一种新型高导热纳米辐射散热涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高分子复合材料，具体地指一种新型高导热纳米辐射散热涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]散热涂料被广泛应用于电气散热设备中，主要是涂覆在高温部件表面，对高温部件的散热降温起到促进作用。在输电系统中变压器的工作处于重要地位，直接影响输电终端电力受供方的用电稳定保障和用电安全，随着社会电气化程度的日益普及化，用电量的飞速增长，输电系统承受的电力输送负荷日益提高，变压器所承受的压力巨大，在如此高负荷的变压工作中变压器会产生相对以往更多的热量，在高温环境下，变压器寿命会降低，其工作稳定性也变差，变压器出现状况，小则会影响人民的日常用电需求，会给供电系统带来巨大的经济损失，大则会影响人民的生命财产安全。对于高发热的变压器散热，单用以往的油浸式变压器不足以应对如此高热量的消散，需要在油浸式变压器表面涂覆助散热的高导热涂料，以此提高散热效率，降低变压器温度，提高变压器的使用寿命和工作稳定性。
[0003]传统变压器的散热装置一般采用铝、铁、铜等金属材料制成，一般还需要风扇和导热油、空气。通过导热油在变压器表面的直接接触，将热量运输到散热器表面，在通过风扇鼓动空气，以空气的强制对流来达到散热的目的，但此散热器具有明显的问题和局限性:
[0004]1、增加强制对流所使用的风扇，在工作过程中会产生严重的噪音污染，严重影响了周围居民的日常生活和工作。
[0005]2、气的比热为lkJ/(kg*°C )，是水比热的不到1/4，导热的动力是温度差，意味着同样散热量情况下变压器向空气导热并消散的速度很慢，因此导热散热系数有限。
[0006]3、变压器工作的环境温度影响较大，对于夏天，供电量增大变压器本身发热量增大，而环境本身气温较高，温度差偏小，散热速度更慢，夏天，变压器更容易烧坏。
【发明内容】
[0007]针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种新型高导热纳米辐射散热涂料，该涂料直接涂覆或喷涂在变压器散热器表面，能提高散热其散热效率，能对散热器表面金属起到包覆防腐作用，且散热器散热效率随温度环境影响较小。
[0008]实现本发明目的采用的技术方案是:一种新型高导热纳米辐射散热涂料，其包括基础树脂和填料，所述基础树脂是涂料用树脂，所述填料包括石墨、纳米石墨，石墨烯热解碳、热解石墨、石墨粉体、碳纳米管、碳纤维、石墨纤维中的一种或多种以及氧化锆、氮化硼、氮化硅、碳化硅、氧化钛粉体、硅酸钙铝纤维中的一种或多种。
[0009]在上述技术方案中，所述石墨、纳米石墨，石墨烯热解碳、热解石墨、石墨粉体、碳纳米管、碳纤维、石墨纤维是经过高温石墨化处理的。
[0010]在上述技术方案中，所述石墨、纳米石墨，石墨烯热解碳、热解石墨、石墨粉体、碳纳米管、碳纤维、石墨纤维是经过强酸表面改性处理的。
[0011]在上述技术方案中，所述填料由石墨、纳米石墨，石墨烯热解碳、热解石墨、石墨粉体、碳纳米管、碳纤维、石墨纤维中的一种或多种以及氧化锆、氮化硼、氮化硅、碳化硅、氧化钛粉体、硅酸钙铝纤维中一种或多种共混、机械搅拌包覆而制成的。
[0012]在上述技术方案中，所述的树脂是由环氧树脂、脂肪族改性环氧树脂、呋喃改性环氧树脂，硅橡胶、聚丁二烯、聚氨酯、氟碳树脂中一种或多种组成。
[0013]此外，本发明还提供一种上述新型高导热纳米辐射散热涂料的制备方法，该方法包括:
[0014]步骤1:将石墨、纳米石墨，石墨烯热解碳、热解石墨、石墨粉体、碳纳米管、碳纤维、石墨纤维中的一种或多种进行高温石墨化处理、球磨机粉碎成极细小颗粒和短的填料纤维；
[0015]步骤2:将石墨、纳米石墨，石墨烯热解碳、热解石墨、石墨粉体、碳纳米管、碳纤维、石墨纤维中的中的一种或多种进过强酸处理后，滤出并干燥；
[0016]步骤3:将以上处理后的这部分填料与氧化锆、氮化硼、氮化硅、碳化硅、氧化钛粉体、硅酸钙铝纤维中一种或多种进行球磨机研磨并混合，并相互包覆；
[0017]步骤4:将处理后的填料与基础树脂混合；
[0018]步骤5:混合后的材料均匀搅拌即得高导热纳米辐射散热涂料。
[0019]在上述技术方案中，所述填料含量为3wt % -25wt %。
【附图说明】
[0020]图1为本发明新型高导热纳米辐射散热涂料的制备流程图。
[0021]图2为本发明散热涂料与普通涂料升温曲线对比图。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图对本发明的几个优选实例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做得替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
[0023]本发明新型高导热纳米辐射散热涂料，包括基础树脂和填料，其中，填料包括石墨、纳米石墨，石墨烯热解碳、热解石墨、石墨粉体、碳纳米管、碳纤维、石墨纤维等的一种或多种，以及氧化锆、氮化硼、氮化硅、碳化硅、氧化镁粉体、硅酸钙铝纤维中一种或多种的复合产品；基础树脂由环氧树脂、脂肪族改性环氧树脂、呋喃改性环氧树脂，硅橡胶、聚丁二烯、聚氨酯、氟碳树脂中一种或多种组成。
[0024]本发明所用填料热导系数极高，最高可以达到3000W/ (m*K)，它们加入到涂料体系中能很大程度的提高涂料的导热性能，同时在高温环境下依然能高效的将热量转化为红外福射散射出去，降低表面温度。
[0025]以下，则结合流程图，对举例以碳纳米管作为填料纤维来制造新型高导热纳米辐射散热涂料的工业方法做出说明。
[0026]实施例一
[0027]请参考图1，本实施例为一种采用碳纳米管制备新型高导热纳米辐射散热涂料的流程图，包括以下步骤:
[0028]SlOl:将碳纳米管进行高温石墨化、粉碎和强酸预处理；
[0029]首先对碳纳米管进彳丁尚温石墨化，能有效提尚碳纳米管的纯度，再对碳纳米管进行粉碎，将碳纳米管放入球磨机中进行研磨，使碳纳米管粒子细化，提高碳纳米管粒子的表面积。
[0030]对细化后端碳纳米管，进行表面处理，将碳纳米管加入到强酸中浸泡一段时间，使碳纳米管表面氧化，再过滤出酸化后的碳纳米管，并用去离子水反复冲洗，直到滤出液呈中性，再经100°c烘烤，得到干燥的碳纳米管粉末。
[0031]S102:将表面处理的碳纳米管与氮化硼进行混合研磨；
[0032]将以上经过细化和酸化的碳纳米管，与六方氮化硼颗粒混合，并加入球磨机中，进行研磨和分散，得到以碳纳米管与氮化硼为主体的混合、相互包覆