本发明属于涂料领域，具体涉及一种散热聚乙烯粉末涂料的制备方法。
背景技术：
随着电子行业的高速发展，电子元件正向着小型化、微型化以及追求高频率和高运算速率的方向发展。电子元件的组装密度越来越高，导致其工作温度明显升高，这将直接影响到各种高精密仪器和设备的使用寿命和可靠性。相关统计数据显示，当电子元件工作温度每升高2℃，其可靠性就会下降10％，50℃时的寿命只有25℃时的1/6。因此电子元件的散热问题已经成为电子行业发展的一个瓶颈。传统散热方式包括在发热电子元件背面叠装散热片和加装电子风扇，但两种方式都会很大程度上增加电子产品的体积，从而无法满足目前电子器件微型化、小型化和精密化的要求。
近年来，国内外学者提出采用涂层技术来解决电子元件的散热问题不失为一种简单易行的方法，从而成为散热研究的热点，散热涂料有很多种，其中大多散热涂料为传统的溶剂型涂料，在制造过程或施工应用中均有有毒有害废气、废水的排放，对环境造成污染，成本较高，耐高温和绝缘性能较差，因此研究高性能的粉末散热涂料就显得特别重要；
目前为了提高粉末涂料的散热性能，往往在其中添加各种散热助剂，包括碳纳米管、氮化铝、氮化硅、氧化铝、氧化铍、氧化镁、碳化硅等，这些传统的散热助剂导热的原理大致为：其自身的高导热性或在聚合物基体内部形成联通的通道以提高散热效果，但是这些散热助剂成本较高，且都为无机填料，与聚合物基体的相容性差，容易降低涂膜的稳定性强度，降低对基材的保护效果。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术中散热助剂成本较高、与聚合物基体的相容性差，容易降低涂膜的稳定性强度的问题，提供一种散热聚乙烯粉末涂料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种散热聚乙烯粉末涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取7-9重量份的硅藻土，在700-780℃下煅烧1-2小时，与0.3-1重量份的十二烷基苯磺酸钠混合，加入到混合料重量1.8-2倍的去离子水中，加入2-3重量份的螯合微孔成型剂，搅拌均匀，送入到马弗炉中，在110-120℃下加热至水干，出料冷却，得微孔硅藻土；
(2)取上述微孔硅藻土，加入到其重量2-3倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入5-6重量份的三羟甲基丙烷，超声10-20分钟，蒸馏除去乙醇，得烷基化硅藻土；
(3)取14-20重量份的碳纳米管，在浓度为94-96％的硫酸溶液中浸泡1-2小时，出料，水洗，与3-4重量份的油酸混合，升高温度为60-70℃，与30-36重量份的聚乙烯吡咯烷酮混合，保温搅拌30-40分钟，得油酸化碳纳米管溶液；
(4)将上述烷基化硅藻土加入到油酸化碳纳米管溶液中，加入0.1-0.3重量份的催化剂，搅拌均匀，送入到反应釜中，在160-167℃下保温搅拌7-10小时，出料，加入1-2重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌至常温，得复合填料分散液；
(5)取复合填料分散液，加入到其重量5-6倍的去离子水中，搅拌20-30分钟，过滤，将产物水洗，真空100-105℃下干燥1-2小时，出料冷却，得烷基酯化复合填料；
(6)取蓖麻油酸，加入到其重量6-8倍的四氢呋喃中，搅拌均匀；
(7)取上述烷基酯化复合填料，送入到反应釜中，滴加浓度为20-25％的甲醛溶液，搅拌均匀，加入六氢吡啶，升高温度为70-75℃，保温搅拌40-50分钟，与上述蓖麻油酸的四氢呋喃溶液混合，降低温度为40-45℃，保温搅拌1-2小时，蒸馏除去四氢呋喃，送入烘箱中，在50-60℃下干燥1-2小时，出料，得低聚物复合填料；
(8)取上述低聚物复合填料，加入到其重量2-4倍的二甲基甲酰胺中，升高温度为60-65℃，加入4-6重量份的丙烯醇、130-140重量份的高密度聚乙烯，超声10-15分钟，过滤，将滤饼用二甲基甲酰胺洗，常温干燥，得低聚物聚乙烯复合材料；
