本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領域，具體涉及一種耐高溫高導熱絕緣涂料的制備工藝。
背景技術(shù)：
涂料是一種用不同的施工工藝涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定強度、連續(xù)的固態(tài)薄膜。這樣形成的膜通稱涂膜，又稱漆膜或涂層?！蓖苛暇哂斜Ｗo功能、裝飾功能以及其他基礎功能。隨著時代的發(fā)展，對涂料的要求也越來越高。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)實的需求，環(huán)境友好涂料和多功能節(jié)能涂料是目前世界各國努力發(fā)展的方向。
現(xiàn)有的幾乎所有設備都會產(chǎn)生熱量，熱量的累積會使設備的溫度升高進而影響設備的正常使用，為了保護設備，這些設備都配有散熱部分。目前為了強化散熱器的散熱效果，主要是改變散熱器的幾何形狀、散熱器的材質(zhì)、流體的流態(tài)等方式。但是這些方法的成本和運費很高，應用受到了一定的限制。強化散熱涂料的出現(xiàn)，把散熱技術(shù)推向了一個新的領域。現(xiàn)有的涂料大多散熱效果不好，不能夠盡快將設備等物品的表面將熱量散發(fā)出去以達到降溫目的，而散熱較好的散熱涂料又存在著與基體結(jié)合強度較低、使用壽命較低、耐磨耐腐蝕性差的問題，因此，如何提供一種快速高效且壽命較好的散熱涂料十分迫切。
中國專利申請?zhí)枮?01310628825.3公開了一種聚乙烯醇縮丁醛導熱涂料及其制備方法，按質(zhì)量百分比計，該導熱涂料原料配方組成為：PVB5～10％，導熱填料15～35％，溶劑50～75％，助劑1～4％；制備時，將PVB加入到溶劑中，充分溶解得到PVB溶液；將助劑加到PVB溶液中，并攪拌均勻；將導熱填料加入到步驟2)所得溶液中，用均質(zhì)分散機分散、細化；過濾，真空脫泡。該種涂料雖然與金屬基材之間具有較好的附著力，但是其導熱性、耐磨性及穩(wěn)定性仍然存在不足。
中國專利申請?zhí)枮?01110155147.4公開了一種導熱涂料，主要是由導熱粉體與合成樹脂所構(gòu)成，其中，導熱粉體的重量百分比約為導熱涂料的4％～25％，其內(nèi)部包含二氧化硅、二氧化鈦、硅酸鋯、氮化硼，另可添加三氧化二鋁及碳化硅等輔助材，而合成樹脂的重量百分比配合導熱粉體的重量百分比形成100％，其由一樹脂及至少一溶劑充分混合所構(gòu)成，此樹脂依據(jù)需求選自環(huán)氧樹脂、聚酯、丙烯酸樹脂及有機硅樹脂的其中一種。雖然該種涂料具備優(yōu)良的導電性能，但是其工作溫度低，導致其適用范圍窄，且耐磨性及與基體的附著力存在不足。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種耐高溫、導熱率高、耐蝕耐磨性好的涂料的制備工藝。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：所提供的一種耐高溫高導熱絕緣涂料的制備工藝，所述的制備工藝按照以下步驟進行，
(1)將環(huán)氧改性有機硅樹脂加入到溶劑中，充分溶解得到環(huán)氧改性有機硅樹脂溶液；
