本发明涉及涂料
技术领域：
，具体涉及一种散热涂料及其制备方法。
背景技术：
：随着现代科技的快速发展，电子器件的高频、高速以及集成电路的密集和小型化，使得单位容积电子器件的总功率密度和发热量大幅度地增长，从而使电子器件的散热问题变得越来越突出。众所周知地，电子器件在长时间工作过程中会产生大量的热量如果不能及时散发出去，会影响电子器件的使用寿命和性能，甚至会出现过热而烧坏内部元件的现象。为了解决这一问题，通常的做法是在电子器件的表面涂上一层辅助散热的涂料，现有技术的散热涂料近几年发展较快，例如：申请号为cn200810146607.5的中国专利公开了一种散热涂料及其制备方法，该涂料包括以下原料：硅树脂，溶剂，防沉剂，氧化锌，碳化硅，铝粉，分散剂和平滑剂，其制备方法包括如下步骤：(a)提供硅树脂和一种以上溶剂，并使其充分混合以形成第一混合溶液；(b)再添加氧化锌粉末于该第一混合溶液中并充分混合，形成第二混合溶液；(c)添加碳化硅粉末和铝粉于第二混合溶液中并充分混合，形成第三混合溶液；(d)添加防沉剂和分散剂于该第三混合溶液并充分混合以形成散热涂料，该散热涂料可直接涂布于散热装置上可增加其散热面积，以提升散热效果；申请号为cn200910199955.3的中国专利公开了一种环保型自散热纳米生态涂料及其制备方法，该涂料制备方法为：将铝溶胶、纳米导热填料、颜料及防沉剂等进行混合、高速分散，作为a组分，并将硅溶胶作为b组分，再将a组分和b组分混合、低速分散，静置熟化，即得纳米生态涂料，所述的纳米导热填料为纳米碳管与纳米氧化钴或纳米氧化锆的混合体，该涂料具有较好的自散热作用。从上述技术可以看出，现有散热涂料通常是以高分子材料为基体，通过加入高导热的填料来强化涂层的导热及辐射能力，进而达到降温散热的目的，尽管现有的散热涂料取得了良好的成果，却仍面临着一些亟待解决的技术问题，主要是对于较粗糙、疏松的物体表面附着力不强，且耐腐蚀性和电绝缘性不佳技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术中的上述的问题，提供一种散热效果好、涂层附着力强，且具有良好耐腐蚀性能和电绝缘性能的散热涂料。本发明的另一个要解决的技术问题在于提供上述散热涂料的制备方法。为解决上述技术问题，本发明提供一种散热涂料，其是由下列重量百分比的原料制成：5～10％的树脂基体、15～35％的导热填料、1～4％的助剂、50～75％的溶剂。通过加入导热系数高的导热填料使所述散热涂料具有较高的热传导率；通过控制导热填料的量来调整所述散热涂料在涂膜固化过程中产生的收缩应力，从而使所述散热涂料的附着力得到提高；通过优化所述树脂基体的比例达到提高所述散热涂料的电绝缘性能和耐腐蚀性能的目的。作为本发明提供的散热涂料的一种优选，所述树脂基体由以下原料中的一种或多种制成：水性有机硅树脂、水性环氧树脂、酚醛树脂和水性双酚a型不饱和聚酯树脂。作为本发明提供的散热涂料的另一种优选，所述导热填料包括非金属填料和金属填料，所述非金属填料为氧化铝、氧化镁、氧化锆、石墨烯和碳纳米管中的一种或多种的混合物，所述金属填料为铜粉和/或铝粉。进一步优选的，所述非金属填料包括氧化铝、氧化锆、碳纳米管和石墨烯，所述金属填料为铜粉；所述氧化锆的粒径为50nm～100nm；所述石墨烯的粒径为1～7μm。以纳米级的氧化锆作为主要散热原料，能够增加散热面积，提高散热效果。石墨烯的加入，可提高散热涂料的硬度，使得所述散热涂料在涂膜固化形成的涂层结构更加稳定；另外，石墨烯固有的较大的表面积增加了与树脂基体的接触面积，有利于热量的传递，使得所述导热涂料的导热效果更加显著。加入的碳纳米管可在石墨烯之间形成网状结构，可以有效的阻止石墨烯之间的团聚。作为本发明提供的散热涂料的又一种优选，所述助剂包括流平剂，润湿剂和分散剂。