一种含改性碳纳米管的静电喷涂涂料的制作方法

文档序号:12405484阅读:211来源:国知局

本发明涉及涂料技术领域,尤其涉及一种含改性碳纳米管的静电喷涂涂料。



背景技术:

LED灯因具有节能、适用性好、回应时间短、环保等特点,目前已应用在了手机、台灯、家电等日常家电和机械生产方面等方面,但是其价格较高,随着LED灯使用范围的迅速扩大,延长使用寿命也已成为急需解决的问题。

LED灯在使用的过程中仍具有一定的发热量,不能及时的散热是造成LED灯寿命缩短的重要原因。为了解决灯具在使用过程中由于产生热量而影响灯具的发光效率、缩短灯具使用寿命的问题,目前使用的方法是在灯具上涂覆一层散热涂料,但是现有的散热涂料的散热效果有待提高,且耐高温性不是很好,往往不能满足LED灯的使用要求。



技术实现要素:

基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种含改性碳纳米管的静电喷涂涂料,其散热性好,耐高温性能优异,其能满足LED灯领域的使用要求,用于LED灯领域能延长LED灯的使用寿命。

本发明提出的一种含改性碳纳米管的静电喷涂涂料,其原料按重量份包括:环氧树脂50-80份、聚氨酯20-35份、甲基四氢苯酐10-25份、癸二酸二酰肼5-15份、十一烷基咪唑5-15份、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚1-5份、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇1-5份、碳化硅5-15份、改性碳纳米管15-35份、石墨烯2-10份、氮化铝5-14份、氧化镧0.5-2份、氧化钇0.5-2.5份、纳米碳酸钙2-10份、云母粉5-15份、硅酸钙1-5份、苯基三甲氧基硅烷2-10份、苯基甲基二甲氧基硅烷2-8份、二月桂酸二丁基锡0.5-1.5份;

其中,所述改性碳纳米管按照以下工艺进行制备:将碳纳米管用酸进行氧化处理得到酸化碳纳米管;将酸化碳纳米管加入无水乙醇中,在30-35℃下加入乙烯基三甲氧基硅烷,搅拌反应20-35h,反应结束后经过滤、洗涤、干燥得到偶联剂改性碳纳米管;将偶联剂改性碳纳米管、碳酸氢钠、十二烷基苯磺酸钠加入水中,搅拌均匀后加入N-烯丙基咪唑和4-乙烯基联苯,在30-35℃下搅拌反应30-50min,升温至65-75℃后加入过硫酸钠,搅拌反应8-10h,反应结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性碳纳米管。

优选地,其原料中,甲基四氢苯酐、癸二酸二酰肼、十一烷基咪唑、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇的重量比为15-20:7-13:7-12:2-4:2-4。

优选地,其原料中还包括0.1-1重量份的流平剂。

优选地,其原料按重量份包括:环氧树脂75份、聚氨酯25份、甲基四氢苯酐18份、癸二酸二酰肼10份、十一烷基咪唑10份、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚3份、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇3份、碳化硅12份、改性碳纳米管30份、石墨烯7份、纳米氮化铝12份、氧化镧1.8份、氧化钇2份、纳米碳酸钙8份、云母粉12份、硅酸钙3份、苯基三甲氧基硅烷7份、苯基甲基二甲氧基硅烷6份、二月桂酸二丁基锡1份、流平剂0.9份。

优选地,所述环氧树脂的环氧值为0.38-0.45。

优选地,在改性碳纳米管的制备过程中,酸化碳纳米管、乙烯基三甲氧基硅烷的重量比为20-35:2-7。

优选地,在改性碳纳米管的制备过程中,偶联剂改性碳纳米管、N-烯丙基咪唑、4-乙烯基联苯的重量比为20-50:100-300:600-1250。

优选地,所述纳米氮化铝的平均粒径为20-35nm;所述氧化镧的平均粒径为20-40nm;所述氧化钇的平均粒径为50-85nm;所述纳米碳酸钙的平均粒径为80-135nm。

