[發明專利]一種水性石墨烯散熱涂料及其制備、噴涂方法

在審

• 申請號: 202111034320.5
• 申請日: 2021-09-03
• 公開（公告）號: CN113881295A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 肖倩;孫金梅
• 申請（專利權）人: 北京旭碳新材料科技有限公司;東旭科技集團有限公司
• 主分類號: C09D133/00
• 分類號: C09D133/00;C09D7/61
• 代理公司: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙) 11447
• 代理人: 王浩然

本公開涉及一種水性石墨烯散熱涂料，所述水性石墨烯散熱涂料中的組分包括水性樹脂、石墨烯分散漿料、去離子水、導熱粒子、導電炭黑、第一助劑和第二助劑；所述水性石墨烯散熱涂料中包括：20?55重量份的水性樹脂、30?65重量份的石墨烯分散漿料、5?45重量份的去離子水、1.5?12重量份的導熱粒子、0.5?2重量份的導電炭黑、5?20重量份的第一助劑和3?8重量份的第二助劑。該水性石墨烯散熱涂料可以實現低污染、易凈化、無刺激、安全性高。

技術領域

本公開涉及散熱涂料領域，具體地，涉及一種水性石墨烯散熱涂料及其制備、噴涂方法。

背景技術

散熱涂料是通過向涂料中添加金屬導熱填料與非金屬導熱填料，從而提高涂料的散熱性能，在散熱元器件、散熱基板材料、加熱元件等器材中使用散熱涂料，可以將電子元件溫度控制在正常的范圍內。常用的高導熱填料分為碳基類填料，如：石墨烯、碳纖維、金剛石等；金屬類填料，如：銀(Ag)、銅(Cu)、鋁(Al)等；陶瓷類填料，如：碳化硅(SiC)、氧化鎂(MgO)、氮化硼(BN)等。其中，石墨烯單層導熱率為5300W/m·k，超過了現有的其他導熱材料，在導熱材料領域具有十分高的應用價值。而且，石墨烯還具有超高的比表面積，且機械強度高、化學穩定性好，這些性能使得石墨烯在涂料領域具有廣泛的應用前景。

傳統溶劑型散熱涂料含有大量有機溶劑，釋放揮發性有機物(VOC)，不僅污染環境，在運輸儲存過程中也具有一定的安全隱患，故其應用愈來愈受到限制。水性石墨烯散熱涂料以水為溶劑，具有低污染、易凈化、無刺激、提高安全性等特點，成為涂料行業大力發展的綠色環保型涂料。但是，目前石墨烯散熱涂料中，石墨烯難以形成導熱通路，散熱效果仍然達不到應用要求。

因此，亟需提供一種石墨烯散熱涂料，使石墨烯在涂料中具有形成導熱通路的能力，增加涂料的散熱性能。

發明內容

本公開提供了一種水性石墨烯散熱涂料及其制備方法，該水性石墨烯散熱涂料低污染、易凈化、無刺激、安全性高。

為了實現上述目的，本公開第一方面提供了一種水性石墨烯散熱涂料，所述水性石墨烯散熱涂料中的組分包括水性樹脂、石墨烯分散漿料、去離子水、導熱粒子、導電炭黑、第一助劑和第二助劑；

其中，所述水性石墨烯散熱涂料中包括：20-55重量份的水性樹脂、30-65重量份的石墨烯分散漿料、5-45重量份的去離子水、1.5-12重量份的導熱粒子、0.5-2重量份的導電炭黑、5-20重量份的第一助劑和3-8重量份的第二助劑。

本公開第二方面提供了第一方面所述的水性石墨烯散熱涂料的制備方法，所述方法包括如下步驟：S1、將水性樹脂、去離子水和第一助劑混合后將其分散攪拌得到第一混合物；S2、將導熱粒子、導電炭黑和石墨烯分散漿料加入到所述第一混合物中，得到第二混合物；S3、將所述第二混合物研磨至其中的固形物粒徑小于10μm，過濾得到導熱黑漿；S4、將所述導熱黑漿、去離子水、水性樹脂和第二助劑加入容器中攪拌均勻后得到水性石墨烯散熱涂料；所述步驟S2還包括：向第二混合物中加入研磨介質，所述第二混合物與研磨介質添加量的質量比為1：(0.2-0.4)。

本公開第三方面提供了第一方面所述的水性石墨烯散熱涂料的噴涂方法，其中，所述噴涂方法的步驟包括：A1、將金屬基材進行預處理，清除所述金屬基材表面的污物；A2、將水性石墨烯散熱涂料攪拌均勻后噴涂到所述金屬基材表面，將其置于烘箱干燥處理。

通過上述技術方案，本公開采用石墨烯分散體作為散熱填料，分散性好、導熱性能優，能夠有效對散熱器、發熱器進行輻射散熱與傳導散熱；且通過加入不同粒徑的導熱粒子，橋接石墨烯和填料粒子，提高石墨烯在涂料中形成導熱通路的能力，減少界面散射，增加涂料的散熱性能。

本公開的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

具體實施方式