專利名稱：一種絕緣導(dǎo)熱耐高溫電器涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種絕緣導(dǎo)熱耐高溫電器涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來歐美發(fā)達(dá)國家相繼將各類民用電器產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到我國生產(chǎn)，對(duì)絕緣導(dǎo)熱耐高溫電器涂料的需求也與日俱增。此外，市場上能夠同時(shí)具備絕緣導(dǎo)熱耐高溫這些優(yōu)異性能的涂料較少，國內(nèi)高溫涂層研究主要集中在絕熱、耐燒蝕方面，對(duì)其導(dǎo)熱性能關(guān)注極少，故導(dǎo)熱絕緣涂料方面的研究很少見報(bào)道。耐高溫型導(dǎo)熱絕緣涂料可作為H級(jí)絕緣涂料，廣泛用于電器電機(jī)、變壓器線圈的浸潰、電樞線圈、定子內(nèi)部的表面覆蓋漆等，還可用于化工設(shè)備機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)及排氣管內(nèi)壁、各種加熱器等的高溫涂料。然而，大多數(shù)聚合物基涂層不導(dǎo)熱或低導(dǎo)熱，甚至是絕熱的(如導(dǎo)彈外熱防護(hù)涂層)。但是，在某些散熱或熱傳導(dǎo)場合卻需要涂層具有較高導(dǎo)熱性能。涂層在高溫下具有良好的導(dǎo)熱能力，對(duì)于器件的散熱很重要。導(dǎo)熱性能的提高將大大提高加熱器件的加熱效率或散熱器的散熱效率，這對(duì)于提高能源的使用效率、延長設(shè)備的使用壽命等都具有重要的意義。因此開展絕緣導(dǎo)熱耐高溫涂料關(guān)鍵技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化，解決導(dǎo)熱與絕緣之間的矛盾，克服涂料只絕緣或只導(dǎo)熱單一性，具有重要的理論意義及實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。有機(jī)硅耐高溫涂料一般由純有機(jī)硅樹脂或經(jīng)過改性后的有機(jī)硅樹脂為基料配以無機(jī)耐高溫的填料、溶劑、其他助劑組成。目前國外已有大量的研究成果，尤以美國、日本的發(fā)展為佳。如美國道康寧公司的DC - 805有機(jī)硅樹脂與鋁粉配合具有良好的鋁粉漂浮性和撓曲性，可耐650°C的高溫 ，已在DC-9飛機(jī)的熱交換器上使用。美國TempilDivision制造了用于航天飛機(jī)的有機(jī)硅涂料PyromarkSeries2500，其是由DC-805和DC-806兩種有機(jī)硅樹脂添加耐火顏填料組成，其耐熱溫度高達(dá)1371°C。這種涂料同時(shí)也是熱反射涂料，其可用于保護(hù)登月艙合金外表面免受加熱和磨蝕，能經(jīng)受從室溫到1093°C溫度變化的考驗(yàn)，循環(huán)20次不被破壞。日本在這方面也有不錯(cuò)的成績，日本國立材料化工研究所用硅倍半環(huán)氧乙烷混合物與1，3 —雙苯基乙烯基苯共聚得到能耐1000°C高溫的新型有機(jī)硅聚合物。這些材料的耐熱性能均十分出色，但在絕緣性或?qū)嵝苑矫鎱s存在不足。目前國內(nèi)對(duì)于高溫涂層研究主要集中在絕熱、耐燒蝕方面，對(duì)其導(dǎo)熱性能關(guān)注極少，故導(dǎo)熱絕緣涂層方面的研究很少見報(bào)道。周文英等人以環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂為基體，氮化硅、氧化鋁混合填料為導(dǎo)熱填料制備了導(dǎo)熱絕緣涂料，熱導(dǎo)率高達(dá)1.25w.