽為乙酰丙酮鋯、氟鋯酸鈉、氟鋯酸銨、五氧化二釩、偏釩酸銨、 鉬酸鈉、鉬酸銨中的一種或幾種的混合物。
[0010] 優(yōu)選的，所述無機溶膠為MgO、CaO、Si02、ΖηΟ、Α1203中的一種或幾種的混合物。
[0011] 優(yōu)選的，所述納米碳材料為碳納米管、石墨烯中的至少一種，所述碳納米管直 徑為0· 5nm_l10nm，長度為40nm_20μm，所述石墨稀厚度為0· 32nm_9nm，平均直徑為 550nm-110μm〇
[0012] 優(yōu)選的，所述環(huán)氧樹脂為環(huán)氧E-41、環(huán)氧E-44、環(huán)氧E-51中的一種或幾種的混 合物；所述引發(fā)劑為過氧化苯甲酰、過氧化十二酰、偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈中的一種 或幾種的混合物；所述中和劑為氨水、三乙醇胺、N，N-二乙基乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、 AMP-95中的一種或幾種的混合物；所述助溶劑為乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙 二醇丁醚、（二）甲苯中的一種或幾種的混合物。
[0013] 優(yōu)選的，所述芳香族乙烯基類單體為苯乙烯、乙烯基甲苯中的至少一種，所述丙烯 酸類單體為（甲基）丙烯酸、（甲基）丙烯酸羥乙酯、（甲基）丙烯酸羥丙酯、（甲基）丙烯 酸正丁酯、（甲基）丙烯酸異辛酯中的至少一種。
[0014] 本申請還提供了一種水性防腐散熱涂料的制備方法，包括如下步驟：
[0015] 步驟一、將按所述比例配備的基體樹脂水性分散體倒入攪拌器中，調(diào)節(jié)攪拌器轉(zhuǎn) 速為1000-1600轉(zhuǎn)/分；
[0016] 步驟二、向所述基體樹脂水性分散體中加入按所述比例配備的其它組分，然后攪 拌20-30分鐘；
[0017] 步驟三、過濾后得到水性防腐散熱涂料。
[0018] 優(yōu)選的，還包括制備所述基體樹脂水性分散體的方法，其包括如下步驟：
[0019] 步驟一、將按所述比例配備的環(huán)氧樹脂與按所述比例配備的助溶劑混合，并在 120-130°C下保溫1-1. 5h，充分溶解后攪拌均勻，得到混合物A;
[0020] 步驟二、保持溫度不變，按所述比例配備引發(fā)劑，將占引發(fā)劑總量76-80%的引發(fā) 劑與按所述比例配備的單體混合物混合，攪拌均勻且加入的引發(fā)劑溶解完全，得到混合物 B，在3-4h內(nèi)將所述混合物B滴加于所述混合物A內(nèi)，并保溫1-1. 5h，得到混合物C;
[0021] 步驟三、繼續(xù)保持溫度不變，向所述混合物C內(nèi)加入占引發(fā)劑總量10-12%的引發(fā) 劑，間隔lh后再加入占引發(fā)劑總量10-12%的引發(fā)劑，保溫2-3h，得到混合物D;
[0022] 步驟四、降溫至室溫，向所述混合物D內(nèi)加入按所述比例配備的中和劑調(diào)節(jié)pH至 6. 8-7. 2,得到混合物E;
[0023] 步驟五、向所述混合物E內(nèi)加入按所述比例配備的水，攪拌1分鐘后得到基體樹脂 水性分散體。
[0024]與相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明的水性防腐散熱涂料采用具有 高熱導(dǎo)率及紅外輻射率的納米碳材料復(fù)配水性樹脂，極大提高了涂料散熱性能；同時合成 的水性樹脂，對納米碳材料具有很好的分散穩(wěn)定性，保證了散熱效率及涂料穩(wěn)定性；防腐性 能優(yōu)異，確保了散熱器在戶外環(huán)境下的長久的使用；另外，制備得到的涂料在處理過程及長 期的使用過程中，對環(huán)境均無污染。從而，散熱性能和防腐性能較高、耐候性較強、環(huán)保性能 較好。本發(fā)明的水性防腐散熱涂料的制備方法，步驟簡單，所制備得到的水性防腐散熱涂料 散熱性能和防腐性能較高、耐候性較強、環(huán)保性能較好。 【【附圖說明】】
[0025]圖1為本發(fā)明水性防腐散熱涂料的制備方法流程圖；
[0026]圖2為本發(fā)明水性防腐散熱涂料的基體樹脂水性分散體的制備方法流程圖。 【【具體實施方式】】
[0027] 為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中 給出了本發(fā)明的較佳的實施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文 所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透 徹全面。
[0028] 本申請一種水性防腐散熱涂料，按重量百分比計，由以下組分組成：基體樹脂水性 分散體35-40% ;固化劑3-5% ;偶聯(lián)劑0. 8-1. 2% ;金屬鹽0. 2-0. 5% ;無機溶膠3-5% ;納 米碳材料10-15% ;水余量，其中，所述基體樹脂水性分散體按重量百分比計，由以下組分組 成：單體混合物10-15% ;環(huán)氧樹脂10-15% ;引發(fā)劑0. 1-0. 5% ;中和劑1-1. 5% ;助溶劑 20-30%;水余量，其中，所述單體混合物按重量百分比計，由以下組分組成：芳香族乙烯基 類單體60-70%;丙烯酸類單體30-40%。
[0029] 本申請采用具有高熱導(dǎo)率及紅外輻射率的納米碳材料復(fù)配水性樹脂，極大提高了 涂料散熱性能；同時合成的水性樹脂，對納米碳材料具有很好的分散穩(wěn)定性，保證了散熱效 率及涂料穩(wěn)定性；防腐性能優(yōu)異，確保了散熱器在戶外環(huán)境下的長久的使用；另外，制備得 到的涂料在處理過程及長期的使用過程中，對環(huán)境均無污染。從而，散熱性能和防腐性能較 高、耐候性較強、環(huán)保性能較好。
[0030] 在本實施方式中，所述固化劑為三聚氰胺、間苯二甲胺、封閉性苯代異氰酸酯中的 一種或幾種的混合物。