一種用于散熱器的水性導(dǎo)熱涂料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于散熱器的水性導(dǎo)熱涂料及其制備方法，屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域。包括有按重量份計(jì)的如下組分：水性環(huán)氧樹(shù)脂20～45份、包含改性納米粒子的有機(jī)硅樹(shù)脂10～15份、硅溶膠5～10份、導(dǎo)熱填料15～30份、防腐填料5～10份、水20～45份、助劑1～5份。本發(fā)明所提供的水性導(dǎo)熱涂料具有附著力好、導(dǎo)熱性能好的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種用于散熱器的水性導(dǎo)熱涂料及其制備方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種用于散熱器的水性導(dǎo)熱涂料及其制備方法，屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004] 換熱器作為化工行業(yè)中不可或缺的設(shè)備，其設(shè)備的投資達(dá)到總投資的10~40%左 右，每年因換熱器的腐蝕而導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失。換熱器防腐蝕導(dǎo)熱涂料不僅需要保證其 有足夠的耐腐蝕性能，還要保證其良好的導(dǎo)熱性能。傳統(tǒng)的換熱器防腐蝕導(dǎo)熱涂料有環(huán) 氧-酚醛系防腐蝕導(dǎo)熱涂料，該種涂料有著優(yōu)異的耐酸堿性能，但該類(lèi)涂料不耐溫，在工作 溫度超過(guò)200 °C時(shí)便不適宜使用。
[0005] CN102876176A公開(kāi)了一種用于換熱器的涂料及其制備方法，該涂料包括以下組分 及重量份含量:成膜樹(shù)脂30~50、添加劑樹(shù)脂5~30、顏料10~20、填料0~10、助劑2~5、溶 劑10~40、觸變劑0.5~1，將添加劑樹(shù)脂加入到部分溶劑中攪拌，膨潤(rùn)土加入到剩余溶劑 中，再加入余下組分，最后加入添加劑樹(shù)脂，調(diào)節(jié)粘度后冷卻至室溫即可。CN105295639A涉 及一種換熱器內(nèi)壁及其制備方法，屬于防腐涂料制備技術(shù)領(lǐng)域;其中各組分的重量份為氨 基樹(shù)脂30~40份、呋喃樹(shù)脂25~35份、陶瓷粉5~10份、滑石粉3~7份、硬脂酸鋅6~10份、活 性稀釋劑3~7份、氯乙稀11~15份、無(wú)水乙醇40~46份、丁醚化氨基樹(shù)脂8~12份、抗氧化劑 1~5份、抗靜電劑2~8份;其制備方法為將固體原料混合均勾，球磨30~40min，再加入其他 原料，在3000~3500r/miη條件下攬摔30~35miη后，在45~55 °C條件下超聲處理30~ 40min，即得成品。CN101328386A公開(kāi)了一種用于燃?xì)庠O(shè)備的銅質(zhì)換熱器防腐涂料及其加工 方法，其組分和重量百分比如下：丙烯酸改性有機(jī)硅樹(shù)脂40~60%，環(huán)氧樹(shù)脂2~10%，溶劑15 ~35%，氨基樹(shù)脂3~8%，鈦白粉0~5%，碳黑4~6%，石墨粉2~3%，分散劑0.3~0.5%，云母粉0 ~3%，滑石粉0~3%，助劑0.5~2%。
[0006] 但是，上述的涂料存在著附著力和導(dǎo)熱性能不佳的問(wèn)題。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是:提供一種應(yīng)用于散熱部件上使用的水性涂料，要求具有附著力 好、導(dǎo)熱性能好的優(yōu)點(diǎn)。
