一种辐射散热涂料及其制备方法与流程

本发明涉及一种用于白开水速效降温的辐射散热冷却涂料及其制备方法，属于辐射致冷涂料技术领域。

背景技术：

近年来全国各地学校花费大量资金配置开水饮水机给学生提供开水饮用。据调查，每个中小学生每天需饮用2000毫升左右的水，才能保持水分收支平衡。但是，将热水器中的100℃冷却降温到可饮用的温度，需要等待很长时间，中小学的课间休息时间较短(一般10分钟)，因此，给中小学生在课间休息时的饮用带来不便，影响了正常的开水饮用量。

众所周知，热传递有三种形式：热传导、热对流与热辐射。与增强热传导和对流相比，提升水杯表面的红外辐射率来增强其散热性能是一种非常有效的手段。本发明试图开发一种辐射散热涂料，通过涂层辐射降温，实现水杯内85～95℃白开水的快速降至可饮用温度。

技术实现要素：

本发明提供了一种用于开水降温的辐射散热涂料及其制备方法，解决开水降温散热时间过长的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种辐射散热涂料，包含以下质量份数的组分：

可选地，根据本发明所述的辐射散热涂料，所述碳纳米管为多壁碳纳米管。

可选地，根据本发明所述的辐射散热涂料，所述碳纳米管直径为3-4nm、长度为3-4μm。

可选地，根据本发明所述的辐射散热涂料，所述氮化硼纯度99.9％，平均粒径小于1微米。

可选地，根据本发明所述的辐射散热涂料，所述环氧树脂为环氧值在0.4-0.5的无溶剂环氧树脂。

可选地，根据本发明所述的辐射散热涂料，所述固化剂是聚酰胺、酚醛胺、聚醚胺中的至少一种。

可选地，根据本发明所述的辐射散热涂料，所述抗沉剂是有机膨润土、酰胺蜡、氢化蓖麻油中的至少一种。

可选地，根据本发明所述的辐射散热涂料，所述偶联剂是氨基官能团硅烷。

一种上述辐射散热涂料的制备方法，包括以下步骤：

将碳纳米管和氮化硼粉体搅拌混合，得到混合粉料；

将该混合粉料与环氧树脂、抗沉剂、偶联剂、固化剂放入行星式重力搅拌机进行搅拌，得到所述辐射散热涂料。

本发明的优点在于，采用多壁碳纳米管与氮化硼复合粉体作为辐射散热涂料的主要填料，在行星式重力搅拌机中无磨介高效分散，既解决了传统分散介质对碳纳米管分损失，有效的解决了纳米粉体的高效分散和低成本规模化制备，所制备涂料具有高辐射率和导热率的双重作用，其添加在涂料中，涂敷在水杯表面可使得开水最大幅度的散热降温。

附图说明

图1为多壁碳纳米管和氮化硼粉混合粉料的微观形貌扫描电镜照片图。

具体实施方式

为了能够更清楚的描述本发明，下面将结合一些具体的实施示例来详细的说明这一方法。当然本发明的保护范围绝不仅限于此。

本发明一方面提供了一种辐射散热涂料，用于涂覆在水杯上对开水降温，该辐射散热涂料包含以下质量份数的组分：

上述辐射散热涂料的组分中，所述环氧树脂是环氧值在0.4-0.5的无溶剂环氧树脂；所述碳纳米管为多壁碳纳米管，优选为直径为3-4nm、长度为3-4μm；所述氮化硼纯度99.9％，平均粒径小于1微米；所述抗沉剂是有机膨润土、酰胺蜡、氢化蓖麻油中的至少一种；所述偶联剂是氨基官能团硅烷(kh550)；所述固化剂优选为胺类固化剂，尤其优选为聚酰胺、酚醛胺、聚醚胺中的至少一种。

本发明另一方面提供了上述辐射散热涂料的制备方法，制备过程如下：先按照上述质量配比称取多壁碳纳米管和氮化硼粉体，混合均匀得到混合粉料。该混合粉料的微观形貌扫描电镜照片如图1所示，显示了显著的碳纳米管特征。将上述混合粉料与环氧树脂、抗沉剂、偶联剂、固化剂放入行星式重力搅拌机进行搅拌，得到涂料。通过行星式重力搅拌机的多维剪切方式，能够实现填充材料在树脂基体中快速均匀的分散。

使用时，称取适量的涂料与溶剂混合均匀，得到浆料，将浆料用喷涂或浸涂的方法均匀涂覆在开水杯的外表面，放置在室温条件下进行固化24小时即可使用。

为了说明本发明辐射散热涂料的降温效果，申请人进行了如下试验：将涂覆该涂料的水杯装上开水，进行降温实验，实验结果如下表1所示。

表1

由上述表1所示的实验测试结果可知，未涂覆本发明辐射散热涂料的水杯中，400毫升87℃开水在室温条件下，10分钟后降温到75.5℃；涂覆本发明辐射散热涂料的水杯中，400毫升87℃开水在室温条件下，10分钟后降温到68.9℃，降温速率提升57.4％，显示本发明的辐射散热涂料在自然对流条件下，具有良好的降温效果。

技术特征：

1.一种辐射散热涂料，其特征在于:所述辐射散热涂料包含以下质量份数的组分：

2.根据权利要求1所述的辐射散热涂料，其特征在于：所述碳纳米管为多壁碳纳米管。

3.根据权利要求2所述的辐射散热涂料，其特征在于：所述碳纳米管直径为3-4nm、长度为3-4μm。

4.根据权利要求1所述的辐射散热涂料，其特征在于：所述氮化硼纯度99.9％，平均粒径小于1微米。

5.根据权利要求1所述的辐射散热涂料，其特征在于：所述环氧树脂为环氧值在0.4-0.5的无溶剂环氧树脂。

6.根据权利要求1所述的辐射散热涂料，其特征在于：所述固化剂是聚酰胺、酚醛胺、聚醚胺中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的辐射散热涂料，其特征在于：所述抗沉剂是有机膨润土、酰胺蜡、氢化蓖麻油中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的辐射散热涂料，所述偶联剂是氨基官能团硅烷。

9.一种权利要求1-8任一项所述的辐射散热涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

将碳纳米管和氮化硼粉体搅拌混合，得到混合粉料；

将该混合粉料与环氧树脂、抗沉剂、偶联剂、固化剂放入行星式重力搅拌机进行搅拌，得到所述辐射散热涂料。

技术总结
本发明提出了一种辐射冷却涂料，包含以下质量份数的组分：环氧树脂60～70份，碳纳米管0.5～1份，氮化硼粉体15～20份，抗沉剂0.5～1份，偶联剂0.5～1份，固化剂20～30份。本发明还提供了上述辐射冷却涂料的制备方法。本发明的辐射散热涂料能够强化辐射散热，可靠地将加热后的白开水及时的进行降温，更快地为人们提供具有最适宜饮用水温的白开水。

技术研发人员：余果润
受保护的技术使用者：余果润
技术研发日：2019.12.30
技术公布日：2020.05.08