进一步优选的，所述助剂中各组分的占所述散热涂料的重量百分比分别为：流平剂0.4～1.2％、润湿剂0.2～1.5％、分散剂0.3～1.3％。作为本发明提供的散热涂料的再一种优选，所述溶剂由以下原料中的一种或多种制成：甲苯、环己烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯及丙酮。为解决上述技术问题，本发明还提供了一种如上所述的散热涂料的制备方法，所述制备方法包括下列步骤：按照质量份数在5～10份的树脂基体溶液中加入15～35份的导热填料、1～4份的助剂、50～75份的溶剂进行搅拌混合制得所述散热涂料。作为本发明提供的制备方法的一种优选，所述导热填料包括氧化铝、氧化锆、碳纳米管、石墨烯和铜粉；所述制备方法包括下列步骤：选用水性有机硅树脂、水性环氧树脂、酚醛树脂和水性双酚a型不饱和聚酯树脂中的一种或多种进行混合得到所述树脂基体的溶液；在所述树脂基体的溶液中加入碳纳米管、石墨烯和铜粉进行搅拌得悬浮液体；将氧化铝和氧化锆的纳米粉体进行充分混合得到粉体混合物；将所述粉体混合物、所述助剂和所述溶剂加入到所述悬浮液体中搅拌混合后得到所述散热涂料。本发明提供的散热涂料相对于现有技术，具有以下有益效果：1、在本发明提供的散热涂料由下列重量百分比的原料制成：5～10％的树脂基体、15～35％的导热填料、1～4％的助剂、50～75％的溶剂。通过加入导热系数高的导热填料使所述散热涂料具有较高的热传导率；通过控制导热填料的量来调整所述散热涂料在涂膜固化过程中产生的收缩应力，从而使所述散热涂料的附着力得到提高；通过优化所述树脂基体的比例达到提高所述散热涂料的电绝缘性能和耐腐蚀性能的目的。将所述散热涂料涂覆在铜箔、散热器等需要散热的元件上可使元件的负载温度下降6～10℃，相比市场上同种类的其他产品，散热效果提升20％以上。2、所述散热涂料中包含的挥发性有机溶剂的含量少，仅为现有技术中的溶剂型涂料的6～12％，迎合了绿色环保的理念。3、所述散热涂料的制备工艺简单，易于工业化生产，便于广泛推广应用。具体实施方式本发明提供的散热涂料是由下列重量百分比的原料制成：5～10％的树脂基体、15～35％的导热填料、1～4％的助剂、50～75％的溶剂。所述树脂基体由以下原料中的一种或多种制成：水性有机硅树脂、水性环氧树脂、酚醛树脂和水性双酚a型不饱和聚酯树脂。所述导热填料包括非金属填料和金属填料，所述非金属填料为氧化铝、氧化镁、氧化锆、石墨烯和碳纳米管中的一种或多种的混合物，所述金属填料为铜粉和/或铝粉。所述非金属填料包括氧化铝、氧化锆、碳纳米管和石墨烯，所述金属填料为铜粉；所述氧化锆的粒径为50nm～100nm；所述石墨烯的粒径为1～7μm。所述助剂包括流平剂，润湿剂和分散剂；所述助剂中各组分的占所述散热涂料的重量百分比分别为：流平剂0.4～1.2％、润湿剂0.2～1.5％、分散剂0.3～1.3％。所述溶剂由以下原料中的一种或多种制成：甲苯、环己烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯及丙酮。上述的散热涂料的制备方法是按照质量份数在5～10份的树脂基体溶液中加入15～35份的导热填料、1～4份的助剂、50～75份的溶剂进行搅拌混合制得所述散热涂料。具体的包括如下步骤：选用水性有机硅树脂、水性环氧树脂、酚醛树脂和水性双酚a型不饱和聚酯树脂中的一种或多种进行混合得到所述树脂基体的溶液；在所述树脂基体的溶液中加入碳纳米管、石墨烯和铜粉进行搅拌得悬浮液体，其中，铜粉也可以用铝粉或铜粉和铝粉的混合物替代；这里可以采用磁力搅拌器进行搅拌，所述磁力搅拌器的转速为1000～2000r/min，搅拌时间为0.5～1h；将氧化铝和氧化锆的纳米粉体进行充分混合得到粉体混合物，这里采用球磨机将氧化铝和氧化锆的纳米粉搅拌均匀混合，球磨时间为0.5～1h；其中，也可以混入氧化镁的纳米粉体；将所述粉体混合物、所述助剂和所述溶剂加入到所述悬浮液体中搅拌混合后得到所述散热涂料；这里可以在分散机中进行混合，混合速度为600-800r/min，混合时间3-5min。