本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种家用电器用散热防辐射涂料及其制备方法。
背景技术：
人们日常生活中的家用电器产生的是电磁辐射，安全范围内的电磁辐射并不会对人类造成危害，但是随着民众的健康意识逐渐提高，对电气的电磁辐射屏蔽效果要求也越来越高，现有技术中防止电磁辐射的方法主要为在电器外面喷涂一层防辐射涂料，但是电磁辐射通常以电磁波的形式向外传送热量，因此防辐射涂料通常因为长久在高热环境下工作，涂层外面易产生皲裂，脱落现象，影响电器的防辐射效果。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种家用电器用散热防辐射涂料及其制备方法，本发明防辐射涂料防辐射效果好，耐温性和耐候性好，不易老化，添加有改性石墨烯，增加了石墨烯与高分子聚合物的粘结力，使涂料理化结构性质更加稳定。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种家用电器用散热防辐射涂料，包括以下重量份计的原料：
氟碳树脂48-60份、有机硅树脂25-40份、醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物4-8份、硅藻土8-16份、氟硅酸钠3-7份、灰钙粉6-12份、硬脂酸钙3-6份、木质素纤维4-8份、竹炭粉5-10份、纳米氮化硼3-6份、纳米碳管10-18份、改性石墨烯12-20份、纳米二氧化钛5-10份、纳米氮化硅4-8份、抗菌剂2.3-3.8份、抗氧剂2.3-4.2份、消泡剂1.1-2.1份和热稳定剂1.8-3.6份。
所述改性石墨烯的制备方法如下：
(1)将石墨烯用25-40％硫酸溶液浸泡3-5小时，用去离子水反复冲洗2-5遍后，用20-30％氢氧化钠溶液浸泡3-5小时后，用去离子水清洗干净，置入烘箱中烘干；
(2)然后再向其中加入其重量5-9％的聚乙烯吡咯烷酮和6-12％重量组分的偶联剂，置入研磨机中，研磨20-30分钟，而后放入超声波分散机中，在60-75摄氏度条件下，分散25-40分钟，即得所述改性石墨烯。
优选地，包括以下重量份计的原料：氟碳树脂55份、有机硅树脂32份、醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物6份、硅藻土12份、氟硅酸钠5份、灰钙粉10份、硬脂酸钙4.5份、木质素纤维6.5份、竹炭粉7份、纳米氮化硼4.8份、纳米碳管14份、改性石墨烯16份、纳米二氧化钛8份、纳米氮化硅6份、抗菌剂2.8份、抗氧剂3.4份、消泡剂1.5份和热稳定剂2.9份。
优选地，所述抗菌剂为油酰胺乙基二甲基氨丙基硅烷季铵盐、n-(3,4-二氯苯基)-n,n二甲基脲、2-甲硫基-4-叔丁基氨基-6-环丙基氨基-s-三嗪中的一种或几种结合。
优选地，所述抗氧剂为2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚和四(β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯中的一种或几种结合。
优选地，所述消泡剂为长链醇类、脂肪酸酰胺类、磷酸酯类和有机硅类中的一种或几种结合。
优选地，所述热稳定剂为二月桂酸二丁基锡、双(马来酸单丁酯)二丁基锡、双(巯基乙酸异丁酯)二正辛基中的一种或几种结合。
优选地，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂或者硅烷偶联剂。
本发明中还公开了一种上述家用电器用散热防辐射涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照家用电器用散热防辐射涂料的原料重量份数称取各原料；
(2)将硅藻土、氟硅酸钠、灰钙粉、硬脂酸钙、木质素纤维和竹炭粉混合投入球磨机中进行研磨至颗粒粒径为300-500目；
