專利名稱：氧化石墨烯散熱降溫涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧化石墨烯散熱降溫涂料及其制備方法，主要適用于水利水電工程中。
背景技術(shù)：
隨著全球范圍內(nèi)對環(huán)境問題和能源問題的日益重視，傳統(tǒng)的涂料已經(jīng)無法滿足現(xiàn)實(shí)的需求，環(huán)境友好涂料和節(jié)能涂料是目前世界各國努力發(fā)展的方向。目前，散熱涂料都是采用價(jià)格昂貴的傳熱介質(zhì)作為填料，不利于涂料的規(guī)?；膽?yīng)用。因此，尋求一種綠色環(huán)保且價(jià)格低廉的散熱降溫涂料十分迫切。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題提供一種散熱效果好、綠色環(huán)保且價(jià)格低廉的氧化石墨烯散熱降溫涂料及其制備方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是氧化石墨烯散熱降溫涂料，其特征在于，該涂料為A劑和B劑的組合物，且兩者的重量比為4 :1，其中，
A劑由以下重量百分比的原料組成
水性有機(jī)硅樹脂30 60
氧化石墨烯2 5
分散劑1 3
水性流平劑1 2
水性消泡劑O. 5 1.5
附著力促進(jìn)劑1 2
溶劑30 60
B劑由以下重量百分比的原料組成
水性固化劑20 30
乙醇70 80
所述水性有機(jī)硅樹脂的閃點(diǎn)大于100°C;分散劑為聚羧酸鈉鹽型分散劑；水性流平劑的類型為聚醚改性有機(jī)聚硅氧烷；水性消泡劑為聚二甲基硅氧烷乳液；附著力促進(jìn)劑的類型為環(huán)氧基硅烷；水性固化劑為親水型脂肪族聚異氰酸酯。所述水性有機(jī)娃樹脂米用型號為SKW001的水性有機(jī)娃改性聚酯樹脂或型號為GSN-W1995的水性有機(jī)硅改性耐溫樹脂或型號為DB-003的水性有機(jī)硅樹脂。所述分散劑的型號為sn-dispersant5040 或 T-5040 或 FU-540。所述水性流平劑的型號為LE-085或BD-3307或JY-3033。所述水性消泡劑的型號為JY-810或ZBH-305或BD-304。所述附著力促進(jìn)劑的型號為Tech-7136或PS-064或SKR-5040。所述溶劑為水和乙醇中的一種或兩者的混合物。
所述水性固化劑的型號為Bayhydur VP LS 2150BA或TPA-100或WT-2102。氧化石墨烯散熱降溫涂料的制備方法，其特征在于首先進(jìn)行A劑和B劑的制備，然后將A、B劑按4:1的重量比混合均勻，即制得所述氧化石墨烯散熱降溫涂料；
其中A劑的制備工藝如下按配比稱取水性有機(jī)硅樹脂、溶劑、氧化石墨烯放入球磨罐中，攪拌半個(gè)小時(shí)，攪拌過程中分別加入分散劑、水性流平劑、水性消泡劑和附著力促進(jìn)劑，然后以1000轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌4小時(shí)，得到A劑；
B劑的制備工藝如下按配比稱取水性固化劑和乙醇在密閉容器內(nèi)攪拌均勻，得到B劑。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明利用高熱導(dǎo)率和輻射率的氧化石墨烯作為主要散熱 介質(zhì)，將其均勻地分散在樹脂和溶劑中制備成涂料，由于氧化石墨烯均勻地分散在樹脂中，為傳熱提供了通道，有利于熱量的釋放，同時(shí)由于氧化石墨烯價(jià)格低廉，因此本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)在保證散熱效果的同時(shí)，大大降低了生產(chǎn)成本；另外，由于采用水或乙醇或兩者的混合物作為溶劑，使得噴涂好的產(chǎn)品在室溫下即可固化。本發(fā)明的散熱涂料直接涂布于散熱裝置的表面可增加其散熱面積，以提升散熱效果，具有高效、方便、綠色環(huán)保特點(diǎn)。


圖I為實(shí)施例I未涂布散熱涂料的不銹鋼板和已涂布散熱涂料不銹鋼板的溫度變化曲線圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :本實(shí)施例氧化石墨烯散熱降溫涂料為A劑和B劑的組合物，且兩者的重量比為4:1，其中，
A劑由以下組分及相應(yīng)的含量(重量、單位為千克)組成
水性有機(jī)硅樹脂30
氧化石墨烯4
分散劑I. 5
水性流平劑I. 5
水性消泡劑I
附著力促進(jìn)劑2
溶劑60 ；
B劑為與A劑聯(lián)用的水性固化劑基液，由以下組分及相應(yīng)的含量(重量、單位為千克)組
成
水性固化劑5
