一种用于散热器的水性导热涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于散热器的水性导热涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。包括有按重量份计的如下组分：水性环氧树脂20～45份、包含改性纳米粒子的有机硅树脂10～15份、硅溶胶5～10份、导热填料15～30份、防腐填料5～10份、水20～45份、助剂1～5份。本发明所提供的水性导热涂料具有附着力好、导热性能好的优点。
【专利说明】
一种用于散热器的水性导热涂料及其制备方法
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及一种用于散热器的水性导热涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。
[0003]
【背景技术】
[0004] 换热器作为化工行业中不可或缺的设备，其设备的投资达到总投资的10~40%左 右，每年因换热器的腐蚀而导致巨大的经济损失。换热器防腐蚀导热涂料不仅需要保证其 有足够的耐腐蚀性能，还要保证其良好的导热性能。传统的换热器防腐蚀导热涂料有环 氧-酚醛系防腐蚀导热涂料，该种涂料有着优异的耐酸碱性能，但该类涂料不耐温，在工作 温度超过200 °C时便不适宜使用。
[0005] CN102876176A公开了一种用于换热器的涂料及其制备方法，该涂料包括以下组分 及重量份含量:成膜树脂30~50、添加剂树脂5~30、颜料10~20、填料0~10、助剂2~5、溶 剂10~40、触变剂0.5~1，将添加剂树脂加入到部分溶剂中搅拌，膨润土加入到剩余溶剂 中，再加入余下组分，最后加入添加剂树脂，调节粘度后冷却至室温即可。CN105295639A涉 及一种换热器内壁及其制备方法，属于防腐涂料制备技术领域;其中各组分的重量份为氨 基树脂30~40份、呋喃树脂25~35份、陶瓷粉5~10份、滑石粉3~7份、硬脂酸锌6~10份、活 性稀释剂3~7份、氯乙稀11~15份、无水乙醇40~46份、丁醚化氨基树脂8~12份、抗氧化剂 1~5份、抗静电剂2~8份;其制备方法为将固体原料混合均勾，球磨30~40min，再加入其他 原料，在3000~3500r/miη条件下揽摔30~35miη后，在45~55 °C条件下超声处理30~ 40min，即得成品。CN101328386A公开了一种用于燃气设备的铜质换热器防腐涂料及其加工 方法，其组分和重量百分比如下：丙烯酸改性有机硅树脂40~60%，环氧树脂2~10%，溶剂15 ~35%，氨基树脂3~8%，钛白粉0~5%，碳黑4~6%，石墨粉2~3%，分散剂0.3~0.5%，云母粉0 ~3%，滑石粉0~3%，助剂0.5~2%。
[0006] 但是，上述的涂料存在着附着力和导热性能不佳的问题。
[0007]
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是:提供一种应用于散热部件上使用的水性涂料，要求具有附着力 好、导热性能好的优点。
[0009] 技术方案是： 一种用于散热器的水性导热涂料，包括有按重量份计的如下组分： 水性环氧树脂20~45份、包含改性纳米粒子的有机硅树脂10~15份、硅溶胶5~10份、 导热填料15~30份、防腐填料5~10份、水20~45份、助剂1~5份。
[0010] 所述的导热填料是氮化铝、玻璃粉、硫酸钡和钛白粉的任意重量比混合物，优选范 围是等重量比的混合物。
[0011] 所述的防腐填料是磷酸锌、改性磷酸锌、钼酸锌一种或几种任意比例混合物。
[0012 ]所述的硅溶胶中的固含量范围是20~30wt%。
[0013]所述的助剂是由润湿剂、分散剂、成膜助剂、pH调节剂、消泡剂、流变助剂按任意比 例混合物。