以上提到的化学试剂均为市售产品。为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现详细说明本发明的具体实施方式。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1～4在实施例1～4中按照不同的原料配方以本发明提供的散热涂料的制备方法制取了4种不同的散热涂料，4种不同的散热涂料分别记为散热涂料a、散热涂料b、散热涂料c、散热涂料d。下表列出实施例1～4的原料配方。对比例选用深圳市某节能技术有限公司生产的散热涂料作为对比例，以下记为散热涂料e。散热性能测试分别将本发明实例1～4制得的散热涂料和对比例的散热涂料均匀喷涂在尺寸为40mm×40mm的铜片上得到不同的散热件，并选取一个不涂任何散热涂料的相同尺寸的铜片作为空白对照，采用相同型号的热源，相同的热源输出功率的条件下，测试各个散热件的温度。当铜片表面温度达到平衡时，记录平衡温度，结果如下表所示：铜片上所涂有的散热涂料类平衡温度(℃)空白65.6散热涂料e60.2散热涂料a58.6散热涂料b57.2散热涂料c58.0散热涂料d56.6其他性能测试分别将本发明实例1～4制得的散热涂料a、散热涂料b、散热涂料c、散热涂料d和对比例的散热涂料e分别先在1000-2000r/min的搅拌速率下搅拌3min，然后丝印在厚度为50μm的铜铂板上，加热至120℃烘烤30min后，冷却静置1d后即可形成散热涂层，然后对散热涂层进行性能检测，其检测结果如下表所示：附着力测试：将试样水平放置，在散热涂层的表面上每间隔约1mm纵横划10条线，共100格，用胶带粘散热涂层后快速拉起；散热涂层切口的边缘大片脱落/或者一些方格部分或全部脱落，其脱落面积大于65％，为0b；切口的边缘大片脱落/或者一些方格部分或全部脱落，其脱落面积大于35％，但不超过65％为1b；切口的边缘大片脱落/或者一些方格部分或全部脱落，其脱落面积大于15％，但不超过35％为2b；切口的边缘或者相交处有被剥落，其脱落面积大于5％，但不超过15％为3b；切口相交处有小片剥落，划割区内实际破损不超过5％，为4b；切口的边缘完全光滑，格子边缘没有任何的剥落为5b。硬度测试：参考铅笔硬度标准astmd3363-00。耐磨擦测试：将荷重1000g的钢丝绒在散热涂层的表面以每分钟30个来回、每个来回行程6cm的方式摩擦500次；散热涂层能被擦掉65％以上为级别0b；散热涂层被擦掉35％以上，但不超过65％为级别1b；散热涂层被擦掉15％以上，但不超过35％为级别2b；散热涂层被擦掉5％以上，但不超过15％为级别3b；散热涂层被擦掉一小部分但没有超过5％为级别4b；没有擦掉为级别5b。耐汗性试验：以ph值4.7的人工汗液滴于散热涂层上，放置在湿度90％、温度70℃的恒温恒湿箱内48h后用棉布擦拭。表面发生起泡脱落超过总面积65％为级别0；表面有起泡脱落超过总面积35％，但低于65％为级别1；表面有起泡脱落超过总面积15％，但低于35％为级别2；表面有起泡脱落超过总面积5％，但低于15％为级别3；表面有起泡脱落但不超过总面积5％为级别4；表面无起泡脱落为级别5。耐高温高湿试验：参考高温高湿实验标准：gb_t32368-2015。导热系数：参照astmc1371标准。综上所述，本发明制得的散热涂料具有优异的散热性能，涂覆在基材表面，可形成硬度较高的散热涂层，同时涂层附着力较高，耐摩擦性能、耐汗性能优异，耐高温高湿性能良好，能长期稳定的起到散热作用，有效延长了基体材料的使用寿命。上面对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。当前第1页12