乙醇20。本例中，所述水性有機(jī)硅樹脂為水性有機(jī)硅改性聚酯樹脂，其型號為SKW001 ;分散劑為聚羧酸鈉鹽型分散劑，其型號為sn-dispersant5040 ;水性流平劑的類型為聚醚改性有機(jī)聚硅氧烷，其型號為LE-085 ;水性消泡劑為聚二甲基硅氧烷乳液，其型號為JY-810 ；附著力促進(jìn)劑的類型為環(huán)氧基硅烷，其型號為Tech-7136 ;溶劑為水；水性固化劑為親水型脂肪族聚異氰酸酯，其型號為Bayhydur VP LS 2150BA。
本實(shí)施例制備方法如下首先進(jìn)行A劑和B劑的制備，然后將A、B劑按4:1的重量比混合均勻，即制得所述氧化石墨烯散熱降溫涂料；
其中A劑的制備工藝如下按配比稱取水性有機(jī)硅樹脂、溶劑、氧化石墨烯放入球磨罐中，攪拌半個(gè)小時(shí)，攪拌過程中分別加入分散劑、水性流平劑、水性消泡劑和附著力促進(jìn)劑，然后以1000轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌4小時(shí)，得到A劑；即A劑的整個(gè)制備過程需時(shí)4. 5小時(shí)，首先將水性有機(jī)硅樹脂、溶劑、氧化石墨烯放入球磨罐中，進(jìn)行攪拌，攪拌過程中分別加入分散劑、水性流平劑、水性消泡劑和附著力促進(jìn)劑，該過程共需時(shí)O. 5小時(shí)；
B劑的制備工藝如下按配比稱取水性固化劑和乙醇在密閉容器內(nèi)攪拌均勻，得到B劑。將本實(shí)施例制得的涂料噴涂到不銹鋼板材上，室溫固化后，抗沖擊強(qiáng)度彡 5OKg · cm (GB1732/93)，無裂紋，附著力 I 級(GB 9286/98)。 測試方法一
準(zhǔn)備兩塊7 cmX7 cmXO. 15 cm規(guī)格的兩塊不銹鋼板材，其中一塊為對照組，其表面未涂布散熱涂料；另一塊為實(shí)驗(yàn)組，其表面涂布本實(shí)施例所制備得到的散熱涂料。將兩個(gè)一樣的5 W的LED燈的燈芯底部涂抹導(dǎo)熱膏，分別固定在這兩塊不銹鋼板材上面。接上直流電源，將兩個(gè)LED燈的功率調(diào)到一樣，利用測溫儀對兩個(gè)LED燈的燈芯進(jìn)行溫度測量，并記錄不同的不銹鋼板材情況下的溫度差異。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測試可知，5 W的LED燈固定在不銹鋼板材上后仍以同樣的功率工作，而且背面有噴本實(shí)施例的散熱涂料的不銹鋼板材上的LED燈的溫度比沒有噴涂散熱材料的不銹鋼板材上的LED燈的溫度低，溫度最大差異可達(dá)到11.8 V (如圖I所示)。由此說明本發(fā)明的氧化石墨烯散熱降溫涂料具有良好的散熱效果。測試方法二準(zhǔn)備兩塊7 cmX7 cmXO. 15 cm規(guī)格的兩塊不銹鋼板材，其中一塊為對照組，其表面未涂布散熱涂料；另一塊為實(shí)驗(yàn)組，其表面涂布本實(shí)施例制備得到的散熱涂料。將兩塊不銹鋼板材放置在加熱板上溫度(50、80、100、120、150、180、200、250 V )平衡30分鐘，將感溫線固定于板材中心處，利用測溫儀記錄此時(shí)的溫度。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測試可知，不同溫度下背面有噴本實(shí)施例散熱涂料的不銹鋼板材上的溫度比沒有噴涂散熱材料的不銹鋼板材的溫度都要低(見表1)，由此也說明本發(fā)明的氧化石墨烯散熱降溫涂料具有良好的散熱效果。表I
基材溫度(°C )|50|80|l00 1120 Il50 1180 |200 |250
溫度差 CC)| 2| 8+25 \32 !38 \U !50 |δ5
實(shí)施例2 :本實(shí)施例氧化石墨烯散熱降溫涂料為A劑和B劑的組合物，且兩者的重量比為4 :1，其中，
A劑由以下組分及相應(yīng)的含量(重量、單位為千克)組成
水性有機(jī)硅樹脂50
氧化石墨烯5
分散劑I
水性流平劑2
水性消泡劑O. 5
附著力促進(jìn)劑I. 5溶劑40 ；
B劑為與A劑聯(lián)用的水性固化劑基液，由以下組分及相應(yīng)的含量(重量、單位為千克)組
成
水性固化劑7. 5
乙醇17.5。本例中，所述水性有機(jī)硅樹脂為水性有機(jī)硅改性耐溫樹脂，其型號為GSN-W1995 ；分散劑為聚羧酸鈉鹽型分散劑，其型號為T-5040 ;水性流平劑的類型為聚醚改性有機(jī)聚硅氧烷，其型號為BD-3307 ;水性消泡劑為聚二甲基硅氧烷乳液，其型號為ZBH-305 ;附著力促進(jìn)劑的類型為環(huán)氧基硅烷，其型號為PS-064 ;溶劑為乙醇；水性固化劑為親水型脂肪族聚異氰酸酯，其型號為WT-2102。 本實(shí)施例制備方法與實(shí)施例I相同。將本實(shí)施例涂料嗔涂到不鎊鋼板材上，室溫固化后，抗沖擊強(qiáng)度> 50 Kg*cm，無裂紋，附著力O級。測試方法如實(shí)施例I中的測試方法二，結(jié)果如表2，說明本發(fā)明的氧化石墨烯散熱降溫涂料具有良好的散熱效果。表權(quán)利要求