(m.kr1，介電常數(shù)5.7，表電阻率分別為3 X IO13 Ω.cm與4.3 XlO13 Ω，只適合長期200°C下使用；耿世達(dá)使用酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂(物理共混法)等填充氮化硼制備一種低膨脹系數(shù)的耐高溫絕緣導(dǎo)熱涂料，主要用于電子電路基板的涂布；李捃鵬以丙烯酸酯單體、乙烯基硅油等為主要原料，合成出一種有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液；然后將表面處理過的氮化硼(BN)和助劑等加入到上述乳液中，制成導(dǎo)熱絕緣型水性粘接涂層，粘接涂層同時(shí)具有絕緣導(dǎo)熱耐高溫性能，但制備物不適合于用作表面涂層，且僅能在200度以下使用求，另外導(dǎo)熱性能并未得到研究，且純有機(jī)硅樹脂制備的涂料較脆，容易開裂；王國志等人使用有機(jī)硅樹脂和耐高溫填料使涂料具有耐高溫性和絕緣性，抗開裂性能好，但同樣沒有考慮涂層的導(dǎo)熱性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種絕緣導(dǎo)熱耐高溫電器涂料及其制備方法。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
一種絕緣導(dǎo)熱耐高溫電器涂料，其是由如下質(zhì)量百分比的組分組成:30-60%的環(huán)氧有機(jī)硅樹脂、1-20%的普通填料、10-50%的芳烴溶劑、1-10%的酯類溶劑，0.1-2%的消泡劑、1-5%的偶聯(lián)劑、20-50%的導(dǎo)熱填料。所述的普通填料為高嶺土、硫酸鋇、玻璃粉、無水透明粉、滑石粉、云母片、活性納米鈣、硅灰石粉中的至少一種。所述的消泡劑為有機(jī)硅消泡劑、聚醚消泡劑、高碳醇消泡劑中的至少一種。所述的芳烴溶劑為甲苯或二甲苯。所述的酯類溶劑為乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯中的至少一種。所述的導(dǎo)熱填料為氮化硅、氧化鎂、氧化鋅、碳化硅中的至少一種。所述的環(huán)氧有機(jī)硅樹脂是通過以下制備工藝步驟制備的:
1)將2-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷混合，加入氨水調(diào)節(jié)PH，再加水于20-40°C下進(jìn)行水解反應(yīng)3-5h，再將反應(yīng)體系升溫至55-65°C，并抽真空至產(chǎn)物粘稠，即制得有機(jī)硅預(yù)聚物；
2)再向步驟I)的反應(yīng)體系中加入芳烴溶劑，該有機(jī)硅預(yù)聚物繼續(xù)自聚合反應(yīng)20-40min ;再抽真空，升溫至75_85°C繼續(xù)反應(yīng)10_30min ;升溫至105_115°C后進(jìn)行縮聚反應(yīng)15-30min得有機(jī)硅溶膠；
3)將雙酚A型環(huán)氧樹脂加入步驟2)中的溶膠中進(jìn)行充分的混合分散即可。所述的環(huán)氧有機(jī)硅樹脂的制備工藝步驟I)中，調(diào)節(jié)pH至9-10。所述的環(huán)氧有機(jī)硅樹脂的制備工藝的甲基苯基二甲氧基硅烷、2_(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、雙酚A型環(huán)氧樹脂、芳烴溶劑、水的質(zhì)量比為1:1.5_3:7.5_9:2.5_3.5:0.3_0.5。一種絕緣導(dǎo)熱耐高溫電器涂料的制備方法，包括以下步驟:將各組份進(jìn)行充分的分散，研磨、過濾即可。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明制備的絕緣導(dǎo)熱耐高溫電器涂料具有較好的附著力、耐高溫性能，導(dǎo)熱能力也較好。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明:
實(shí)施例1: 一種絕緣導(dǎo)熱耐高溫電器涂料，其配方組成如下表1:
權(quán)利要求
