[发明专利]一种用于电网配电机柜表面的高效辐射冷却涂层及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于电网配电机柜表面的高效辐射冷却涂层及其制备方法，所述辐射冷却涂层由下述重量份数的原料组成：有机树脂100份；固化剂5～10份；六方氮化硼（h‑BN）纳米片10～20份；抗沉剂1～2份；填料粉体30~50份，溶剂10～20份，制备所得辐射冷却涂层在太阳光波段反射率和红外窗口波段发射率均大于0.8，涂层热导率大于1W·mK,耐电击穿强度5kv/mm,在电网配电机柜表面涂层实现换热效率提升15～30%，通过h‑BN纳米片的加入使得本涂层具有优异的热导率≥1WmK和电绝缘性,耐电击穿强度5kv/mm,高热导率可以降低整体热阻，增加辐射换热热流密度，而高电击穿强度可以满足电网配电柜对电绝缘性的要求。

技术领域

本发明涉及电网配电机柜表面的高效辐射冷却涂层及其制备方法领域，具体而言，涉及一种用于电网配电机柜表面的高效辐射冷却涂层及其制备方法。

背景技术

电网配电机柜广泛运用于轨道交通、智能电网。伴随着我国经济快速发展，不但急速提升了对电力的需求，也大大挤压了电力输送及配套装置的安置空间。目前的国内主要配电设备为箱式变电站、智能控制柜、中小型综合配电箱等，要求体积小、功能强、安全优，然而随着配电机柜内部电子模块功率密度不断增大，由于机柜高温过热而引发的用电安全问题严峻，此外机柜过热还会引发的配电附属器件中绝缘材料、复合材料的老化等系列问题。

现有的冷却涂层一般采用纯石墨烯粉体为辐射冷却填料，由于石墨烯是在全波段具有接近理论黑体ε=1红外发射率的材料，例如专利CN108003725A采用石墨烯浆料作为辐射冷却填料，与环氧、丙烯酸树脂复合制备辐射冷却涂料，但这种单纯采用纯石墨烯作为填料的散热涂料不具有光谱选择性，无法反射太阳光，此外，石墨烯导电性还会面临电绝缘性问题，专利CN101092533A采用钛白粉、滑石粉为填料，虽然考虑了光谱选择性，但其涂层的热导率过低，无法有效的强化热传导作用，考虑到克服目前现有辐射冷却涂料在配方设计时只是片面考虑涂层光谱选择性而忽略电绝缘性和热导率等技术现状，需要设计、构筑兼具光谱选择性、热导率和电绝缘性的多功能涂层，从而最终满足电网配电机柜热管理的需求。

发明内容

本发明的目的在于：针对目前存在的背景技术提出的问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：一种用于电网配电机柜表面的高效辐射冷却涂层及其制备方法，以改善上述问题，本申请具体是这样的：包括涂层，其成分在于，所述涂层由以下成分组成：有机树脂、固化剂、h-BN纳米片、填料粉体、抗沉剂、溶剂。

作为本申请优选的技术方案，有机树脂100份，固化剂5～10份，h-BN纳米片10～20份，填料粉体30~50份，抗沉剂1～2份，溶剂10～40份。

作为本申请优选的技术方案，所述有机树脂选自环氧树脂、有机硅树脂、丙烯酸树脂中的一种，所述固化剂选自聚酰胺、酚醛胺、聚醚胺、异氰酸酯中的一种，所述抗沉剂选自有机膨润土、酰胺蜡、氢化蓖麻油中的一种以上组份，所述溶剂选自二甲苯、正丁醇、丙酮、环己酮中的一种以上组份。

作为本申请优选的技术方案，所述h-BN纳米片与所述填料粉体混合组成散热涂层。

作为本申请优选的技术方案，所述h-BN纳米片的厚度在5-10 nm, 长径比在20-50，所述填料粉体粒径在1-10μm,所述填料粉体由二氧化钛、硫酸钡、二氧化硅粉体混合组成。

作为本申请优选的技术方案，所述h-BN纳米片由h-BN微粉在真空或惰性气体保护状态下以200～800 rpm的速度进行机械球磨6～60 h得到。

作为本申请优选的技术方案，所述h-BN微粉为片状，尺寸为5μm～20μm，份数为10～20份。

作为本申请优选的技术方案，所述惰性气体包括氮气、氩气。