1.一種氧化石墨烯散熱降溫涂料，其特征在于，該涂料為A劑和B劑的組合物，且兩者的重量比為4 :1，其中， A劑由以下重量百分比的原料組成 水性有機(jī)硅樹脂30 60氧化石墨烯2 5分散劑I 3水性流平劑I 2 水性消泡劑O. 5 I. 5 附著力促進(jìn)劑I 2溶劑30 60 B劑由以下重量百分比的原料組成 水性固化劑20 30乙醇70 80。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧化石墨烯散熱降溫涂料，其特征在于所述水性有機(jī)硅樹脂的閃點(diǎn)大于100°C;分散劑為聚羧酸鈉鹽型分散劑；水性流平劑的類型為聚醚改性有機(jī)聚硅氧烷；水性消泡劑為聚二甲基硅氧烷乳液；附著力促進(jìn)劑的類型為環(huán)氧基硅烷；水性固化劑為親水型脂肪族聚異氰酸酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的氧化石墨烯散熱降溫涂料，其特征在于所述水性有機(jī)硅樹脂采用型號為SKW001的水性有機(jī)硅改性聚酯樹脂或型號為GSN-W1995的水性有機(jī)硅改性耐溫樹脂或型號為DB-003的水性有機(jī)硅樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的氧化石墨烯散熱降溫涂料，其特征在于所述分散劑的型號為 sn-dispersant5040 或 T-5040 或 FU-540。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的氧化石墨烯散熱降溫涂料，其特征在于所述水性流平劑的型號為LE-085或BD-3307或JY-3033。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的氧化石墨烯散熱降溫涂料，其特征在于所述水性消泡劑的型號為JY-810或ZBH-305或BD-304。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的氧化石墨烯散熱降溫涂料，其特征在于所述附著力促進(jìn)劑的型號為Tech-7136或PS-064或SKR-5040。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的氧化石墨烯散熱降溫涂料，其特征在于所述溶劑為水和乙醇中的一種或兩者的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的氧化石墨烯散熱降溫涂料，其特征在于所述水性固化劑的型號為 Bayhydur VP LS 2150BA 或 TPA-100 或 WT-2102。
10.一種權(quán)利要求I所述氧化石墨烯散熱降溫涂料的制備方法，其特征在于首先進(jìn)行A劑和B劑的制備，然后將A、B劑按4:1的重量比混合均勻，即制得所述氧化石墨烯散熱降溫涂料； 其中A劑的制備工藝如下按配比稱取水性有機(jī)硅樹脂、溶劑、氧化石墨烯放入球磨罐中，攪拌半個(gè)小時(shí)，攪拌過程中分別加入分散劑、水性流平劑、水性消泡劑和附著力促進(jìn)劑，然后以1000轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌4小時(shí)，得到A劑； B劑的制備工藝如下按配比稱取水性固化劑和乙醇在密閉容器內(nèi)攪拌均勻，得到B劑。
全文摘要
一種氧化石墨烯散熱降溫涂料，該涂料為A劑和B劑的組合物，且兩者的重量比為4∶1，其中，A劑由以下重量百分比的原料組成水性有機(jī)硅樹脂30~60、氧化石墨烯2~5、分散劑1~3、水性流平劑1~2、水性消泡劑0.5~1.5、附著力促進(jìn)劑1~2、溶劑30~60，B劑由以下重量百分比的原料組成水性固化劑20~30、乙醇70~80，其制備方法是首先進(jìn)行A劑和B劑的制備，然后將A、B劑按4∶1的重量比混合均勻，即制得所述氧化石墨烯散熱降溫涂料；本發(fā)明利用高熱導(dǎo)率和輻射率的氧化石墨烯作為主要散熱介質(zhì)，將其均勻地分散在樹脂和溶劑中制備成涂料，該涂料直接涂布于散熱裝置的表面可增加其散熱面積，以提升散熱效果，具有高效、方便、綠色環(huán)保特點(diǎn)。
文檔編號C09D7/12GK102850911SQ201210239038
公開日2013年1月2日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者江國華, 王日精, 包世勇, 王小紅, 胡阮冰, 襲肖光 申請人:浙江理工大學(xué)