[0009] 技術(shù)方案是： 一種用于散熱器的水性導(dǎo)熱涂料，包括有按重量份計(jì)的如下組分： 水性環(huán)氧樹(shù)脂20~45份、包含改性納米粒子的有機(jī)硅樹(shù)脂10~15份、硅溶膠5~10份、 導(dǎo)熱填料15~30份、防腐填料5~10份、水20~45份、助劑1~5份。
[0010] 所述的導(dǎo)熱填料是氮化鋁、玻璃粉、硫酸鋇和鈦白粉的任意重量比混合物，優(yōu)選范 圍是等重量比的混合物。
[0011] 所述的防腐填料是磷酸鋅、改性磷酸鋅、鉬酸鋅一種或幾種任意比例混合物。
[0012 ]所述的硅溶膠中的固含量范圍是20~30wt%。
[0013]所述的助劑是由潤(rùn)濕劑、分散劑、成膜助劑、pH調(diào)節(jié)劑、消泡劑、流變助劑按任意比 例混合物。
[0014] 所述的包含改性納米粒子的有機(jī)硅樹(shù)脂的制備方法是： 第1步、按重量份計(jì)，取甲基三乙氧基硅烷60~80份，加入至700~900份水中，在水解催 化劑的作用下進(jìn)行水解;水解完成后，升溫進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行減壓蒸餾，得到 有機(jī)娃樹(shù)脂； 第2步、將有機(jī)硅樹(shù)脂、1-三氟甲基-1，3-丁二烯10~20份、鈦酸酯催化劑0.4~0.7份、 乙酸乙酯15~20份混合均勻，在氬氣的保護(hù)下，加熱進(jìn)行脫水縮合反應(yīng)，得到改性有機(jī)硅樹(shù) 脂； 第3步、將改性有機(jī)硅樹(shù)脂升溫至80~90°C，加入硅酸乙酯5~10份，進(jìn)行反應(yīng)，結(jié)束后 降溫，減壓蒸除溶劑后，得到包含改性納米粒子的有機(jī)硅樹(shù)脂； 所述的第1步中，水解催化劑是甲酸，用量為〇. 1~〇. 4份。
[0015] 所述的第1步中，水解反應(yīng)的時(shí)間是1~5小時(shí)，7K解溫度〇~5°C。
[0016] 所述的第2步中，反應(yīng)溫度110~120°C，反應(yīng)時(shí)間1~3小時(shí)。
[0017] 所述的第3步中，反應(yīng)溫度80~90°C，反應(yīng)時(shí)間1~2小時(shí)。
[0018] 水性導(dǎo)熱涂料制備方法是:將水性環(huán)氧樹(shù)脂、包含改性納米粒子的有機(jī)娃樹(shù)脂、娃 溶膠、和水混合攪拌均勻;然后邊攪拌邊加入防腐填料及導(dǎo)熱填料，攪拌均勻;加入助劑，攪 拌均勻，得水性防腐涂料。
[0019] 有益效果 本發(fā)明所提供的水性導(dǎo)熱涂料具有附著力好、導(dǎo)熱性能好的優(yōu)點(diǎn)。
[0020]
【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下實(shí)施例所采用的部分試劑是： 水性環(huán)氧樹(shù)脂(OudraSperse W3 6001，陶氏化學(xué)） 硅溶膠(PA30，山東百特新材料有限公司） 助劑：潤(rùn)濕劑(FLASH-X 330，美國(guó)Halox公司）、分散劑(Bykl91，德國(guó)畢克）、成膜助劑 (Texanol，伊士曼化工公司）、pH調(diào)節(jié)劑(AMP-95，陶氏化學(xué)）、消泡劑(海川8225，海川新材料 科技有限公司）、流變助劑(凹凸棒土，南京團(tuán)結(jié)活性白土廠(chǎng)）。
[0022] 實(shí)施例1 水性導(dǎo)熱涂料，是按重量份計(jì)的如下組分所制成： 水性環(huán)氧樹(shù)脂20份、包含改性納米粒子的有機(jī)硅樹(shù)脂10份、硅溶膠5份、導(dǎo)熱填料15份、 防腐填料磷酸鋅5份、水20份、助劑1份。
[0023]所述的導(dǎo)熱填料是氮化鋁、玻璃粉、硫酸鋇和鈦白粉等重量比的混合物。
[0024]所述的硅溶膠中的固含量范圍是20wt%。
[0025] 所述的助劑是由潤(rùn)濕劑、分散劑、成膜助劑、pH調(diào)節(jié)劑、消泡劑、流變助劑按等重量 比例混合物。
