[发明专利]一种基于氧化石墨烯的水性高效散热涂料及其制备方法

说明书

本发明提供一种基于氧化石墨烯的水性高效散热涂料及其制备方法，所述散热涂料包括：水性氟碳乳液树脂20～30份；水性醋酸乙烯‑乙烯共聚乳液树脂12～18份；水性丙烯酸乳液树脂5～14份；导热金属粉3～8份；纳米碳化硅5～15份；云母2～5份；氧化石墨烯0.5～1份；水9～52.5份。本发明通过上述散热涂料配方中各组分的相互结合作用，热源产生的热量能够通过石墨烯及导热金属粉形成的导热网络迅速均匀地传到扩散到涂膜表面的石墨烯，表面石墨烯再迅速以对流、红外辐射的形式把热量散发出去，从而达到大幅度降低热源温度的效果，解决了目前市场上电子产品导热散热难、普通散热功能涂料散热效果不理想等问题。

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体地说，涉及一种基于氧化石墨烯的水性高效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设备的散热性能已成为推进工业进步的重要课题。

然而，现有的应用于电子元器件的散热涂层存在散热效果不佳、粘结力不强、耐候性差等问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种基于氧化石墨烯的水性高效散热涂料及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种基于氧化石墨烯的水性高效散热涂料，包括以下质量份数的各组分：

优选地，所述导热金属粉为银粉、铜粉、铝粉、氮化铝和氮化硅中的一种或多种组合，所述导热金属粉的粒度为1～10μm。

优选地，所述导热金属粉经物理包覆改性处理；所述物理包覆改性处理的方法包括以下步骤：

在SLG连续粉体表面改性机中加入导热金属粉，进行机械分散0.5-1h,然后加入表面改性剂进行表面改性处理，控制温度在70～200℃，继续进行机械分散1-3h，即可。

优选地，所述表面改性剂为氟碳表面活性剂。

优选地，所述氧化石墨烯表面含氧基团的氧含量为30～50％，溶解后单层含量为99％以上，微片大小为0.5～2μm，厚度为0.35～1.20nm。

氧化石墨烯的含氧量：氧化石墨烯表面具有大量含氧基团，因此具有很好的溶剂溶解度，和聚合物的亲和性。含氧基团的氧含量在30～50％，水溶性非常好，溶解后单层含量为99％以上。含氧基团的数量过大或过小都会影响溶剂的溶解度和聚合物的亲和性。

石墨烯微片大小：石墨烯微片过大将会影响溶剂的溶解度。

石墨烯微片厚度：单层石墨烯的厚度为0.35nm,单层率99％的要求，可以保证大部分微片的厚度保持在0.35nm左右。最高三层的重叠厚度为1.20nm.石墨烯单层率越高对涂料的溶解性越好。

本发明还提供了一种基于氧化石墨烯的水性高效散热涂料的制备方法，包括以下步骤：

A、按照比例，将导热金属粉、纳米碳化硅、云母、氧化石墨烯进行混合、分散、加热、研磨，制得混合粉末；

B、将水性氟碳乳液树脂、水性醋酸乙烯-乙烯共聚乳液树脂、水性丙烯酸乳液树脂进行混合、加热和第一次搅拌，制得混合树脂；

C、在混合树脂中加入所述混合粉末和水进行第二次搅拌，制得基于氧化石墨烯的散热涂料。