[发明专利]一种碳纳米管耐污散热涂料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种碳纳米管耐污散热涂料及其制备方法和应用。

背景技术

各种半导体设备、电动机的驱动装置、LED照明、各种通信、整流器、医疗及工业设备等在使用中会产生热，热量使得设备里的电子元器件在较高的温度环境下工作，严重影响设备的使用寿命与工作效能，故需要将产生的热量及时散开。

碳纳米管导热性能优良，普通碳纳米管的导热系数可达3500W/m·K，各种金属中导热系数相对较高的有银(429W/m·K)、铜(380W/m·K)、金(317W/m·K)、铝(200W/m·K)，优异的导热性能使得碳纳米管成为工业应用中重要的散热材料。

“自清洁”概念自20世纪90年代提出以来,对其的研究和商品化进程发展迅速。目前，自清洁涂料已大规模应用于日常生活与工业领域，而市面上常见的自清洁涂料大多不能散热，故开发一款既能散热又有自清洁功能的涂料非常必要。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种碳纳米管耐污散热涂料，具有自清洁耐污能力和良好的散热性能的同时不影响涂料的其他性能。

本发明的另一目的在于提供一种碳纳米管耐污散热涂料的制备方法，通过控制组分的添加量和添加的顺序获得一种具有自清洁耐污能力和良好的散热性能的涂料。

本发明的有一目的在于提供一种碳纳米管耐污散热涂料的应用。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案如下：

一种碳纳米管耐污散热涂料，其是由以重量份计的以下组分制备而成：

碳纳米管1.0-2份，

成膜剂50-60份，

溶剂60-70份，

疏水二氧化硅0.5-1.0份，

有机醇盐10-15份。

进一步的，所述碳纳米管耐污散热涂料是由以重量份计的以下组分制备而成：

碳纳米管1.0-1.5份，

成膜剂50-55份，

溶剂60-65份，

疏水二氧化硅0.8-1.0份，

有机醇盐10-12份。

具体的，本发明上述方中所述的成膜剂为氟碳树脂、有机硅树脂、氟硅树脂的一种或两种以上。

具体的，本发明上述方中所述的溶剂为醋酸丁酯、醋酸乙酯、二甲苯、正丁醇的一种或两种以上。

具体的，本发明上述方中所述的有机醇盐为钛酸正丁酯、钛酸异丙酯、正硅酸乙酯的一种或两种以上。

一种碳纳米管耐污散热涂料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

1)按照配方量将碳纳米管分散或在溶剂中，搅拌后以砂磨或球磨的混合方式形成碳纳米管稀释溶液；

2)在上述碳纳米管稀释液中加入疏水二氧化硅，继续以砂磨或球磨方式混合均匀形成混合液；

3)在上述混合液中加入有机醇盐并分散均匀；

4)最后加入成膜剂，搅拌均匀即可。

进一步的，上述方法中，步骤1)和步骤2)砂磨或球磨混合的转速为300-500转/分钟，混合时间不少于5小时。

利用本发明所述的碳纳米管耐污散热涂料涂覆器件的方法，该方法包括以下步骤：

A)表面处理：除去需涂覆的目标器件的表面油污；

B)涂覆涂料：将本发明所述的碳纳米管耐污散热涂料涂覆与经步骤A)处理后的目标器件的表面；

C)加热固化：对步骤B)涂覆好的目标器件加热固化，冷却后即成。

进一步的，上述方法中，步骤A)表面处理是采用质量浓度为1-5％的NaOH溶液浸泡目标器件2-5分钟，然后用水清洗2-3次。

进一步的，上述方法中，步骤B)碳纳米管耐污散热涂料涂覆的方式为浸涂、喷涂、刮涂、刷涂、辊涂、淋涂、旋涂的一种或两种以上交替进行。

进一步的，上述方法中，步骤C)加热固化的温度为160℃-200℃，并在该温度下保温20-30分钟。

相对于现有技术，本发明的有益效果在于：

1.本发明所述的碳纳米管耐污散热涂料添加了纳米碳管等具有较高的热传导率和发射性的材料，导热系数大大增加，能使涂层表面呈现宏观光洁微观粗糙的形貌的纳米材料组元，可以大大增加散热装置与外界的接触面积，减少热屏蔽，显著提升散热效果；

2.本发明所述的碳纳米管耐污散热涂料采用碳纳米管作为原料，并根据碳纳米管的特性选择溶剂，能有效防止碳纳米管凝结，提高其分散性能，使得到的涂料具有良好的分散性能；

3.在本发明中，由于碳纳米管与疏水二氧化硅结合，能够提高涂料的耐污能力和散热性能；