(2)將經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑表面處理過的填料加入到環(huán)氧改性有機硅樹脂溶液中，利用超聲攪拌器高速攪拌0.3-0.5h，調(diào)節(jié)粘度，再加入陶瓷粉末和納米金剛石，繼續(xù)攪拌0.2-0.3h，最后加入固化劑，繼續(xù)攪拌0.4-0.6h，待用；
(3)將步驟(2)中攪拌后的溶液經(jīng)過濾，真空脫泡處理后即可獲得所需涂料；
其中，所述涂料由以下質(zhì)量百分數(shù)的原料組成:環(huán)氧改性有機硅樹脂12-23％，溶劑33-48％，硅烷偶聯(lián)劑0.7-0.9％，填料36-42％，固化劑0.1-0.3％，陶瓷粉末0.03-0.08％和納米金剛石0.02-0.07％。
優(yōu)選的，所述固化劑為聚酰胺651。
優(yōu)選的，所述步驟(1)中攪拌前，所述溶劑的溫度預熱至30-32℃。
優(yōu)選的，所述涂料由以下質(zhì)量百分數(shù)的原料組成:環(huán)氧改性有機硅樹脂15％，溶劑45％，硅烷偶聯(lián)劑0.7％，填料39％，固化劑0.2％，陶瓷粉末0.05％和納米金剛石0.05％。
優(yōu)選的，所述溶劑包括丙二醇甲醚醋酸酯、二甲苯和醋酸丁酯。
優(yōu)選的，所述溶劑中丙二醇甲醚醋酸酯、二甲苯和醋酸丁酯的質(zhì)量比為4：3:3。
優(yōu)選的，所述填料包括氮化硅，氧化鋁，氧化鎂和氮化硼，上述組份在填料中所占的比重分別為氮化硅70-80％，氧化鋁8-15％，氧化鎂5-15％和氮化硼2-6％。
優(yōu)選的，所述氮化硅，氧化鋁，氧化鎂和氮化硼的粒徑為300-10000nm。
本發(fā)明的有益效果：
環(huán)氧改性有機硅樹脂由環(huán)氧樹脂和活性基團的有機硅低聚物經(jīng)化學改性而成，兼具環(huán)氧樹脂的優(yōu)良黏接性能、高強度和有機硅的優(yōu)異耐高溫性，同時還有優(yōu)良的電絕緣性能。該樹脂外觀為黃色均勻液體，含部分溶劑，黏度低，工藝性好，可以用環(huán)氧固化劑進行室溫或中溫固化，施工方便，固化后樹脂力學性能好。此外，該樹脂具有耐濕、耐候、耐水、耐鹽水、耐油、耐溫、防潮、電絕緣、附著力好、耐核輻射以及透波性能等優(yōu)點。故本發(fā)明選擇環(huán)氧改性有機硅樹脂作為該研究的樹脂基體。
溶劑對成膜物質(zhì)的溶解力決定了所形成的樹脂溶液的均勻性、漆液的粘度和漆液的貯存穩(wěn)定性。在涂膜干燥過程中，溶劑的揮發(fā)性極大的影響了涂膜的干燥速度、涂膜的結(jié)構(gòu)和涂膜外觀的完美型；本發(fā)明中采用具有較高的沸點及對聚酯改性有機硅樹脂良好的溶解性，且三者的沸點在120℃-150℃之間，能保證烘烤時不因揮發(fā)過快導致膜層起泡、龜裂的現(xiàn)象，且二甲苯的加入有助于降低成本。
填料的選擇對涂料的導熱性、絕緣性和穩(wěn)定性起到了重要的作用，本發(fā)明中優(yōu)選氮化硅，氧化鋁，氧化鎂和氮化硼作為填料，其中氮化硅具有較好的導熱率，且價格比傳統(tǒng)技術(shù)中使用的氮化鋁低，氧化鋁和氧化鎂也是優(yōu)良的導熱介質(zhì)，氧化鎂的導熱率約為36w/m k，比氧化鋁略高，且價格更便宜，但它在空氣中的吸濕性很高，過多填充可能會影響涂料的耐候性，氧化鋁與少量氧化鎂填料混合使用有利于涂料導熱率的提高，表現(xiàn)出較好的耐高溫和電絕緣性，所述氮化硼的折射率較好，能夠迅速將熱量以輻射形式傳遞或以折射的形式傳導出去，提高了涂料整體的散熱效率，通過選用納米級的上述填料，提高了其與基體樹脂及溶劑的結(jié)合度，分散性好，提高了涂料整體的穩(wěn)定性。本發(fā)明通過優(yōu)化氧化鋁，氧化鎂和氮化硼的配比，使得涂料整體的導熱率、耐候性、耐高溫性、電絕緣性、分散性以及穩(wěn)定性都有較大提高。