[0014] 所述的包含改性纳米粒子的有机硅树脂的制备方法是： 第1步、按重量份计，取甲基三乙氧基硅烷60~80份，加入至700~900份水中，在水解催 化剂的作用下进行水解;水解完成后，升温进行聚合反应，反应结束后进行减压蒸馏，得到 有机娃树脂； 第2步、将有机硅树脂、1-三氟甲基-1，3-丁二烯10~20份、钛酸酯催化剂0.4~0.7份、 乙酸乙酯15~20份混合均匀，在氩气的保护下，加热进行脱水缩合反应，得到改性有机硅树 脂； 第3步、将改性有机硅树脂升温至80~90°C，加入硅酸乙酯5~10份，进行反应，结束后 降温，减压蒸除溶剂后，得到包含改性纳米粒子的有机硅树脂； 所述的第1步中，水解催化剂是甲酸，用量为〇. 1~〇. 4份。
[0015] 所述的第1步中，水解反应的时间是1~5小时，7K解温度〇~5°C。
[0016] 所述的第2步中，反应温度110~120°C，反应时间1~3小时。
[0017] 所述的第3步中，反应温度80~90°C，反应时间1~2小时。
[0018] 水性导热涂料制备方法是:将水性环氧树脂、包含改性纳米粒子的有机娃树脂、娃 溶胶、和水混合搅拌均匀;然后边搅拌边加入防腐填料及导热填料，搅拌均匀;加入助剂，搅 拌均匀，得水性防腐涂料。
[0019] 有益效果 本发明所提供的水性导热涂料具有附着力好、导热性能好的优点。
[0020]
【具体实施方式】
[0021] 以下实施例所采用的部分试剂是： 水性环氧树脂(OudraSperse W3 6001，陶氏化学） 硅溶胶(PA30，山东百特新材料有限公司） 助剂：润湿剂(FLASH-X 330，美国Halox公司）、分散剂(Bykl91，德国毕克）、成膜助剂 (Texanol，伊士曼化工公司）、pH调节剂(AMP-95，陶氏化学）、消泡剂(海川8225，海川新材料 科技有限公司）、流变助剂(凹凸棒土，南京团结活性白土厂）。
[0022] 实施例1 水性导热涂料，是按重量份计的如下组分所制成： 水性环氧树脂20份、包含改性纳米粒子的有机硅树脂10份、硅溶胶5份、导热填料15份、 防腐填料磷酸锌5份、水20份、助剂1份。
[0023]所述的导热填料是氮化铝、玻璃粉、硫酸钡和钛白粉等重量比的混合物。
[0024]所述的硅溶胶中的固含量范围是20wt%。
[0025] 所述的助剂是由润湿剂、分散剂、成膜助剂、pH调节剂、消泡剂、流变助剂按等重量 比例混合物。
[0026] 所述的包含改性纳米粒子的有机硅树脂的制备方法是： 第1步、按重量份计，取甲基三乙氧基硅烷60份，加入至700份水中，在水解催化剂的作 用下进行水解，水解催化剂是甲酸，用量为0.1份，水解反应的时间是1小时，水解温度〇°C; 水解完成后，升温进行聚合反应，反应结束后进行减压蒸馏，得到有机硅树脂； 第2步、将有机硅树脂、1-三氟甲基-1，3-丁二烯10份、钛酸酯催化剂0.4份、乙酸乙酯15 份混合均匀，在氩气的保护下，加热进行脱水缩合反应，反应温度ll〇°C，反应时间1小时，得 到改性有机硅树脂； 第3步、将改性有机硅树脂升温至80°C，加入硅酸乙酯5份，进行反应，反应温度80°C，反 应时间1小时，结束后降温，减压蒸除溶剂后，得到包含改性纳米粒子的有机硅树脂； 水性导热涂料制备方法是:将水性环氧树脂、包含改性纳米粒子的有机硅树脂、硅溶 胶、和水混合搅拌均匀;然后边搅拌边加入防腐填料及导热填料，搅拌均匀;加入助剂，搅拌 均匀，得水性防腐涂料。
[0027] 实施例2 水性导热涂料，是按重量份计的如下组分所制成： 水性环氧树脂45份、包含改性纳米粒子的有机硅树脂15份、硅溶胶10份、导热填料30 份、防腐填料磷酸锌10份、水45份、助剂5份。
[0028] 所述的导热填料是氮化铝、玻璃粉、硫酸钡和钛白粉等重量比的混合物。
[0029]所述的硅溶胶中的固含量范围是30wt%。