本发明所述含改性碳纳米管的静电喷涂涂料,其以环氧树脂为主料,同时加入了聚氨酯与其配合,通过控制环氧树脂与聚氨酯的含量,并辅以二月桂酸二丁基锡,使两者形成了互穿聚合物网络,在保持较高耐热性的同时提高了涂膜的弯曲强度、附着力和耐冲击性,改善了环氧树脂脆性大的缺陷;以甲基四氢苯酐、癸二酸二酰肼、十一烷基咪唑配合作为固化剂,同时2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇作为促进剂,使体系具有较低的固化温度和较短的固化时间,同时因引入了长链的十一烷基咪唑和2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇,在体系中可以起到增柔的效果,显著提高了涂膜的冲击韧性;改性碳纳米管的制备过程中,首先将碳纳米管酸化,并用乙烯基三甲氧基硅烷进行改性,在碳纳米管的表面引入了双键,之后加入了N-烯丙基咪唑和4-乙烯基联苯,使N-烯丙基咪唑和4-乙烯基联苯与碳纳米管表面的双键发生了聚合反应,从而将N-烯丙基咪唑和4-乙烯基联苯引入到了碳纳米管的表面,得到了改性碳纳米管,将其加入体系中,一方面,与碳化硅、石墨烯、氮化铝、氧化镧、氧化钇、纳米碳酸钙、云母粉、硅酸钙配合,赋予涂膜优异的强度、冲击韧性和散热性,使其能满足LED灯领域散热性的要求,另一方面,因引入了N-烯丙基咪唑和4-乙烯基联苯,赋予涂膜优异的耐高温型;苯基三甲氧基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷加入体系中,在体系固化的过程中形成了聚苯基甲基硅氧烷,对体系起到了分散的作用,同时还使涂膜具有优异的耐高温性和耐腐蚀性能。

具体实施方式

下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

本发明提出的一种含改性碳纳米管的静电喷涂涂料,其原料按重量份包括:环氧树脂80份、聚氨酯20份、甲基四氢苯酐25份、癸二酸二酰肼5份、十一烷基咪唑15份、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚1份、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇5份、碳化硅5份、改性碳纳米管35份、石墨烯2份、氮化铝14份、氧化镧0.5份、氧化钇2.5份、纳米碳酸钙2份、云母粉15份、硅酸钙1份、苯基三甲氧基硅烷10份、苯基甲基二甲氧基硅烷2份、二月桂酸二丁基锡1.5份;

其中,所述改性碳纳米管按照以下工艺进行制备:将碳纳米管用酸进行氧化处理得到酸化碳纳米管;将酸化碳纳米管加入无水乙醇中,在35℃下加入乙烯基三甲氧基硅烷,搅拌反应20h,反应结束后经过滤、洗涤、干燥得到偶联剂改性碳纳米管;将偶联剂改性碳纳米管、碳酸氢钠、十二烷基苯磺酸钠加入水中,搅拌均匀后加入N-烯丙基咪唑和4-乙烯基联苯,在35℃下搅拌反应30min,升温至75℃后加入过硫酸钠,搅拌反应8h,反应结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性碳纳米管。

实施例2

本发明提出的一种含改性碳纳米管的静电喷涂涂料,其原料按重量份包括:环氧树脂50份、聚氨酯35份、甲基四氢苯酐10份、癸二酸二酰肼15份、十一烷基咪唑5份、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚5份、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇1份、碳化硅15份、改性碳纳米管15份、石墨烯10份、氮化铝5份、氧化镧2份、氧化钇0.5份、纳米碳酸钙10份、云母粉5份、硅酸钙5份、苯基三甲氧基硅烷2份、苯基甲基二甲氧基硅烷8份、二月桂酸二丁基锡0.5份;

其中,所述改性碳纳米管按照以下工艺进行制备:将碳纳米管用酸进行氧化处理得到酸化碳纳米管;将酸化碳纳米管加入无水乙醇中,在30℃下加入乙烯基三甲氧基硅烷,搅拌反应35h,反应结束后经过滤、洗涤、干燥得到偶联剂改性碳纳米管;将偶联剂改性碳纳米管、碳酸氢钠、十二烷基苯磺酸钠加入水中,搅拌均匀后加入N-烯丙基咪唑和4-乙烯基联苯,在30℃下搅拌反应50min,升温至65℃后加入过硫酸钠,搅拌反应10h,反应结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性碳纳米管。

实施例3

本发明提出的一种含改性碳纳米管的静电喷涂涂料,其原料按重量份包括:环氧树脂76份、聚氨酯24份、甲基四氢苯酐20份、癸二酸二酰肼7份、十一烷基咪唑12份、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚2份、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇4份、碳化硅8份、改性碳纳米管30份、石墨烯4份、氮化铝12份、氧化镧0.9份、氧化钇2份、纳米碳酸钙4.8份、云母粉13份、硅酸钙2份、苯基三甲氧基硅烷7.6份、苯基甲基二甲氧基硅烷3.8份、二月桂酸二丁基锡1.3份、流平剂0.1份;