本發(fā)明中還加入了少量的陶瓷粉末，用于提高涂料的熱穩(wěn)定性，使其能夠在200-250℃的使用環(huán)境下仍能夠保持較好的性能，并可長期使用，雖然陶瓷粉末具有上述效果，但是其加入量過多或者過少容易使涂料的熱穩(wěn)定性，因此，本發(fā)明中優(yōu)選陶瓷粉末的用量為0.03-0.08％，涂料的人穩(wěn)定性獲得了較大的提高，本發(fā)明中還加入了少量的納米金剛石，一方面可提高涂料的耐磨性能，另一方面，其均勻分散在基體樹脂內(nèi)，借助其優(yōu)良的化學穩(wěn)定性，提高了涂料的防銹、耐蝕性能，本發(fā)明中納米金剛石的加入量控制在0.02-0.07％，其加入量的選擇經(jīng)過長期的實際生產(chǎn)實踐獲得，涂料的整體性能優(yōu)異，沒有因為加入量過多而造成脆性增加以及粘結(jié)性能降低，也沒有因為加入量低導致其耐磨性不足，使用壽命降低。
本發(fā)明的制備工藝簡單，可操作性強，通過分步加入各個原料組份，使得其混合充分，結(jié)合力強，顯著提高了涂料的附著力，使其能夠與基材結(jié)合牢固，不易脫落。
附圖說明
圖1為本發(fā)明所述一種耐高溫高導熱絕緣涂料制備工藝的工藝流程圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的技術(shù)方案便于理解，下面結(jié)合附圖來進一步闡述本發(fā)明的技術(shù)方案。
實施例1：
一種耐高溫高導熱絕緣涂料，所述涂料由以下質(zhì)量百分數(shù)的原料組成:環(huán)氧改性有機硅樹脂12％，溶劑48％，硅烷偶聯(lián)劑0.7％，填料39％，固化劑0.2％，陶瓷粉末0.06％和納米金剛石0.04％，其中環(huán)氧改性有機硅樹脂具體為環(huán)氧改性有機硅樹脂HG-41。
在本實施例中，所述溶劑包括丙二醇甲醚醋酸酯、二甲苯和醋酸丁酯，且它們的質(zhì)量比為4：3:3。
在本實施例中，所述填料包括氮化硅，氧化鋁，氧化鎂和氮化硼，上述組份在填料中所占的比重分別為氮化硅70％，氧化鋁15％，氧化鎂10％和氮化硼5％。
在本實施例中，所述氮化硅，氧化鋁，氧化鎂和氮化硼的粒徑為300-10000nm。
如圖1所示，一種耐高溫高導熱絕緣涂料的制備工藝，所述的制備工藝按照以下步驟進行，
(1)在環(huán)氧改性有機硅樹脂中加入到溶劑中，充分溶解得到環(huán)氧改性有機硅樹脂溶液，攪拌前，所述溶劑的溫度預熱至31℃；
(2)將經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑表面處理過的填料加入到環(huán)氧改性有機硅樹脂溶液中，利用超聲攪拌器高速攪拌0.3h，調(diào)節(jié)粘度，再加入陶瓷粉末和納米金剛石，繼續(xù)攪拌0.3h，最后加入固化劑，繼續(xù)攪拌0.5h，待用；
(3)將步驟(2)中攪拌后的溶液經(jīng)過濾，真空脫泡處理后即可獲得所需涂料。
實施例2：