[0030]所述的助剂是由润湿剂、分散剂、成膜助剂、pH调节剂、消泡剂、流变助剂按等重量 比例混合物。
[0031 ]所述的包含改性纳米粒子的有机硅树脂的制备方法是： 第1步、按重量份计，取甲基三乙氧基硅烷80份，加入至900份水中，在水解催化剂的作 用下进行水解，水解催化剂是甲酸，用量为〇. 4份，水解反应的时间是5小时，水解温度5°C ; 水解完成后，升温进行聚合反应，反应结束后进行减压蒸馏，得到有机硅树脂； 第2步、将有机硅树脂、1-三氟甲基-1，3-丁二烯20份、钛酸酯催化剂0.7份、乙酸乙酯20 份混合均匀，在氩气的保护下，加热进行脱水缩合反应，反应温度120°C，反应时间3小时，得 到改性有机硅树脂； 第3步、将改性有机硅树脂升温至90°C，加入硅酸乙酯10份，进行反应，反应温度90°C， 反应时间2小时，结束后降温，减压蒸除溶剂后，得到包含改性纳米粒子的有机硅树脂； 水性导热涂料制备方法是:将水性环氧树脂、包含改性纳米粒子的有机硅树脂、硅溶 胶、和水混合搅拌均匀;然后边搅拌边加入防腐填料及导热填料，搅拌均匀;加入助剂，搅拌 均匀，得水性防腐涂料。
[0032] 实施例3 水性导热涂料，是按重量份计的如下组分所制成： 水性环氧树脂20~45份、包含改性纳米粒子的有机硅树脂12份、硅溶胶7份、导热填料 20份、防腐填料磷酸锌7份、水35份、助剂3份。
[0033]所述的导热填料是氮化铝、玻璃粉、硫酸钡和钛白粉等重量比的混合物。
[0034]所述的硅溶胶中的固含量范围是25wt%。
[0035] 所述的助剂是由润湿剂、分散剂、成膜助剂、pH调节剂、消泡剂、流变助剂按等重量 比例混合物。
[0036] 所述的包含改性纳米粒子的有机硅树脂的制备方法是： 第1步、按重量份计，取甲基三乙氧基硅烷70份，加入至800份水中，在水解催化剂的作 用下进行水解，水解催化剂是甲酸，用量为〇. 3份，水解反应的时间是3小时，水解温度：TC ; 水解完成后，升温进行聚合反应，反应结束后进行减压蒸馏，得到有机硅树脂； 第2步、将有机硅树脂、1-三氟甲基-1，3-丁二烯13份、钛酸酯催化剂0.5份、乙酸乙酯18 份混合均匀，在氩气的保护下，加热进行脱水缩合反应，反应温度115°C，反应时间2小时，得 到改性有机硅树脂； 第3步、将改性有机硅树脂升温至85 °C，加入硅酸乙酯7份，进行反应，反应温度85 °C，反 应时间2小时，结束后降温，减压蒸除溶剂后，得到包含改性纳米粒子的有机硅树脂； 水性导热涂料制备方法是:将水性环氧树脂、包含改性纳米粒子的有机硅树脂、硅溶 胶、和水混合搅拌均匀;然后边搅拌边加入防腐填料及导热填料，搅拌均匀;加入助剂，搅拌 均匀，得水性防腐涂料。
[0037] 对照例1 与实施例3的区别在于:有机硅未经过1-三氟甲基-1，3-丁二烯的改性处理，在制备步 骤的第2步中未加入1-三氟甲基-1，3-丁二烯。
[0038] 水性导热涂料，是按重量份计的如下组分所制成： 水性环氧树脂20~45份、包含改性纳米粒子的有机硅树脂12份、硅溶胶7份、导热填料 20份、防腐填料磷酸锌7份、水35份、助剂3份。
[0039]所述的导热填料是氮化铝、玻璃粉、硫酸钡和钛白粉等重量比的混合物。
[0040] 所述的硅溶胶中的固含量范围是25wt%。
[0041] 所述的助剂是由润湿剂、分散剂、成膜助剂、pH调节剂、消泡剂、流变助剂按等重量 比例混合物。
[0042] 所述的包含改性纳米粒子的有机硅树脂的制备方法是： 第1步、按重量份计，取甲基三乙氧基硅烷70份，加入至800份水中，在水解催化剂的作 用下进行水解，水解催化剂是甲酸，用量为〇. 3份，水解反应的时间是3小时，水解温度：TC ; 水解完成后，升温进行聚合反应，反应结束后进行减压蒸馏，得到有机硅树脂； 第2步、将有机硅树脂、钛酸酯催化剂0.5份、乙酸乙酯18份混合均匀，在氩气的保护下， 加热处理，温度是115°C，反应时间2小时，得到改性有机硅树脂； 第3步、将改性有机硅树脂升温至85 °C，加入硅酸乙酯7份，进行反应，反应温度85 °C，反 应时间2小时，结束后降温，减压蒸除溶剂后，得到包含改性纳米粒子的有机硅树脂； 水性导热涂料制备方法是:将水性环氧树脂、包含改性纳米粒子的有机硅树脂、硅溶 胶、和水混合搅拌均匀;然后边搅拌边加入防腐填料及导热填料，搅拌均匀;加入助剂，搅拌 均匀，得水性防腐涂料。
