[发明专利]一种基于碳纳米材料的水性无机高温散热涂料及其制备方法

说明书

一种基于碳纳米材料的水性无机高温散热涂料及其制备方法，涉及水性无机高温散热涂料的生产技术领域。本发明以纳米材料分散剂和偶联剂为主要分散介质，对碳纳米材料具有很好的润湿稳定和化学改性作用，对纳米材料的分散稳定起到很好的作用；在加强物理分散纳米材料方面通过纳米研磨和超声波，对纳米材料彻底分散具有更好的作用；经过研磨分散的纳米材料可以达到生产本体系的要求。

技术领域

本发明涉及水性无机高温散热涂料的生产技术领域。

背景技术

碳纳米材料是指碳纳米管、纳米碳球、纳米碳纤维、纳米碳材料等是一类良好导热材料，超细化、纳米化的碳纳米材料具有增大散热器的辐射深度，有效提高物体的发射率。

1.高温散热，市面上散热涂料多数为低温散热的溶剂型有机树脂涂料散热，最高温度耐受约150℃以下，随着散热技术的不断发展，对于物体散热要求在不断提高，高温散热涂料作为新一代散热涂料正在受到越来越多的重视。

对于VOC的控制，散热器散热多以表明阳极氧化处理和溶剂型散热涂覆为主要产品，这些产品的在涂覆过程中会产生较大量的酸水排放和VOC排放。

发明内容

基于以上现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种配方简易，能有效达到低VOC、耐高温的 基于碳纳米材料的水性无机高温散热涂料。

本发明由以下各重量百分比组成：无机硅酸盐粘结剂10～30%、硅溶胶10～20%、纳米材料专用分散剂0.5～1%、偶联剂0.5～2%、碳纳米材料0.5～5%、高温散热填料10～30%、氧化物纳米填料5～10%、触变剂0.1～1%、其他助剂0.1～5%和去离子水；所述纳米材料专用分散剂为专用于纳米材料的阳离子型高分子聚合物分散剂；所述碳纳米材料为碳纳米管、纳米碳球或纳米碳纤维中的一种。

本发明以水性无机粘结剂为主要成膜物，以去离子水为分散介质，选用具有高导热性、高机械强度，高比表面积及高化学稳定性的纳米级碳材料，选用具有耐高温特性，防腐性能优异的无机硅酸盐粘结剂及硅溶胶粘结剂，选用高导热性能的高温散热填料和氧化物纳米填料为主体配方组分。通过高导热及高发射率性能的碳纳米材料的使用，达到加强导热散热的目的；通过无机硅酸盐粘结剂的达到涂层耐高温的特性；通过多种耐高温散热填料的组合达到漆膜高导热，高辐射散热的特性。同时通过无机硅酸盐粘结剂，硅溶胶，高温散热填料，氧化物纳米填料复配组合，涂料同时具有高防腐，高耐侯性等特性。本发明为无机高温散热涂料，VOC含量较低，耐高温可达600℃以上，适用于散热要求严苛的散热物体上。

进一步地，本发明无机硅酸盐粘结剂为耐高温纳米改性无机硅酸钠粘结剂、耐高温纳米改性无机硅酸钾粘结剂或耐高温纳米改性无机硅酸锂粘结剂和耐高温纳米改性无机硅酸锌粘结剂中的至少任意一种。

优选耐高温纳米改性无机硅酸锂。

选用无机硅酸盐作为本体系的主要成膜物质，主要考虑无机硅酸盐耐高温特性能和优秀的防腐蚀性能，本发明优选无机硅酸锂粘结剂作为本体系成膜物质，无机硅酸锂可与碱性水溶液互溶，具有自干特性，能反应生产不溶于水的干膜，能与表面亲水基团羟基、羧基、氨基等的物质起反应形成耐高温薄膜，并能长效防腐蚀。

所述基于碳纳米材料的水性无机高温散热涂料，其特征在于所述硅溶胶为胶体二氧化硅溶液。

硅溶胶是一种微带蓝色乳光的胶体溶液，具有较大的比表面积，较强的吸附能力，带负电的羟基，具有典型的硅氧烷键化学结构，具有优异的热氧化稳定性，是高温远红外辐射涂料的理想粘结剂，其受热温度高达1200℃以上。

所述基于碳纳米材料的水性无机高温散热涂料，其特征在于所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、聚硅氧烷偶联剂、络酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的至少任意一种。