一种电子电器用石墨烯散热涂料的制作方法

文档序号:19893652发布日期:2020-02-11 13:00阅读:138来源:国知局

本发明属于散热涂料技术领域,具体涉及一种电子电器用石墨烯散热涂料。



背景技术:

众所周知,电子电器元件在工作时会产生较多热量,热量在设备内部累计会极大地降低电子元件的性能和寿命。据相关统计显示:电子元器件温度每升高2℃,可靠性下降10%。现有技术中,通常在热源的表面涂覆一层散热涂料,以改善物体的散热性能,成本低、操作方便,受到广泛的应用。

传统的散热涂料包括有机硅树脂、环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸、聚氨酯等,其具有良好的导热效果,但其存在一系列环境污染问题,随着国家环保要求的日益严格,市场上出现了更加环保、高效的水性散热涂料,但是如何在保证绿色环保、提高导热散热效果的同时,提高涂料的附着力、硬度、耐冲击性等基本性能,是水性涂料领域研究的热点。

石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构,具有强度高、比表面积大、高红外发射率的特性,石墨烯的导热系数高达5300w/m·k,在热学性能方面,石墨烯被认为是迄今为止最好的传热材料,大约是金刚石的5倍,是铜的10倍。但石墨烯由于其高比表面积导致易于发生团聚和高导电的特性,导致其在散热涂料中容易发生沉淀,影响产品的散热效果。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种电子电器用石墨烯散热涂料,解决了现有技术中存在的石墨烯散热涂料散热性不佳的问题。

本发明所采用的技术方案是,一种电子电器用石墨烯散热涂料,按照质量百分比由以下原料组分构成:水溶性树脂35%~55%、氧化石墨烯5%~15%、纳米氮化硼2%~4%、碳纳米管1%~3%、填料3%~7%、石墨烯分散剂0.6%~2.2%、水性流平剂0.5%~1.5%、水性消泡剂0.6%~1.2%、其余为水,以上各原料含量的总和应为100%。

本发明的特点还在于:

水溶性树脂40%~48%、氧化石墨烯6%~9%、纳米氮化硼3%~3.5%、碳纳米管1%~2%、填料5%~6%、石墨烯分散剂1%~1.5%、水性流平剂0.5%~1.0%、水性消泡剂0.8%~1.2%、其余为水,以上各原料含量的总和应为100%。

氧化石墨烯表面含氧基团的氧含量为40~50%,溶解后单层含量为99%以上,微片大小为0.5~2μm,厚度为0.35~1.20nm。

石墨烯分散剂为三聚氰胺和浓盐酸的混合物,其中三聚氰胺和浓盐酸的用量比为0.2~0.4:1。

水溶性树脂为水性聚氨酯乳液、水性环氧乳液、水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、水性有机硅树脂中至少一种。

填料为碳化硅、硫酸钡和氧化锌中的一种或多种的组合物。

水性消泡剂为乳化硅油、有机硅氧烷、聚氧丙烯甘油醚中任意一种。

本发明的有益效果是:高导热率的石墨烯作为导热散热介质,具有良好的导热散热效果;使用水性乳液作为涂料的成膜材料,具有耐候性好、粘接性好、强度高、耐高温、电绝缘性能高等优点;使用水做溶剂,具有价格低、环境友好的特点,且采用水作溶剂,无需添加固化剂,常温即可快速干燥,具有低能耗的特点。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种电子电器用石墨烯散热涂料,按照质量百分比由以下原料组分构成:水溶性树脂35%~55%、氧化石墨烯5%~15%、纳米氮化硼2%~4%、碳纳米管1%~3%、填料3%~7%、石墨烯分散剂0.6%~2.2%、水性流平剂0.5%~1.5%、水性消泡剂0.6%~1.2%、其余为水,以上各原料含量的总和应为100%。

优选的,水溶性树脂40%~48%、氧化石墨烯6%~9%、纳米氮化硼3%~3.5%、碳纳米管1%~2%、填料5%~6%、石墨烯分散剂1%~1.5%、水性流平剂0.5%~1.0%、水性消泡剂0.8%~1.2%、其余为水,以上各原料含量的总和应为100%。

