[发明专利]石墨烯导热防腐涂料及其制备方法

说明书

本发明提供一种石墨烯导热防腐涂料及其制备方法，以石墨烯导热防腐涂料的总重量为基准，包括20％～40％的树脂、30％～60％的导热填料、1％～20％的石墨烯、1％～10％的分散剂和20％～40％的分散介质。本发明通过优化石墨烯和导热填料配比，并采用特定的分散工艺和分散剂获得兼具优异导热性和防腐性能的涂料，可减少能量的损耗，提升导热效率。该石墨烯导热防腐涂料的制备方法工艺简单，成本低，有利于产业化推广。

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种石墨烯导热防腐涂料及其制备方法。

背景技术

燃气热水器是是以燃气为燃料，通过燃烧加热将热量传递至热交换器中的冷水中，以达到热水的目的。常见的热交换器多为纯铜制备而成。实际使用过程中，热交换器内壁的纯铜经常由于水质不好和长时间的接近100℃的温度环境等发生腐蚀现象，导致热交换器漏水，严重影响热交换器的使用寿命。导热防腐涂料是解决该问题的最好途径之一，既可增强热交换器的防腐性能，还可以提升热交换器的导热效率，从而极大提高热交换器的使用寿命。

石墨烯具有优异的热传导性能，无缺陷的单层石墨烯的导热系数可达5300W/mK，是目前为止导热系数最高的碳材料。自2004年以来，石墨烯作为一种新型的二维纳米材料，一直吸引着广泛关注。石墨烯具备的优异热学性能，可在涂层中发挥关键作用，显著提升涂层的整体热传导效应，提高涂层的导热效率。同时，石墨烯良好的综合性能还可以增强涂层的屏蔽效果，进而增加涂层的防腐作用。

石墨烯在石墨烯导热防腐涂料中保持均匀分散和稳定保存至关重要。因此，需要采用合适的分散剂和分散工艺，使涂料中石墨烯和导热填料以及其他组分达到优化搭配，实现涂层高的导热效率和高的防腐性能，从而大幅提升热交换器使用寿命。

需注意的是，前述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种石墨烯导热防腐涂料及其制备方法，以实现涂层高的导热效率和高的防腐性能，从而大幅提升热交换器使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种石墨烯导热防腐涂料，以石墨烯导热防腐涂料的总重量为基准，包括：20％～40％的树脂、30％～60％的导热填料、1％～20％的石墨烯、1％～10％的分散剂和20％～40％的分散介质。

根据本发明的一个实施方式，树脂选自丙烯酸树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂、氨基树脂、环氧树脂和酚醛树脂中的一种或多种；导热填料选自导电石墨、碳化硅、氮化硼和三聚磷酸铝中的一种或多种。

根据本发明的一个实施方式，石墨烯的直径为5μm～40μm。

根据本发明的一个实施方式，分散剂选自羟甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸聚合物和高分子共聚物中的一种或多种。

根据本发明的一个实施方式，分散介质选自丙二醇、异丙醇、正丁醇和乙醇中的一种或多种。

本发明还提供上述石墨烯导热防腐涂料的制备方法，包括：将石墨烯和分散剂置于分散介质中进行一次混合，得到石墨烯分散液；将树脂和导热填料进行二次混合，得到混合物料；及向混合物料中加入石墨烯分散液进行三次混合，得到石墨烯导热防腐涂料。

根据本发明的一个实施方式，一次混合包括：将分散剂置于分散介质中进行一次搅拌；向一次搅拌后的溶液中加入石墨烯依次进行二次搅拌和研磨，得到石墨烯分散液；其中二次搅拌的速度大于一次搅拌的速度，研磨选自砂磨、球磨和三辊研磨中的一种或多种。