[发明专利]高性能匀隔热复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及隔热材料领域，具体涉及一种高性能匀隔热复合材料的制备方法。

背景技术

随着智能化电子产品使用的日益扩大，智能手机、手表、平板以及可穿戴电子产品的不断普及，各类电子产品也不断整合了越来越多的消费类功能，在各类电子产品越来越纤薄化的大发展方向下，对功能日益强大的电子产品来说，发热集中也越来越成为了需要解决的突出问题。

电子产品芯片发热量大，发热集中，而散热空间狭小或者几乎没有，尤其是与芯片相应位置的热会直接渗透传递到产品的外壳。电子产品热量的集中不但直接影响着芯片的使用寿命，且会因为表面发热严重、温度过高给客户带来糟糕的使用体验，更有甚者，与接触皮肤的可穿戴式产品还会造成低温烫伤事故。

因此，一种有效的匀隔热材在阻隔热量的同时将多余热量匀开，进一步达到热源对应区域的温度，可大大增强客户体验度，还能有效延长芯片的使用寿命。

常见的隔热方法一般分为物理隔热、红外发射隔热、红外辐射隔热三大类。物理隔热是采用导热系数低的材料比如气凝胶、发泡聚氨酯、玻璃微珠等传热不良体；红外发射隔热则是采用红外反射高的一类粉体材料比如金红石二氧化钛将热红外线反射；红外辐射隔热则是利用碳化硅、炭黑等红外热辐射率高的材料将多余热量辐射，从而减少热量往被保护侧的传递速度，从而达到降温隔热的效果。

一般而言，三大类隔热方法无法共同采用，物理阻隔很难与红外反射联合使用；红外反射与红外辐射同样如此。此外，没有任何隔热材料是完全的热传导系数为零，何况考虑到隔热材料大规模量产，以及材料本身的附着性能、阻燃、贴合等性能，隔热材料的隔热效果均会打上一定折扣。因此热源集中区域的热量随着接触时间的延长也会传递到被保护侧，无法均开，造成被保护侧的残留热集中问题依然存在。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能匀隔热复合材料的制备方法，用以解决现有技术中的隔热材料隔热方法单一和隔热效果差的问题。

本发明提供了一种高性能匀隔热复合材料的制备方法，具体包括如下步骤，其中各原料均按重量份计：

1)混合配料：将水性树脂20-50份和分散剂1-2份投入配料筒中，以500-2000rpm的转速预分散1-30分钟，然后加入二氧化钛15-25份和红外辐射隔热粉体材料15-25份，以500-2000rpm的转速预分散1-30分钟，最后加入偶联剂1-2份和水2-5份，将配料筒中的物料转入纳米球磨机中以500-2000rpm的转速球磨分散1-300分钟，得到物料A；

2)增稠过滤脱泡：将增稠剂1-2份、消泡剂1-2份、水性发泡粉1-2份和水2-5份与步骤1)所得物料A混合，以500-2000rpm的转速球磨分散1-30分钟，经200-500目过滤网过滤，然后采用真空脱泡机抽脱泡30分钟，得到隔热涂料；

3)涂布发泡：将步骤2)所得隔热涂料采用滚涂工艺在金属基材上涂布一定厚度的湿膜，采用多段式加热烘干段，经过40℃-180℃的梯度烘道后，完成表干、固化、发泡、定型的过程，最后贴合轻离型保护膜，制得高性能匀隔热复合材料。

进一步的，所述水性树脂为水性聚氨酯树脂和/或水性丙烯酸树脂。

进一步的，所述二氧化钛为金红石型，粒径为1-5μm。

进一步的，所述红外辐射隔热材料为氮化硼、碳化硅、氧化铁和氮化铝中的一种或几种。

进一步的，所述偶联剂为KH550、KH560和KH570中的一种或几种。

进一步的，所述水性发泡粉为单组份发泡粉或双组份发泡粉。

进一步的，所述金属基材为铜箔、铝箔和铜铝复合基材中的一种或几种的组合。

采用上述本发明技术方案的有益效果是：

本发明方法制备的高性能匀隔热复合材料综合几种隔热方法，具有很好的匀隔热效果，具体为：

1)采用水性树脂为成膜基材，采用水性发泡粉受热发泡赋予材料低导热系数的物理隔热性能；

2)在水性树脂中加入金红石型二氧化钛粉体，其优良的红外反射能力赋予材料红外反射隔热性能；

3)在水性树脂中加入氮化硼、碳化硅、氧化铁和氮化铝此类红外热辐射率高的粉体材料，赋予材料优良的红外辐射功能；

4)将三种隔热方式整合在同一种涂料中，一次加工过程可实现三种隔热效果，从而达到高效降温隔热的目的；

5)采用涂布烘干发泡的工艺，实现在金属基材上涂布的同时，完成发泡过程；