[发明专利]一种氟树脂散热涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种散热涂料，具体涉及一种氟树脂散热涂料及其制备方法。

背景技术

随着电子工业的高速发展，现代电子设备正日益成为高密度组装的高度集成系统，这使得产品的热流密度日趋变大。如果产品的散热能力不足，部件及电路温度上升，就会使设备热变形与热失效，影响到电子产品的性能与寿命。另外，在冶金、石化、陶瓷、医药等行业领域中，往往涉及各种工业锅炉、电站锅炉、火焰炉等炉体，其散热性能对人员的安全及设备的可靠运行至关重要。因此，如何提高电子工业及其他领域的散热性能已成为推进工业进步的重要课题。

针对系统散热问题，常采用主动及被动散热方式，而许多工作场合由于不能有机械振动与机械噪音、功率较小且要求散热成本低、尺寸或结构等原因不便安装风扇且要求能强化散热的同时保护金属基体等情况。因此，在各类工业散热器表面涂敷高辐射率的涂料来提高其散热性能，在自然对流散热的同时结合辐射散热将是很有效的散热方式，在某些情况下有着不可替代的优势。例如在航空航天领域，宇宙航天器的余热最终只能通过辐射器以辐射的方式散发出去，高辐射率涂料作为重要的强化辐射散热材料倍受关注。

目前国内外在导热散热涂料方面的研究并不多，局限在溶剂型涂料，如中国专利申请号CN200810146607.5一种散热涂料及其制备方法中，采用硅树脂和有机溶剂，添加碳化硅、铝粉和氧化锌来制备散热涂料；中国专利申请号201110165349.7一种耐高温无卤阻燃型紫外光固化阴焊油墨的制备力法，采用环氧丙烯酸类光敏树脂、光引发剂、环氧树脂、固化剂、填料、稀释剂等来制备散热涂料，其添加的油墨成分与无机导热填料的混合性差，影响涂料性能。

目前研究的溶剂型树脂一般采用丙烯酸树脂、聚氨酯树脂和有机硅树脂，其固化时间往往需要一个小时左右，固化温度需要达到摄氏150度，生产成本高并造成一定的环境污染；而在各种树脂之中，氟树脂涂料由于引入的氟元素电负性大，碳氟键能强，其耐候性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性强，而且具有独特的非粘性和低磨擦性，是目前综合性能最高的涂料品牌，而使用氟树脂制备散热涂料，目前尚未有报道。

在现有散热涂料中，填料一般为金属材料及石墨材料。石墨粉的导热率一般在150-300W/(M·K)，金属材料中导热率优越的银粉也仅为429W/(M·K)，且价格昂贵，对涂料整体导热率的提高帮助有限。而单层石墨烯的导热率为3080-5150W/(M·K)，多层石墨烯的导热率一般也在1500W/(M·K)以上，远高于石墨粉以及银粉的导热率，作为散热涂料添加物方面的应用，目前尚未见报道。

另外，本发明通过添加电子转移型有机化合物，在具有优越耐热导热性能基础上，大幅度提高散热涂料的热辐射率，改善了涂料的散热性能。

最后，本发明通过添加碳纳米管来改善散热涂料中导热填料混合性差的问题，其与树脂有着良好的结合界面，有利于其在树脂中的分散，能够提高填料与树脂的相容性和亲和力，从而降低界面之间的接触热阻，提高导热系数，最终形成了一个“点-线-面”的三维大网络导热体系。

综上分析，采用性能优越的氟树脂及改变添加物成分所制备的新型散热涂料有着十分广泛的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导热效率、辐射效率更高、散热效果更好的新型氟树脂散热涂料。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种氟树脂散热涂料，组合物包括氟树脂、专用稀释剂、填料、固化剂，其重量配比如下：

氟树脂40％～60％

专用稀释剂40％～50％

填料2％～10％

固化剂2％～5％

其中，所述的氟树脂为氟碳树脂和氟硅树脂中的一种或其组合。

其中，所述的氟碳树脂具体为聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、聚氟乙烯(PVF)等的一种或其组合。

其中，所述的专用稀释剂为硝基漆稀释剂、酚醛漆稀释剂、丙烯酸漆稀释剂、环氧漆稀释剂、有机硅漆稀释剂等的一种或其组合物。

其中，所述的填料为石墨烯、电子转移型有机化合物、碳纳米管、钛白粉的一种或其组合。

其中，所述碳纳米管的纯度≥95wt％，灰分≤0.2wt％，比表面积约为40～300m²/g。

其中，所述钛白粉为金红石型或锐钛型的一种或其组合。