[0026] 所述的包含改性納米粒子的有機(jī)硅樹(shù)脂的制備方法是： 第1步、按重量份計(jì)，取甲基三乙氧基硅烷60份，加入至700份水中，在水解催化劑的作 用下進(jìn)行水解，水解催化劑是甲酸，用量為0.1份，水解反應(yīng)的時(shí)間是1小時(shí)，水解溫度〇°C; 水解完成后，升溫進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行減壓蒸餾，得到有機(jī)硅樹(shù)脂； 第2步、將有機(jī)硅樹(shù)脂、1-三氟甲基-1，3-丁二烯10份、鈦酸酯催化劑0.4份、乙酸乙酯15 份混合均勻，在氬氣的保護(hù)下，加熱進(jìn)行脫水縮合反應(yīng)，反應(yīng)溫度ll〇°C，反應(yīng)時(shí)間1小時(shí)，得 到改性有機(jī)硅樹(shù)脂； 第3步、將改性有機(jī)硅樹(shù)脂升溫至80°C，加入硅酸乙酯5份，進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度80°C，反 應(yīng)時(shí)間1小時(shí)，結(jié)束后降溫，減壓蒸除溶劑后，得到包含改性納米粒子的有機(jī)硅樹(shù)脂； 水性導(dǎo)熱涂料制備方法是:將水性環(huán)氧樹(shù)脂、包含改性納米粒子的有機(jī)硅樹(shù)脂、硅溶 膠、和水混合攪拌均勻;然后邊攪拌邊加入防腐填料及導(dǎo)熱填料，攪拌均勻;加入助劑，攪拌 均勻，得水性防腐涂料。
[0027] 實(shí)施例2 水性導(dǎo)熱涂料，是按重量份計(jì)的如下組分所制成： 水性環(huán)氧樹(shù)脂45份、包含改性納米粒子的有機(jī)硅樹(shù)脂15份、硅溶膠10份、導(dǎo)熱填料30 份、防腐填料磷酸鋅10份、水45份、助劑5份。
[0028] 所述的導(dǎo)熱填料是氮化鋁、玻璃粉、硫酸鋇和鈦白粉等重量比的混合物。
[0029]所述的硅溶膠中的固含量范圍是30wt%。
[0030]所述的助劑是由潤(rùn)濕劑、分散劑、成膜助劑、pH調(diào)節(jié)劑、消泡劑、流變助劑按等重量 比例混合物。
[0031 ]所述的包含改性納米粒子的有機(jī)硅樹(shù)脂的制備方法是： 第1步、按重量份計(jì)，取甲基三乙氧基硅烷80份，加入至900份水中，在水解催化劑的作 用下進(jìn)行水解，水解催化劑是甲酸，用量為〇. 4份，水解反應(yīng)的時(shí)間是5小時(shí)，水解溫度5°C ; 水解完成后，升溫進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行減壓蒸餾，得到有機(jī)硅樹(shù)脂； 第2步、將有機(jī)硅樹(shù)脂、1-三氟甲基-1，3-丁二烯20份、鈦酸酯催化劑0.7份、乙酸乙酯20 份混合均勻，在氬氣的保護(hù)下，加熱進(jìn)行脫水縮合反應(yīng)，反應(yīng)溫度120°C，反應(yīng)時(shí)間3小時(shí)，得 到改性有機(jī)硅樹(shù)脂； 第3步、將改性有機(jī)硅樹(shù)脂升溫至90°C，加入硅酸乙酯10份，進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度90°C， 反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)，結(jié)束后降溫，減壓蒸除溶劑后，得到包含改性納米粒子的有機(jī)硅樹(shù)脂； 水性導(dǎo)熱涂料制備方法是:將水性環(huán)氧樹(shù)脂、包含改性納米粒子的有機(jī)硅樹(shù)脂、硅溶 膠、和水混合攪拌均勻;然后邊攪拌邊加入防腐填料及導(dǎo)熱填料，攪拌均勻;加入助劑，攪拌 均勻，得水性防腐涂料。