其中,所述改性碳纳米管按照以下工艺进行制备:将碳纳米管用酸进行氧化处理得到酸化碳纳米管;将酸化碳纳米管加入无水乙醇中,在32℃下加入乙烯基三甲氧基硅烷,其中,酸化碳纳米管、乙烯基三甲氧基硅烷的重量比为35:2,搅拌反应32h,反应结束后经过滤、洗涤、干燥得到偶联剂改性碳纳米管;将偶联剂改性碳纳米管、碳酸氢钠、十二烷基苯磺酸钠加入水中,搅拌均匀后加入N-烯丙基咪唑和4-乙烯基联苯,其中,偶联剂改性碳纳米管、N-烯丙基咪唑、4-乙烯基联苯的重量比为20:300:600,在34℃下搅拌反应38min,升温至73℃后加入过硫酸钠,搅拌反应8.5h,反应结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性碳纳米管;

所述环氧树脂的环氧值为0.38;

所述纳米氮化铝的平均粒径为35nm;所述氧化镧的平均粒径为20nm;所述氧化钇的平均粒径为85nm;所述纳米碳酸钙的平均粒径为80nm。

实施例4

本发明提出的一种含改性碳纳米管的静电喷涂涂料,其原料按重量份包括:环氧树脂55份、聚氨酯35份、甲基四氢苯酐15份、癸二酸二酰肼13份、十一烷基咪唑7份、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚4份、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇2份、碳化硅13份、改性碳纳米管20份、石墨烯9份、氮化铝7份、氧化镧1.7份、氧化钇0.9份、纳米碳酸钙8.8份、云母粉8份、硅酸钙4.3份、苯基三甲氧基硅烷4份、苯基甲基二甲氧基硅烷7.6份、二月桂酸二丁基锡0.8份、流平剂1份;

其中,所述改性碳纳米管按照以下工艺进行制备:将碳纳米管用酸进行氧化处理得到酸化碳纳米管;将酸化碳纳米管加入无水乙醇中,在35℃下加入乙烯基三甲氧基硅烷,其中,酸化碳纳米管、乙烯基三甲氧基硅烷的重量比为20:7,搅拌反应26h,反应结束后经过滤、洗涤、干燥得到偶联剂改性碳纳米管;将偶联剂改性碳纳米管、碳酸氢钠、十二烷基苯磺酸钠加入水中,搅拌均匀后加入N-烯丙基咪唑和4-乙烯基联苯,其中,偶联剂改性碳纳米管、N-烯丙基咪唑、4-乙烯基联苯的重量比为50:100:1250,在33℃下搅拌反应47min,升温至68℃后加入过硫酸钠,搅拌反应9.6h,反应结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性碳纳米管;

所述环氧树脂的环氧值为0.45;

所述纳米氮化铝的平均粒径为20nm;所述氧化镧的平均粒径为40nm;所述氧化钇的平均粒径为50nm;所述纳米碳酸钙的平均粒径为135nm。

实施例5

本发明提出的一种含改性碳纳米管的静电喷涂涂料,其原料按重量份包括:环氧树脂75份、聚氨酯25份、甲基四氢苯酐18份、癸二酸二酰肼10份、十一烷基咪唑10份、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚3份、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇3份、碳化硅12份、改性碳纳米管30份、石墨烯7份、纳米氮化铝12份、氧化镧1.8份、氧化钇2份、纳米碳酸钙8份、云母粉12份、硅酸钙3份、苯基三甲氧基硅烷7份、苯基甲基二甲氧基硅烷6份、二月桂酸二丁基锡1份、流平剂0.9份;

其中,所述改性碳纳米管按照以下工艺进行制备:将碳纳米管用酸进行氧化处理得到酸化碳纳米管;将酸化碳纳米管加入无水乙醇中,在34℃下加入乙烯基三甲氧基硅烷,其中,酸化碳纳米管、乙烯基三甲氧基硅烷的重量比为30:6,搅拌反应28h,反应结束后经过滤、洗涤、干燥得到偶联剂改性碳纳米管;将偶联剂改性碳纳米管、碳酸氢钠、十二烷基苯磺酸钠加入水中,搅拌均匀后加入N-烯丙基咪唑和4-乙烯基联苯,其中,偶联剂改性碳纳米管、N-烯丙基咪唑、4-乙烯基联苯的重量比为43:235:1120,在33℃下搅拌反应45min,升温至70℃后加入过硫酸钠,搅拌反应9h,反应结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性碳纳米管;

所述环氧树脂的环氧值为0.4;

所述纳米氮化铝的平均粒径为30nm;所述氧化镧的平均粒径为30nm;所述氧化钇的平均粒径为70nm;所述纳米碳酸钙的平均粒径为120nm。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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