1.種絕緣導(dǎo)熱耐高溫電器涂料，其特征在于:其是由如下質(zhì)量百分比的組分組成:30-60%的環(huán)氧有機(jī)硅樹脂、1-20%的普通填料、10-50%的芳烴溶劑、1_10%的酯類溶劑，0.1-2%的消泡劑、1-5%的偶聯(lián)劑、20-50%的導(dǎo)熱填料。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絕緣導(dǎo)熱耐高溫電器涂料，其特征在于:所述的普通填料為高嶺土、硫酸鋇、玻璃粉、無水透明粉、滑石粉、云母片、活性納米鈣、硅灰石粉中的至少一種。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絕緣導(dǎo)熱耐高溫電器涂料，其特征在于:所述的消泡劑為有機(jī)硅消泡劑、聚醚消泡劑、高碳醇消泡劑中的至少一種。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絕緣導(dǎo)熱耐高溫電器涂料，其特征在于:所述的芳烴溶劑為甲苯或二甲苯。
5.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絕緣導(dǎo)熱耐高溫電器涂料，其特征在于:所述的酯類溶劑為乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯中的至少一種。
6.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絕緣導(dǎo)熱耐高溫電器涂料，其特征在于:所述的導(dǎo)熱填料為氮化硅、氧化鎂、氧化鋅、碳化硅中的至少一種。
7.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絕緣導(dǎo)熱耐高溫電器涂料，其特征在于:所述的環(huán)氧有機(jī)硅樹脂是通過以下制備工藝步驟制備的: 1)將2-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷混合，加入氨水調(diào)節(jié)PH，再加水于20-40°C下進(jìn)行水解反應(yīng)3-5h，再將反應(yīng)體系升溫至55-65°C，并抽真空至產(chǎn)物粘稠，即制得有機(jī)硅預(yù)聚物； 2)再向步驟I)的反應(yīng)體系中加入芳烴溶劑，該有機(jī)硅預(yù)聚物繼續(xù)自聚合反應(yīng)20-40min ;再抽真空，升溫至75_85°C繼續(xù)反應(yīng)10_30min ;升溫至105_115°C后進(jìn)行縮聚反應(yīng)15-30min得有機(jī)硅溶膠； 3)將雙酚A型環(huán)氧樹脂加入步驟2)中的溶膠中進(jìn)行充分的混合分散即可。
8.據(jù)權(quán)利要求7所述的一種絕緣導(dǎo)熱耐高溫電器涂料，其特征在于:步驟I)中，調(diào)節(jié) pH 至 9-10。
9.據(jù)權(quán)利要求7所述的一種絕緣導(dǎo)熱耐高溫電器涂料，其特征在于:所述的甲基苯基二甲氧基硅烷、2-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、雙酚A型環(huán)氧樹脂、芳烴溶劑、水的質(zhì)量比為 1:1.5-3:7.5-9:2.5-3.5:0.3-0.5。
10.利要求1所述的一種絕緣導(dǎo)熱耐高溫電器涂料的制備方法，包括以下步驟:將各組份進(jìn)行充分的分散，研磨、過濾即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種絕緣導(dǎo)熱耐高溫電器涂料，其是由如下質(zhì)量百分比的組分組成30-60%的環(huán)氧有機(jī)硅樹脂、1-20%的普通填料、10-50%的芳烴溶劑、1-10%的酯類溶劑，0.1-2%的消泡劑、1-5%的偶聯(lián)劑、20-50%的導(dǎo)熱填料。一種絕緣導(dǎo)熱耐高溫電器涂料的制備方法，包括以下步驟將各組份進(jìn)行充分的分散，研磨、過濾即可。本發(fā)明制備的絕緣導(dǎo)熱耐高溫電器涂料具有較好的附著力、耐高溫性能，導(dǎo)熱能力也較好。
文檔編號(hào)C09D183/06GK103087614SQ20131000749
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者何彥萱, 尚小琴, 湯敏妮, 黃代俊, 劉汝鋒, 郭俊浩, 郭侍衡 申請(qǐng)人:廣州大學(xué)