[0032] 實(shí)施例3 水性導(dǎo)熱涂料，是按重量份計(jì)的如下組分所制成： 水性環(huán)氧樹(shù)脂20~45份、包含改性納米粒子的有機(jī)硅樹(shù)脂12份、硅溶膠7份、導(dǎo)熱填料 20份、防腐填料磷酸鋅7份、水35份、助劑3份。
[0033]所述的導(dǎo)熱填料是氮化鋁、玻璃粉、硫酸鋇和鈦白粉等重量比的混合物。
[0034]所述的硅溶膠中的固含量范圍是25wt%。
[0035] 所述的助劑是由潤(rùn)濕劑、分散劑、成膜助劑、pH調(diào)節(jié)劑、消泡劑、流變助劑按等重量 比例混合物。
[0036] 所述的包含改性納米粒子的有機(jī)硅樹(shù)脂的制備方法是： 第1步、按重量份計(jì)，取甲基三乙氧基硅烷70份，加入至800份水中，在水解催化劑的作 用下進(jìn)行水解，水解催化劑是甲酸，用量為〇. 3份，水解反應(yīng)的時(shí)間是3小時(shí)，水解溫度：TC ; 水解完成后，升溫進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行減壓蒸餾，得到有機(jī)硅樹(shù)脂； 第2步、將有機(jī)硅樹(shù)脂、1-三氟甲基-1，3-丁二烯13份、鈦酸酯催化劑0.5份、乙酸乙酯18 份混合均勻，在氬氣的保護(hù)下，加熱進(jìn)行脫水縮合反應(yīng)，反應(yīng)溫度115°C，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)，得 到改性有機(jī)硅樹(shù)脂； 第3步、將改性有機(jī)硅樹(shù)脂升溫至85 °C，加入硅酸乙酯7份，進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度85 °C，反 應(yīng)時(shí)間2小時(shí)，結(jié)束后降溫，減壓蒸除溶劑后，得到包含改性納米粒子的有機(jī)硅樹(shù)脂； 水性導(dǎo)熱涂料制備方法是:將水性環(huán)氧樹(shù)脂、包含改性納米粒子的有機(jī)硅樹(shù)脂、硅溶 膠、和水混合攪拌均勻;然后邊攪拌邊加入防腐填料及導(dǎo)熱填料，攪拌均勻;加入助劑，攪拌 均勻，得水性防腐涂料。
[0037] 對(duì)照例1 與實(shí)施例3的區(qū)別在于:有機(jī)硅未經(jīng)過(guò)1-三氟甲基-1，3-丁二烯的改性處理，在制備步 驟的第2步中未加入1-三氟甲基-1，3-丁二烯。
[0038] 水性導(dǎo)熱涂料，是按重量份計(jì)的如下組分所制成： 水性環(huán)氧樹(shù)脂20~45份、包含改性納米粒子的有機(jī)硅樹(shù)脂12份、硅溶膠7份、導(dǎo)熱填料 20份、防腐填料磷酸鋅7份、水35份、助劑3份。
[0039]所述的導(dǎo)熱填料是氮化鋁、玻璃粉、硫酸鋇和鈦白粉等重量比的混合物。
[0040] 所述的硅溶膠中的固含量范圍是25wt%。
[0041] 所述的助劑是由潤(rùn)濕劑、分散劑、成膜助劑、pH調(diào)節(jié)劑、消泡劑、流變助劑按等重量 比例混合物。
[0042] 所述的包含改性納米粒子的有機(jī)硅樹(shù)脂的制備方法是： 第1步、按重量份計(jì)，取甲基三乙氧基硅烷70份，加入至800份水中，在水解催化劑的作 用下進(jìn)行水解，水解催化劑是甲酸，用量為〇. 3份，水解反應(yīng)的時(shí)間是3小時(shí)，水解溫度：TC ; 水解完成后，升溫進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行減壓蒸餾，得到有機(jī)硅樹(shù)脂； 第2步、將有機(jī)硅樹(shù)脂、鈦酸酯催化劑0.5份、乙酸乙酯18份混合均勻，在氬氣的保護(hù)下， 加熱處理，溫度是115°C，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)，得到改性有機(jī)硅樹(shù)脂； 