[发明专利]一种亲疏水混合蜂窝状导热涂料

说明书

本发明属于化工涂料领域，具体涉及一种亲疏水混合蜂窝状导热涂料。具体包括一种导热涂料，由二氧化硅溶胶、氧化石墨烯分散液和聚苯乙烯乳液，二氧化硅溶胶与氧化石墨烯分散液等体积。利用该导热涂料制备导热涂层的方法为：将待散热的载体浸入所述涂料中，2min后缓慢取出，取出速度为8～12cm/min，在室温下干燥；重复上述操作3次，干燥后在300℃下进行热处理，即得导热涂层。本发明制备的导热涂层中，氧化石墨烯和二氧化硅均匀分布形成蜂窝状结构，比于平滑的表面具有更大的比表面积，更利于导热通路的形成和热量的传递。且该涂层是超亲水‑超疏水混合表面，相对于普通单一疏水表面或者亲水表面，具有更好的池沸腾传热性能。

技术领域

本发明属于化工涂料领域，具体涉及一种亲疏水混合蜂窝状导热涂料。

背景技术

现在，电子产品或机械设备因其功率等问题，往往会产生过多热量，为了避免设备在运行过程中产生的废热堆积从而损伤设备，一般会采用具有较高热传导率的材料将废热导出。

散热单元与外界的接触面积大小是影响其散热性能的重要因素，因此，在不改变设备原油结构的情况下，一般会追求散热单元的面积越大越好。但一般高热传导率的材料表面都是平滑疏水状态，与外界接触面积小；同时，现在的电子产品、机械设备都逐渐往轻薄短小化设计，传统过大的传热材料已不再适用。

因此，开发一种非平滑态、散热性能优异的导热涂料，符合当今发展的趋势。

发明内容

本发明的目的是提供一种亲疏水混合蜂窝状导热涂料。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种涂料，按溶液体积份数，由13～30％的二氧化硅溶胶、13～30％的氧化石墨烯分散液、40～75％的聚苯乙烯乳液组成，且所述二氧化硅溶胶与氧化石墨烯分散液等体积；

所述二氧化硅溶胶的制备方法为：将正硅酸己酯加入无水乙醇中，搅拌均匀，加入浓氨水，45℃下搅拌12h，再加入乙烯基三乙氧基硅烷，即得二氧化硅溶胶；其中，按体积份数，正硅酸己酯：无水乙醇：浓氨水：A-151＝10：50～120：2～5:1；

所述氧化石墨烯分散液的制备方法为：按重量，将1份氧化石墨烯加入20～30份去离子水中，功率60W超声处理3h，即得氧化石墨烯分散液；

所述聚苯乙烯乳液的制备方法为：将苯乙烯单体加入去离子水中，再加入失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚，充分搅拌形成乳液，所得乳液在70℃下通入氮气，再加入浓度为3％的过硫酸铵水溶液，聚合反应7h，得到聚苯乙烯乳液；其中，按重量份数，苯乙烯单体：去离子水：Tween 80：过硫酸铵水溶液＝1:3～7：0.05～0.10：0.1～0.3。

优选的，按溶液体积份数，由22％的二氧化硅溶胶、56％的氧化石墨烯分散液、22％的聚苯乙烯乳液组成。

相应的，所述涂料在制备导热涂层中的应用。

相应的，利用所述涂料制备导热涂层的方法：将待散热的载体浸入所述涂料中，8～10min后取出，取出时间≤10s，在室温下干燥；重复上述操作3次，干燥后在300℃下进行热处理，即得导热涂层。

优选的，取出时间为10min。

本发明具有以下有益效果：

1、石墨烯的导热系数高，比表面积大，能显著提升涂料的导热性能，被广泛的应用于各种涂料中，但石墨烯极易团聚，破坏了材料分散的均匀性，导致涂料的综合导热性能降低。本发明将二氧化硅溶胶和氧化石墨烯分散液一起加入聚苯乙烯乳液，一部分的二氧化硅和氧化石墨烯通过静电作用力吸附到聚苯乙烯乳胶粒表面；另一部分则分散在乳液的水相中；并最终通过浸渍提拉法，形成氧化石墨烯和二氧化硅都分布均匀的表面结构，极利于导热通路的形成。