(3)将步骤(2)制得的混合粉料与氟碳树脂、有机硅树脂、醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物、纳米氮化硼、纳米碳管、改性石墨烯、纳米二氧化钛和纳米氮化硅加入反应釜中，升温至100-115摄氏度，以4000-5000转/分钟的速度，搅拌25-40分钟；
(4)向步骤(3)制得的混合物料中加入抗菌剂、抗氧剂、消泡剂和热稳定剂，在78-90摄氏度的条件下，高速搅拌20-30分钟，冷却至室温，即得所述家用电器用散热防辐射涂料。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明防辐射涂料防辐射效果好，耐温性和耐候性好，不易老化，添加有改性石墨烯，增加了石墨烯与高分子聚合物的粘结力，使涂料理化结构性质更加稳定。
(2)本发明中使用首先用酸碱分别浸泡洗涤石墨烯，去除石墨烯中的杂质，提高石墨烯的纯度，然后用聚乙烯吡咯烷酮和偶联剂结合，对石墨烯进行表面改性，使石墨烯与原料中的高分子聚合物更易结合，结构更加稳定，增强涂料整体的稳定性。
(3)本发明中添加有改性石墨烯，纳米碳管、竹炭粉等吸收性物质，增强涂料的电磁波吸收功能，减少电磁波的辐射，同时纳米碳管和石墨烯具有极高的导热率，有益于散热和热量的排出。
(4)本发明中添加有纳米氮化硅，纳米氮化硅具有热稳定性高、抗氧化能力强等优良性能。由于氮化硅是键强高的共价化合物，并在空气中能形成氧化物保护膜，所以还具有良好的化学稳定性，使防辐射涂层不易被腐蚀，增长涂层的保护期限。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种家用电器用散热防辐射涂料，包括以下重量份计的原料：
氟碳树脂48份、有机硅树脂25份、醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物4份、硅藻土8份、氟硅酸钠3份、灰钙粉6份、硬脂酸钙3份、木质素纤维4份、竹炭粉5份、纳米氮化硼3份、纳米碳管10份、改性石墨烯12份、纳米二氧化钛5份、纳米氮化硅4份、抗菌剂2.3份、抗氧剂2.3份、消泡剂1.1份和热稳定剂1.8份。
改性石墨烯的制备方法如下：
(1)将石墨烯用25％硫酸溶液浸泡3小时，用去离子水反复冲洗2遍后，用20％氢氧化钠溶液浸泡3小时后，用去离子水清洗干净，置入烘箱中烘干；
(2)然后再向其中加入其重量5％的聚乙烯吡咯烷酮和6％重量组分的偶联剂，置入研磨机中，研磨20分钟，而后放入超声波分散机中，在60摄氏度条件下，分散25分钟，即得所述改性石墨烯。
抗菌剂为油酰胺乙基二甲基氨丙基硅烷季铵盐。
抗氧剂为2,6-三级丁基-4-甲基苯酚。
消泡剂为长链醇类。
热稳定剂为二月桂酸二丁基锡。
偶联剂为钛酸酯偶联剂。
本实施例中还公开了一种上述家用电器用散热防辐射涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照家用电器用散热防辐射涂料的原料重量份数称取各原料；
(2)将硅藻土、氟硅酸钠、灰钙粉、硬脂酸钙、木质素纤维和竹炭粉混合投入球磨机中进行研磨至颗粒粒径为300目；
(3)将步骤(2)制得的混合粉料与氟碳树脂、有机硅树脂、醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物、纳米氮化硼、纳米碳管、改性石墨烯、纳米二氧化钛和纳米氮化硅加入反应釜中，升温至100摄氏度，以4000转/分钟的速度，搅拌25分钟；
(4)向步骤(3)制得的混合物料中加入抗菌剂、抗氧剂、消泡剂和热稳定剂，在78摄氏度的条件下，高速搅拌20分钟，冷却至室温，即得所述家用电器用散热防辐射涂料。
实施例2
一种家用电器用散热防辐射涂料，包括以下重量份计的原料：
氟碳树脂60份、有机硅树脂40份、醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物8份、硅藻土16份、氟硅酸钠7份、灰钙粉12份、硬脂酸钙6份、木质素纤维8份、竹炭粉10份、纳米氮化硼6份、纳米碳管18份、改性石墨烯20份、纳米二氧化钛10份、纳米氮化硅8份、抗菌剂3.8份、抗氧剂4.2份、消泡剂2.1份和热稳定剂3.6份。
