一种石墨烯改性的导热涂料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化工技术领域，涉及一种导热涂料，尤其涉及一种提高涂料的导热性， 涂料与底材的附着力、自身耐摩擦性的石墨烯改性的导热涂料。
【背景技术】
[0002] 涂料是指涂布于物体表面在一定的条件下能形成薄膜而起到保护、装饰或其他特 殊功能(绝缘、防锈、防霉、耐热等）的一类液体或固体材料。
[0003] 近年来，现代工业的飞速发展使一些特殊的工业领域如航空航天、电子电气等领 域对涂料提出了更高的性能要求，主要表现在更高的导热性能、更突出的韧性等，但是由于 传统涂料的导热性较差，韧性不佳，对底材的附着力较差，耐摩擦性较差，限制了涂料在这 些领域的应用。
[0004] 2004年英国曼彻斯顿大学的Geim和Novoselov通过胶带剥离高定向石墨获得了 独立存在的二维石墨稀（Gra-phene，GN)晶体以来，石墨稀已经成为材料科学领域极受关注 的研究热点之一。石墨烯，实际上就是单原子层的石墨，它拥有独特的二维结构和优异的力 学、热力学、光学和电学性能。
[0005] 石墨烯是目前世界上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，至吸 收2. 3%的光，导热系数高达5300W/m?k，高于碳纳米管和金刚石。石墨稀是一种由碳原子 构成的单层片状结构的新材料，具有强度高，比表面积大，高化学反应活性，高填充性的特 点。
[0006] 中国专利公布号CN102816525A，公布日2012年12月12日，名称为导热涂料，该 申请案公开了一种导热涂料，主要是由导热粉体与合成树脂所构成，其中，导热粉体的重量 百分比约为导热涂料的4-25%，其内部包含二氧化硅、二氧化钛、硅酸锆、氮化硼，另可添加 三氧化二铝及碳化硅等辅助材，而合成树脂的重量百分比配合导热粉体的重量百分比形成 100%，其由一树脂及至少一溶剂充分混合所构成，此树脂依据需求选自环氧树脂、聚酯、丙 烯酸树脂及有机硅树脂的其中一种。其不足之处在于，虽然该配方得到的导热涂料解决部 分了传统涂料导热性差的缺陷，但是其韧性不佳，对底材的附着力较差，耐摩擦性较差。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于为了解决现有涂料的导热性较差，韧性不佳，对底材的附着力 较差，耐摩擦性较差的缺陷而提供一种提高涂料的导热性，涂料与底材的附着力、自身耐摩 擦性的石墨烯改性的导热涂料。
[0008] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 一种石墨烯改性的导热涂料，包括基础树脂与填料，导热涂料中加入了石墨烯、助剂与 聚二甲基硅氧烷，各组分在涂料中所占的重量百分比分别为：基础树脂27. 5-36. 5%、填料 20-30%、石墨烯20-35%、助剂3-5%、溶剂5-15%与聚二甲基硅氧烷0. 5-2. 5%。在本技术方案 中，石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，具有强度高，比表面积大，高化 学反应活性，高填充性的特点；在涂料中加入石墨烯使得涂层对底材接触更加紧密，石墨烯 润滑效果好，因此可提高涂层的耐摩擦性；石墨烯具有铜十倍的热导率，可提高涂料的导热 性。
[0009] 作为优选，基础树脂为醇酸树脂、丙烯酸树脂、氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯中的一 种，填料为氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化铝、氮化硼、氮化硅、碳化硅、氧化钛、粘土、蒙脱土、 埃洛石或云母粉中的一种或多种，溶剂为丁内酯或环氧氯丙烷。在本技术方案中，丁内酯与 环氧氯丙烷有利于石墨烯在体系中的分散与均匀性。
[0010] 作为优选，所述助剂为改性有机硅、改性聚硅酮与改性聚氨酯。在本技术方案中， 改性有机硅的加入改善涂料的流平性，使得涂膜平整光滑；改性聚硅酮减少在分散过程中 产生气泡，提高涂层对底材的附着力与耐蚀性；改性聚氨酯的加入使得涂料耐酸性好，化学 稳定性高，分散性好。
[0011] 作为优选，改性有机硅、改性聚硅酮与改性聚氨酯的质量比为1 :〇. 5-0. 8:2-5。
[0012] 作为优选，所述石墨烯为单层片状结构，或所述石墨烯为层数在2-50层，层内为 碳原子Sp2杂化轨道组成六角形蜂巢状晶格、层间为碳原子以31键结合。
[0013] 作为优选，所述石墨烯以粉末或浆料的形式添加。
[0014] 作为优选，所述石墨烯中，碳元素与非碳元素质量比大于4:1，非碳元素选自氟、 氮、氧、硫、氢、氯、溴、碘中一种或几种。
[0015] 作为优选，所述石墨烯还包含有各种官能团的改性石墨烯，如羟基、羧基、羰基、氮 基、氨基中的一种或几种。
[0016] 作为优选，石墨烯在加入前，在磁场强度5000-5250GS，同时超声波条件下超声分 散 30-45min。
[0017] 本发明的有益效果是，在涂料中加入石墨烯使得涂层对底材接触更加紧密，石墨 烯润滑效果好，因此可提高涂层的耐摩擦性；石墨烯具有铜十倍的热导率，可提高涂料的导 热性；改性有机硅的加入改善涂料的流平性，使得涂膜平整光滑；改性聚硅酮减少在分散 过程中产生气泡，提高涂层对底材的附着力与耐蚀性；改性聚氨酯的加入使得涂料耐酸性 好，化学稳定性高，分散性好。
【具体实施方式】
[0018] 以下结合具体实施例，对本发明作进一步的解释： 本发明中，若非特指，所采用的原料均可从市场购得或是本领域常用的，下述实施例中 的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
[0019] 本发明中涉及到的导热涂料所需的原料均为市售。
[0020] 云母粉购自灵寿县三信矿产品加工厂，粒径大小为400目；聚二甲基硅氧烷购自 广州氟缘硅科技有限公司，改性聚氨酯购自深圳市棋翊欣塑胶有限公司。
[0021 ] 石墨烯原料，石墨烯粉、石墨烯浆料为市售，购自宁波墨西科技有限公司。
[0022] 石墨烯为单层片状结构，或所述石墨烯为层数在2-50层，层内为碳原子Sp2杂化 轨道组成六角形蜂巢状晶格、层间为碳原子以键结合；碳元素与非碳元素质量比大于 4:1，非碳元素选自氟、氮、氧、硫、氢、氯、溴、碘中一种或几种。
[0023] 石墨烯也可以包含有各种官能团的改性石墨烯，如羟基、羧基、羰基、氮基、氨基中 的一种或几种。
[0024] 实施例1 石墨烯在磁场强度5000GS，同时超声波条件下超声分散30min，将石墨烯粉缓慢加入 到丙酮中800-1000转/分搅拌30min，形成石墨烯浆料；然后将醇酸树脂、氧化铝、氧化镁、 氧化锌、助剂、聚二甲基硅氧烷与丁内酯混合分散均匀后，加入石墨烯浆料搅拌1小时，得 到石墨烯改性的导热涂料；其中，各组分的含量分别为：醇酸树脂27. 5%、填料30%、石墨烯 20%、助剂5%、丁内酯15%、聚二甲基硅氧烷2. 5%、氧化错、氧化镁、氧化锌的质量比为1 :1 : 1，助剂为改性有机硅、改性聚硅酮与改性