一種耐高溫高導熱絕緣涂料，所述涂料由以下質(zhì)量百分數(shù)的原料組成:環(huán)氧改性有機硅樹脂15％，溶劑45％，硅烷偶聯(lián)劑0.7％，填料39％，固化劑0.2％，陶瓷粉末0.05％和納米金剛石0.05％，其中環(huán)氧改性有機硅樹脂具體為環(huán)氧改性有機硅樹脂HG-41。
在本實施例中，所述溶劑包括丙二醇甲醚醋酸酯、二甲苯和醋酸丁酯，且它們的質(zhì)量比為4：3:3。
在本實施例中，所述填料包括氮化硅，氧化鋁，氧化鎂和氮化硼，上述組份在填料中所占的比重分別為氮化硅75％，氧化鋁10％，氧化鎂10％和氮化硼5％。
在本實施例中，所述氮化硅，氧化鋁，氧化鎂和氮化硼的粒徑為300-10000nm。
如圖1所示，一種耐高溫高導熱絕緣涂料的制備工藝，所述的制備工藝按照以下步驟進行，
(1)在環(huán)氧改性有機硅樹脂中加入到溶劑中，充分溶解得到環(huán)氧改性有機硅樹脂溶液，攪拌前，所述溶劑的溫度預熱至30℃；
(2)將經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑表面處理過的填料加入到環(huán)氧改性有機硅樹脂溶液中，利用超聲攪拌器高速攪拌0.4h，調(diào)節(jié)粘度，再加入陶瓷粉末和納米金剛石，繼續(xù)攪拌0.3h，最后加入固化劑，繼續(xù)攪拌0.6h，待用；
(3)將步驟(2)中攪拌后的溶液經(jīng)過濾，真空脫泡處理后即可獲得所需涂料。
實施例3：
一種耐高溫高導熱絕緣涂料，所述涂料由以下質(zhì)量百分數(shù)的原料組成:環(huán)氧改性有機硅樹脂23％，溶劑35％，硅烷偶聯(lián)劑0.7％，填料41％，固化劑0.2％，陶瓷粉末0.06％和納米金剛石0.04％，其中環(huán)氧改性有機硅樹脂具體為環(huán)氧改性有機硅樹脂HG-41。
在本實施例中，所述溶劑包括丙二醇甲醚醋酸酯、二甲苯和醋酸丁酯，且它們的質(zhì)量比為4：3:3。
在本實施例中，所述填料包括氮化硅，氧化鋁，氧化鎂和氮化硼，上述組份在填料中所占的比重分別為氮化硅80％，氧化鋁8％，氧化鎂8％和氮化硼4％。
在本實施例中，所述氮化硅，氧化鋁，氧化鎂和氮化硼的粒徑為300-10000nm。
如圖1所示，一種耐高溫高導熱絕緣涂料的制備工藝，所述的制備工藝按照以下步驟進行，
(1)在環(huán)氧改性有機硅樹脂中加入到溶劑中，充分溶解得到環(huán)氧改性有機硅樹脂溶液，攪拌前，所述溶劑的溫度預熱至30-32℃；
(2)將經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑表面處理過的填料加入到環(huán)氧改性有機硅樹脂溶液中，利用超聲攪拌器高速攪拌0.3h，調(diào)節(jié)粘度，再加入陶瓷粉末和納米金剛石，繼續(xù)攪拌0.3h，最后加入固化劑，繼續(xù)攪拌0.5h，待用；
(3)將步驟(2)中攪拌后的溶液經(jīng)過濾，真空脫泡處理后即可獲得所需涂料。
經(jīng)過以上工藝步驟后，取出涂料樣品，將其用刷子刷到金屬基材上，涂層厚度為0.5mm，涂刷后烘干，并對其各項性能進行檢測，得出如下數(shù)據(jù)：
由以上數(shù)據(jù)可知，制備出的涂料樣品，附著力強，導熱率、硬度高，達到了預期的力學性能和導熱率要求，且耐熱性和耐化學腐蝕性達到了優(yōu)級。
顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。