[發(fā)明專利]一種輕質(zhì)散熱涂料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010005024.1
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111117476A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設計）人: 蘇孟興;梁宇;張心悅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D7/61
• 代理公司: 洛陽公信知識產(chǎn)權(quán)事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 常曉虎

本發(fā)明涉及一種輕質(zhì)散熱涂料及其制備方法，所述輕質(zhì)散熱涂料通過將高導熱石墨纖維、石墨烯加入樹脂體系中制備而成。所制備的輕質(zhì)散熱涂料具有熱導率高、發(fā)射率高、密度低、易施工等特點，可應用于手機、平板電腦、筆記本電腦等電子產(chǎn)品，大幅提升散熱效果，具有較高的經(jīng)濟價值，前景廣闊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能材料領(lǐng)域，具體地說本發(fā)明涉及一種輕質(zhì)散熱涂料及其制備方法，通過將高導熱石墨纖維、石墨烯加入樹脂體系中制備而成，具有優(yōu)異的散熱性能。

背景技術(shù)

手機、平板電腦、筆記本電腦等電子產(chǎn)品在使用過程中會在CPU、GPU等局部產(chǎn)生大量熱量，造成局部溫度過高，如果熱量無法快速散失，將嚴重降低產(chǎn)品的使用性能，大幅縮短其使用壽命，甚至燙傷使用者。為了提升產(chǎn)品性能，主要通過粘貼導熱膠和安裝金屬散熱鰭片等方式進行散熱，但這些方式存在價格高、易變形導致散熱效果較差、重量大等缺點。近年來，人們又開發(fā)了界面接觸的散熱涂料，可以方便涂裝在電子產(chǎn)品的平面和曲面表面，起到導熱和散熱作用。申請?zhí)枮?01810426423.8的專利公開了一種電子設備外殼用高散熱涂料，主要成分為鍍銀玻璃微珠、石墨粉、碳納米管和環(huán)氧樹脂，但該專利沒有給出散熱涂料的性能數(shù)據(jù)，而且采用鍍銀玻璃微珠，銀在較高溫度下容易氧化而使散熱性能快速衰減。申請?zhí)枮?01610599486.4的專利公開了一種散熱涂料，主要組分為瀝青基碳纖維粉、納米氮化硅、氮化鋁、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂等，主要用于燈具散熱，但該專利未給出具體散熱數(shù)據(jù)。一般來說，普通散熱涂料添加金屬粉體、碳納米管、碳纖維粉、氮化硅、氮化硼、氮化鋁等散熱填料，熱導率在1~5 W/(m?k)范圍，散熱效果較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種輕質(zhì)散熱涂料及其制備方法，通過將高導熱石墨纖維、石墨烯加入樹脂體系中制備而成，具有優(yōu)異的散熱性能，以滿足電子產(chǎn)品使用過程中局部溫度過高急需快速散熱的需求。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種輕質(zhì)散熱涂料，其成分包括填料和樹脂體系，所述填料主要包括高導熱石墨纖維和石墨烯；所述高導熱石墨纖維的纖維長度為100nm~50μm，纖維直徑為1nm~10μm，添加量為涂料總質(zhì)量的1%~40%；所述石墨烯層數(shù)為1～5層，以石墨烯漿料形式加入，石墨烯在石墨烯漿料中的含量為1%~10%，石墨烯的添加量為涂料總質(zhì)量的0.1%~5.0%；所述樹脂體系包括環(huán)氧樹脂、聚氨酯、丙烯酸、硅氧烷、醇酸、氨基、聚酯、有機硅和氟碳，樹脂體系的添加量為涂料總質(zhì)量的5.0%~85.0%；所述輕質(zhì)散熱涂料的導熱率大于50 W/(m?k)。

所述的填料還包括其他體質(zhì)填料，其他體質(zhì)填料為二氧化鈦、高嶺土、沉淀硫酸鋇中的一種或多種，其他體質(zhì)填料的添加量為涂料總質(zhì)量的10.0%~75.0%。

制備所述的輕質(zhì)散熱涂料的方法，包括如下步驟：

步驟一，將所需的高導熱石墨纖維置于110±5℃的烘箱中烘干，烘干時間為2～12h，自然冷卻后將高導熱石墨纖維分別裝袋密封備用，并進行標識；

步驟二，將樹脂體系和分散劑分別按照占涂料總質(zhì)量5.0%~85.0%和0.2%~2.0%進行稱量，然后加入料桶，并加入溶劑，低速攪拌5～45min，分散均勻后按照所述的添加量加入高導熱石墨纖維和石墨烯，然后高速攪拌15～60min，分散均勻后再研磨0.5～4h至涂料細度達到60μm以下，經(jīng)檢測粘度合格后，進行過濾、出料和包裝，得到輕質(zhì)散熱涂料成品。

所述的分散劑是指BYK110、BYK130或EFKA4010。

所述溶劑為二甲苯、正丁醇或丙酮。

所述溶劑總的添加量為涂料總質(zhì)量的5%-20%，溶劑采用分步添加的形式，第一次添加溶劑添加量的70%，混合均勻后，進行低速攪拌和后續(xù)工序，當研磨至要求細度后，再次加入剩余的溶劑，并混合均勻、檢查涂料黏度。

所述高速攪拌的速度為1200～1500 r/min。