改性石墨烯的制备方法如下：
(1)将石墨烯用40％硫酸溶液浸泡5小时，用去离子水反复冲洗5遍后，用30％氢氧化钠溶液浸泡5小时后，用去离子水清洗干净，置入烘箱中烘干；
(2)然后再向其中加入其重量9％的聚乙烯吡咯烷酮和12％重量组分的偶联剂，置入研磨机中，研磨30分钟，而后放入超声波分散机中，在75摄氏度条件下，分散40分钟，即得所述改性石墨烯。
抗菌剂为n-(3,4-二氯苯基)-n,n二甲基脲。
抗氧剂为双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚。
消泡剂为脂肪酸酰胺类。
热稳定剂为双(马来酸单丁酯)二丁基锡。
偶联剂为硅烷偶联剂。
本实施例中还公开了一种上述家用电器用散热防辐射涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照家用电器用散热防辐射涂料的原料重量份数称取各原料；
(2)将硅藻土、氟硅酸钠、灰钙粉、硬脂酸钙、木质素纤维和竹炭粉混合投入球磨机中进行研磨至颗粒粒径为500目；
(3)将步骤(2)制得的混合粉料与氟碳树脂、有机硅树脂、醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物、纳米氮化硼、纳米碳管、改性石墨烯、纳米二氧化钛和纳米氮化硅加入反应釜中，升温至115摄氏度，以5000转/分钟的速度，搅拌40分钟；
(4)向步骤(3)制得的混合物料中加入抗菌剂、抗氧剂、消泡剂和热稳定剂，在90摄氏度的条件下，高速搅拌30分钟，冷却至室温，即得所述家用电器用散热防辐射涂料。
实施例3
一种家用电器用散热防辐射涂料，包括以下重量份计的原料：
氟碳树脂55份、有机硅树脂32份、醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物6份、硅藻土12份、氟硅酸钠5份、灰钙粉10份、硬脂酸钙4.5份、木质素纤维6.5份、竹炭粉7份、纳米氮化硼4.8份、纳米碳管14份、改性石墨烯16份、纳米二氧化钛8份、纳米氮化硅6份、抗菌剂2.8份、抗氧剂3.4份、消泡剂1.5份和热稳定剂2.9份。
所述改性石墨烯的制备方法如下：
(1)将石墨烯用32％硫酸溶液浸泡4小时，用去离子水反复冲洗3遍后，用25％氢氧化钠溶液浸泡4小时后，用去离子水清洗干净，置入烘箱中烘干；
(2)然后再向其中加入其重量7％的聚乙烯吡咯烷酮和10％重量组分的偶联剂，置入研磨机中，研磨25分钟，而后放入超声波分散机中，在68摄氏度条件下，分散32分钟，即得所述改性石墨烯。
抗菌剂为2-甲硫基-4-叔丁基氨基-6-环丙基氨基-s-三嗪。
抗氧剂为四(β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯。
消泡剂为磷酸酯类和有机硅类按照质量比1:1混合组成。
热稳定剂为双(巯基乙酸异丁酯)二正辛基。
偶联剂为钛酸酯偶联剂。
本实施例中还公开了一种上述家用电器用散热防辐射涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照家用电器用散热防辐射涂料的原料重量份数称取各原料；
(2)将硅藻土、氟硅酸钠、灰钙粉、硬脂酸钙、木质素纤维和竹炭粉混合投入球磨机中进行研磨至颗粒粒径为400目；
(3)将步骤(2)制得的混合粉料与氟碳树脂、有机硅树脂、醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物、纳米氮化硼、纳米碳管、改性石墨烯、纳米二氧化钛和纳米氮化硅加入反应釜中，升温至108摄氏度，以4500转/分钟的速度，搅拌30分钟；
(4)向步骤(3)制得的混合物料中加入抗菌剂、抗氧剂、消泡剂和热稳定剂，在84摄氏度的条件下，高速搅拌25分钟，冷却至室温，即得所述家用电器用散热防辐射涂料。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。