[发明专利]一种纳米炭黑散热涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种散热涂料，尤其是涉及一种可涂布于散热装置外以增强散热效果的涂料。

背景技术

材料、金属现代科学技术的快速发展，使得仪器、设备、部件的设计、生产向着小型化、轻量化、紧凑化、高效化方向发展，超大规模集成电路的发展又使得电子器件的高功率密度特征越来越明显，由此而产生的大量热量将直接影响到电子器件的工作稳定性和完全可靠性。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。

热传导过程涉及到使用热沉或散热器件将电子器件、加热部件、热流体等物质的热负荷迅速转移，一方面是为了降低工作器件的自身温度．以保持较为稳定的工作状态；另一方面是将加热部件或流体的热量转移，以便高效利用热量，如散热器。在这些传热过程中，热传导或散热效率往往取决于热沉或散热器件的热导率。使用高导热材料作为热沉或散热器件可以大幅度降低器件的内部或表面温度，同时也可高效、经济地利用热量．从而具有重要的实际意义。散热涂料是一种辐射走物体热量并隔热防水的涂料，涂料直接涂刷在要散热降温的物体表面，辐射散热降温涂料能够以红外波长向大气空间自动辐射走被涂刷物体上的热量，降低物体表面和内部温度，散热降温明显。涂料散热不受周围介质影响，涂料散热可以在真空环境中使用，涂料在起到辐射降温的同时，也有很好的自洁性、绝缘性、防腐性、防水性、抗酸碱、施工方便的特点。

目前，在散热涂料中常用的散热填料主要有氮化铝、氮化硅、氧化铝、氧化铍、氧化镁、碳化硅及氧化锌等。虽然这些氧化物或氮化物的热导率较高，但普遍价格较贵。同时所制备的涂料含有各种有机溶剂，具有毒性大、环境污染严重等缺点。因此，在本领域寻求一种具有价格低廉、环境友好且制备方法快捷简单的散热涂料十分迫切。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米炭黑散热涂料及其制备方法，其具有散热效果好、原料价格低廉、环境友好且制备方法快捷简单等优点。

为实现上述目的，本发明综合利用了纳米炭黑的高热导率和有机硅树脂的优良黏接性能、高强度及优异耐高温性、电绝缘性能等优势。将纳米炭黑在各种助剂协同作用下分散在水性树脂中，制备了一种新的环境友好型散热涂料。

本发明实现其目的所采取的技术方案是：本发明纳米炭黑散热涂料包括如下组分：

水性树脂                               30～60质量份；

纳米炭黑                               3～15质量份；

纳米炭黑的分散剂                       0.5～2.5质量份；

水性流平剂                             0.5～1.5质量份；

水性消泡剂                             0.5～1.5质量份；

溶剂                                   30～40质量份；

所述溶剂是水和/或乙醇。

进一步地，本发明所述水性树脂为水性有机硅树脂、水性环氧树脂或水性聚氨酯树脂。

进一步地，本发明所述纳米炭黑的粒径小于20 nm。

本发明的纳米炭黑散热涂料的方法如下：

称取30～60质量份的水性树脂、30～40质量份的溶剂、3～15质量份的纳米炭黑粉末、0.5～1.5质量份的水性流平剂、0.5～2.5质量份的纳米炭黑的分散剂和0.5～1.5质量份的水性消泡剂，并充分混合得到混合溶液，所述溶剂是水和/或乙醇；后将所述混合溶液置于球磨机中进行球磨，其研磨速度为400～600 r/min、研磨时间为4～6小时。

与现有技术相比，本发明的优点是：

（1）本发明使用高热导率的纳米炭黑作为导热介质，具有散热效果好，价格低廉的特点。

（2）本发明使用水性树脂作为涂料的成膜材料，具有黏接性能好、强度高及耐高温性、电绝缘性能高等优点。

（3）本发明使用水性树脂，可使用水、乙醇等为溶剂，具有价格低、环境友好的特点。

（4）本发明散热涂料直接涂布于散热装置的表面可增加其散热面积，以提升散热效果，具有高效、方便、绿色环保特点。本发明纳米炭黑散热涂料可使用简单的普通喷涂方法，将被喷物表面清洗干净后，用喷枪将碳黑涂料均匀喷涂在物体表面即可。