[0043] 涂层性能试验 将薄钢板(50mm X 120mm X 0 · 5mm)采用1000目细砂纸进行打磨处理； 将实施例配制涂料用稀释剂开稀至17-19S/20°C (涂4杯测），在适度为湿度为50-80% 条件下使用ANNEST IWATA NEW-71空气喷枪喷涂于薄钢板，流平1-3分钟后，在220°C烘箱烘 烤20min，干膜厚度为25-40μπι得到的涂膜性能检测下表所示。
[0044] 从表中可以看出，本发明提供的水性涂料具有较好的附着力，并且导热性能优异。 特别是实施例3相对于对照例1来说，通过对有机硅树脂进行1-三氟甲基-1，3-丁二烯改性 之后，有效地提高了涂料的导热性能。
【主权项】
1. 一种用于散热器的水性导热涂料，其特征在于:包括有按重量份计的如下组分:水性 环氧树脂20~45份、包含改性纳米粒子的有机硅树脂10~15份、硅溶胶5~10份、导热填料 15~30份、防腐填料5~10份、水20~45份、助剂1~5份。2. 根据权利要求1所述的用于散热器的水性导热涂料，其特征在于:所述的导热填料是 氮化铝、玻璃粉、硫酸钡和钛白粉的任意重量比混合物，优选范围是等重量比的混合物。3. 根据权利要求1所述的用于散热器的水性导热涂料，其特征在于:所述的防腐填料是 磷酸锌、改性磷酸锌、钼酸锌一种或几种任意比例混合物。4. 根据权利要求1所述的用于散热器的水性导热涂料，其特征在于:所述的硅溶胶中的 固含量范围是20~30wt%。5. 根据权利要求1所述的用于散热器的水性导热涂料，其特征在于:所述的助剂是由润 湿剂、分散剂、成膜助剂、PH调节剂、消泡剂、流变助剂按任意比例混合物。6. 根据权利要求1所述的用于散热器的水性导热涂料，其特征在于:所述的包含改性纳 米粒子的有机硅树脂的制备方法是:第1步、按重量份计，取甲基三乙氧基硅烷60~80份，加 入至700~900份水中，在水解催化剂的作用下进行水解;水解完成后，升温进行聚合反应， 反应结束后进行减压蒸馏，得到有机硅树脂;第2步、将有机硅树脂、1-三氟甲基-1，3-丁二 烯10~20份、钛酸酯催化剂0.4~0.7份、乙酸乙酯15~20份混合均匀，在氩气的保护下，加 热进行脱水缩合反应，得到改性有机硅树脂;第3步、将改性有机硅树脂升温至80~90°C，加 入硅酸乙酯5~10份，进行反应，结束后降温，减压蒸除溶剂后，得到包含改性纳米粒子的有 机硅树脂。7. 根据权利要求6所述的用于散热器的水性导热涂料，其特征在于:所述的第1步中，水 解催化剂是甲酸，用量为〇. 1~〇. 4份;水解反应的时间是1~5小时，水解温度0~5 °C。8. 根据权利要求6所述的用于散热器的水性导热涂料，其特征在于:所述的第2步中，反 应温度110~120 °C，反应时间1~3小时;所述的第3步中，反应温度80~90 °C，反应时间1~2 小时。9. 权利要求8任一项所述的用于散热器的水性导热涂料制备方法，其特征在于:包括如 下步骤:将水性环氧树脂、包含改性纳米粒子的有机硅树脂、硅溶胶、和水混合搅拌均匀;然 后边搅拌边加入防腐填料及导热填料，搅拌均匀;加入助剂，搅拌均匀，得水性防腐涂料。
【文档编号】C09D5/08GK105949951SQ201610401568
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月11日
【发明人】刘平
【申请人】刘平