(9)取上述低聚物聚乙烯复合材料，与稳定剂混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，用粉碎机粉碎为平均粒径为35-40微米的粉末颗粒，即得所述散热聚乙烯粉末涂料。
所述的催化剂为甲醇钠。
所述的稳定剂为二月桂酸二丁基锡、三盐基硫酸铅中的一种或两种的混合物，当为两种的混合物时，二月桂酸二丁基锡、三盐基硫酸铅的重量比为10：2-3。
所述的螯合微孔成型剂的制备方法为：
将10-14重量份的蚕丝蛋白、3-5重量份的碳酸氢钾混合，加入到混合料重量34-47倍的去离子水中，搅拌均匀，加入2-3重量份的硫酸亚铁，送入到70-80℃的恒温水浴中，保温搅拌3-5小时，出料，送入烘箱中，干燥完全，即得。
本发明的优点：
本发明首先取蚕丝蛋白，与硫酸亚铁混合，在碱性条件下可以发生螯合，得到微孔成型剂，该微孔成型剂作用于硅藻土水分散液中，其具有较好的韧性、强度、黏性，与模板剂十二烷基苯磺酸钠配合，起到了稳定微孔结构的效果，同时也进一步提高了硅藻土的强度和力学性能，该改性的硅藻土能够在粉末涂料内部形成均匀稳定的导热通道，提高了成品涂料的散热性能；
本发明首先将微孔硅藻土通过三羟甲基丙烷处理，与油酸化的碳纳米管混合，通过甲醇钠催化处理，得到酯化复合填料，该复合填料将微孔成型剂处理的硅藻土与碳纳米管有效的结合，改性硅藻土的微孔结构与碳纳米管的中空结构混合形成了更丰富的导热通道，提高了成品涂料的散热性能；
本发明将烷基酯化复合填料通过甲醛处理，在六氢吡啶的作用下得到低聚物聚乙烯复合材料，该低聚物聚乙烯复合材料将碳纳米管、硅藻土与聚乙烯有效的相容，有效的降低了团聚，提高了成品粉末涂料的贮存稳定性强度，同时，本发明的烷基酯化复合填料中采用三羟甲基丙烷、油酸等混合酯化，具有很好的润滑性能，能够有效的改性涂膜的摩擦性能，提高成品粉末涂料的综合品质。
具体实施方式
实施例1
一种散热聚乙烯粉末涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取9重量份的硅藻土，在780℃下煅烧2小时，与1重量份的十二烷基苯磺酸钠混合，加入到混合料重量2倍的去离子水中，加入3重量份的螯合微孔成型剂，搅拌均匀，送入到马弗炉中，在120℃下加热至水干，出料冷却，得微孔硅藻土；
(2)取上述微孔硅藻土，加入到其重量3倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入6重量份的三羟甲基丙烷，超声20分钟，蒸馏除去乙醇，得烷基化硅藻土；
(3)取20重量份的碳纳米管，在浓度为94-96％的硫酸溶液中浸泡2小时，出料，水洗，与4重量份的油酸混合，升高温度为70℃，与36重量份的聚乙烯吡咯烷酮混合，保温搅拌30-40分钟，得油酸化碳纳米管溶液；
(4)将上述烷基化硅藻土加入到油酸化碳纳米管溶液中，加入0.3重量份的催化剂，搅拌均匀，送入到反应釜中，在167℃下保温搅拌10小时，出料，加入2重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌至常温，得复合填料分散液；
(5)取复合填料分散液，加入到其重量6倍的去离子水中，搅拌30分钟，过滤，将产物水洗，真空105℃下干燥2小时，出料冷却，得烷基酯化复合填料；
(6)取蓖麻油酸，加入到其重量8倍的四氢呋喃中，搅拌均匀；
(7)取上述烷基酯化复合填料，送入到反应釜中，滴加浓度为25％的甲醛溶液，搅拌均匀，加入六氢吡啶，升高温度为75℃，保温搅拌50分钟，与上述蓖麻油酸的四氢呋喃溶液混合，降低温度为45℃，保温搅拌2小时，蒸馏除去四氢呋喃，送入烘箱中，在60℃下干燥2小时，出料，得低聚物复合填料；
(8)取上述低聚物复合填料，加入到其重量4倍的二甲基甲酰胺中，升高温度为65℃，加入6重量份的丙烯醇、140重量份的高密度聚乙烯，超声15分钟，过滤，将滤饼用二甲基甲酰胺洗，常温干燥，得低聚物聚乙烯复合材料；
(9)取上述低聚物聚乙烯复合材料，与稳定剂混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，用粉碎机粉碎为平均粒径为35-40微米的粉末颗粒，即得所述散热聚乙烯粉末涂料。
所述的催化剂为甲醇钠。
所述的稳定剂为三盐基硫酸铅。