优选的,氧化石墨烯表面含氧基团的氧含量为40~50%,溶解后单层含量为99%以上,微片大小为0.5~2μm,厚度为0.35~1.20nm。

优选的,石墨烯分散剂为三聚氰胺和浓盐酸的混合物,其中三聚氰胺和浓盐酸的用量比为0.2~0.4:1。

优选的,水溶性树脂为水性聚氨酯乳液、水性环氧乳液、水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、水性有机硅树脂中至少一种。

优选的,填料为碳化硅、硫酸钡和氧化锌中的一种或多种的组合物。

优选的,水性消泡剂为乳化硅油、有机硅氧烷、聚氧丙烯甘油醚中任意一种。

实施例1

一种电子电器用石墨烯散热涂料,按照质量百分比由以下原料组分构成:水溶性树脂35%、氧化石墨烯10%、纳米氮化硼4%、碳纳米管3%、填料7%、石墨烯分散剂1.8%、水性流平剂1.0%、水性消泡剂0.8%、水36.4%。

其中,氧化石墨烯表面含氧基团的氧含量为40%,溶解后单层含量为99%以上,微片大小为0.5μm,厚度为0.35nm;石墨烯分散剂为三聚氰胺和浓盐酸的混合物,其中三聚氰胺和浓盐酸的用量比为0.2:1;水溶性树脂为水性聚氨酯乳液、水性环氧乳液的混合物;填料为硫酸钡;水性消泡剂为乳化硅油。

实施例2

一种电子电器用石墨烯散热涂料,按照质量百分比由以下原料组分构成:水溶性树脂40%、氧化石墨烯15%、纳米氮化硼3%、碳纳米管2%、填料6%、石墨烯分散剂2.2%、水性流平剂1.5%、水性消泡剂0.6%、水29.7%。

其中,氧化石墨烯表面含氧基团的氧含量为43%,溶解后单层含量为99%以上,微片大小为1.0μm,厚度为1.20nm;石墨烯分散剂为三聚氰胺和浓盐酸的混合物,其中三聚氰胺和浓盐酸的用量比为0.3:1;水溶性树脂为水性丙烯酸树脂;填料为硫酸钡和氧化锌的组合物;水性消泡剂为聚氧丙烯甘油醚。

实施例3

一种电子电器用石墨烯散热涂料,按照质量百分比由以下原料组分构成:水溶性树脂45%、氧化石墨烯7%、纳米氮化硼2%、碳纳米管1%、填料5%、石墨烯分散剂0.6%、水性流平剂0.5%、水性消泡剂1.0%、水37.9%。

其中,氧化石墨烯表面含氧基团的氧含量为46%,溶解后单层含量为99%以上,微片大小为1.5μm,厚度为0.70nm;石墨烯分散剂为三聚氰胺和浓盐酸的混合物,其中三聚氰胺和浓盐酸的用量比为0.4:1;水溶性树脂为、水性氨基树脂、水性有机硅树脂混合物;填料为硫酸钡;水性消泡剂有机硅氧烷。

实施例4

一种电子电器用石墨烯散热涂料,按照质量百分比由以下原料组分构成:水溶性树脂50%、氧化石墨烯12%、纳米氮化硼3%、碳纳米管3%、填料4%、石墨烯分散剂1.0%、水性流平剂0.8%、水性消泡剂1.2%、水25%。

其中,氧化石墨烯表面含氧基团的氧含量为48%,溶解后单层含量为99%以上,微片大小为2μm,厚度为1.0nm;石墨烯分散剂为三聚氰胺和浓盐酸的混合物,其中三聚氰胺和浓盐酸的用量比为0.25:1;水溶性树脂为水性聚氨酯乳液、水性有机硅树脂的组合物;填料为氧化锌中;水性消泡剂为乳化硅油。

实施例5

一种电子电器用石墨烯散热涂料,按照质量百分比由以下原料组分构成:水溶性树脂55%、氧化石墨烯5%、纳米氮化硼2%、碳纳米管2%、填料3%、石墨烯分散剂1.5%、水性流平剂1.2%、水性消泡剂0.6%、水29.7%。

其中,氧化石墨烯表面含氧基团的氧含量为50%,溶解后单层含量为99%以上,微片大小为0.5μm,厚度为0.6nm;石墨烯分散剂为三聚氰胺和浓盐酸的混合物,其中三聚氰胺和浓盐酸的用量比为0.35:1;水溶性树脂为水性聚氨酯乳液、水性环氧乳液、水性丙烯酸树脂的组合物;填料为碳化硅、硫酸钡的组合物;水性消泡剂为乳化硅油。

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