所述的螯合微孔成型剂的制备方法为：
将14重量份的蚕丝蛋白、5重量份的碳酸氢钾混合，加入到混合料重量47倍的去离子水中，搅拌均匀，加入3重量份的硫酸亚铁，送入到80℃的恒温水浴中，保温搅拌5小时，出料，送入烘箱中，干燥完全，即得。
实施例2
一种散热聚乙烯粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取7重量份的硅藻土，在700℃下煅烧1小时，与0.3重量份的十二烷基苯磺酸钠混合，加入到混合料重量1.8倍的去离子水中，加入2重量份的螯合微孔成型剂，搅拌均匀，送入到马弗炉中，在110℃下加热至水干，出料冷却，得微孔硅藻土；
(2)取上述微孔硅藻土，加入到其重量2倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入5重量份的三羟甲基丙烷，超声10分钟，蒸馏除去乙醇，得烷基化硅藻土；
(3)取14重量份的碳纳米管，在浓度为94-96％的硫酸溶液中浸泡1小时，出料，水洗，与3重量份的油酸混合，升高温度为60℃，与30重量份的聚乙烯吡咯烷酮混合，保温搅拌30-40分钟，得油酸化碳纳米管溶液；
(4)将上述烷基化硅藻土加入到油酸化碳纳米管溶液中，加入0.1重量份的催化剂，搅拌均匀，送入到反应釜中，在167℃下保温搅拌7小时，出料，加入1重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌至常温，得复合填料分散液；
(5)取复合填料分散液，加入到其重量5倍的去离子水中，搅拌20-30分钟，过滤，将产物水洗，真空100℃下干燥1小时，出料冷却，得烷基酯化复合填料；
(6)取蓖麻油酸，加入到其重量6-8倍的四氢呋喃中，搅拌均匀；
(7)取上述烷基酯化复合填料，送入到反应釜中，滴加浓度为20％的甲醛溶液，搅拌均匀，加入六氢吡啶，升高温度为70℃，保温搅拌40分钟，与上述蓖麻油酸的四氢呋喃溶液混合，降低温度为45℃，保温搅拌1小时，蒸馏除去四氢呋喃，送入烘箱中，在50℃下干燥1小时，出料，得低聚物复合填料；
(8)取上述低聚物复合填料，加入到其重量2倍的二甲基甲酰胺中，升高温度为65℃，加入4重量份的丙烯醇、130重量份的高密度聚乙烯，超声10分钟，过滤，将滤饼用二甲基甲酰胺洗，常温干燥，得低聚物聚乙烯复合材料；
(9)取上述低聚物聚乙烯复合材料，与稳定剂混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，用粉碎机粉碎为平均粒径为35-40微米的粉末颗粒，即得所述散热聚乙烯粉末涂料。
所述的催化剂为甲醇钠。
所述的稳定剂为二月桂酸二丁基锡。
所述的螯合微孔成型剂的制备方法为：
将10重量份的蚕丝蛋白、3重量份的碳酸氢钾混合，加入到混合料重量34倍的去离子水中，搅拌均匀，加入2重量份的硫酸亚铁，送入到70℃的恒温水浴中，保温搅拌3小时，出料，送入烘箱中，干燥完全，即得。
贮存稳定性测试：
取本发明的粉末涂料与市售含有碳纳米管的聚乙烯粉末涂料各100g，放入2个试管，垂直轻击试管底部并用重物从试管口给试样压力，以确保试管中的试样填实，水平放置，轻轻敲击装有粉末涂料的尾端，观察粉末涂料是否能够自由流动，把粉末涂料倾斜倒至一干净表面，观察是否结块；
可以看出，本发明的粉末涂料无团聚或者结块，而市售含有碳纳米管的聚乙烯粉末涂料有轻微的结块，且有的结块需要用手压才能粉碎；
抗冲击性能测试按照gb/t1732-93(漆膜耐冲击性测定法)进行测试：
纯高密度聚乙烯粉末涂料的抗冲击强度为22kg.cm、市售含有碳纳米管的聚乙烯粉末涂料的抗冲击强度为26kg.cm、本发明的粉末涂料的抗冲击强度为30kg.cm；
导热率测试：
将本发明的粉末涂料、市售含有碳纳米管的聚乙烯粉末涂料、纯高密度聚乙烯粉末涂料分别用压片机压成薄片，薄片的直径为3cm，用标样校准仪器，校准后将薄片放入导热系数测定仪中进行测试；
纯高密度聚乙烯粉末涂料的热导率为0.2w/m.k、市售含有碳纳米管的聚乙烯粉末涂料的热导率为0.46w/m.k、本发明的粉末涂料的热导率为0.52w/m.k。
可以看出，本发明的粉末涂料不易结块，不会形成团聚，成品涂料的贮存稳定性高，抗冲击性能高，导热率高。