第3步、將改性有機(jī)硅樹(shù)脂升溫至85 °C，加入硅酸乙酯7份，進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度85 °C，反 應(yīng)時(shí)間2小時(shí)，結(jié)束后降溫，減壓蒸除溶劑后，得到包含改性納米粒子的有機(jī)硅樹(shù)脂； 水性導(dǎo)熱涂料制備方法是:將水性環(huán)氧樹(shù)脂、包含改性納米粒子的有機(jī)硅樹(shù)脂、硅溶 膠、和水混合攪拌均勻;然后邊攪拌邊加入防腐填料及導(dǎo)熱填料，攪拌均勻;加入助劑，攪拌 均勻，得水性防腐涂料。
[0043] 涂層性能試驗(yàn) 將薄鋼板(50mm X 120mm X 0 · 5mm)采用1000目細(xì)砂紙進(jìn)行打磨處理； 將實(shí)施例配制涂料用稀釋劑開(kāi)稀至17-19S/20°C (涂4杯測(cè)），在適度為濕度為50-80% 條件下使用ANNEST IWATA NEW-71空氣噴槍噴涂于薄鋼板，流平1-3分鐘后，在220°C烘箱烘 烤20min，干膜厚度為25-40μπι得到的涂膜性能檢測(cè)下表所示。
[0044] 從表中可以看出，本發(fā)明提供的水性涂料具有較好的附著力，并且導(dǎo)熱性能優(yōu)異。 特別是實(shí)施例3相對(duì)于對(duì)照例1來(lái)說(shuō)，通過(guò)對(duì)有機(jī)硅樹(shù)脂進(jìn)行1-三氟甲基-1，3-丁二烯改性 之后，有效地提高了涂料的導(dǎo)熱性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于散熱器的水性導(dǎo)熱涂料，其特征在于:包括有按重量份計(jì)的如下組分:水性 環(huán)氧樹(shù)脂20~45份、包含改性納米粒子的有機(jī)硅樹(shù)脂10~15份、硅溶膠5~10份、導(dǎo)熱填料 15~30份、防腐填料5~10份、水20~45份、助劑1~5份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于散熱器的水性導(dǎo)熱涂料，其特征在于:所述的導(dǎo)熱填料是 氮化鋁、玻璃粉、硫酸鋇和鈦白粉的任意重量比混合物，優(yōu)選范圍是等重量比的混合物。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于散熱器的水性導(dǎo)熱涂料，其特征在于:所述的防腐填料是 磷酸鋅、改性磷酸鋅、鉬酸鋅一種或幾種任意比例混合物。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于散熱器的水性導(dǎo)熱涂料，其特征在于:所述的硅溶膠中的 固含量范圍是20~30wt%。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于散熱器的水性導(dǎo)熱涂料，其特征在于:所述的助劑是由潤(rùn) 濕劑、分散劑、成膜助劑、PH調(diào)節(jié)劑、消泡劑、流變助劑按任意比例混合物。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于散熱器的水性導(dǎo)熱涂料，其特征在于:所述的包含改性納 米粒子的有機(jī)硅樹(shù)脂的制備方法是:第1步、按重量份計(jì)，取甲基三乙氧基硅烷60~80份，加 入至700~900份水中，在水解催化劑的作用下進(jìn)行水解;水解完成后，升溫進(jìn)行聚合反應(yīng)， 反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行減壓蒸餾，得到有機(jī)硅樹(shù)脂;第2步、將有機(jī)硅樹(shù)脂、1-三氟甲基-1，3-丁二 烯10~20份、鈦酸酯催化劑0.4~0.7份、乙酸乙酯15~20份混合均勻，在氬氣的保護(hù)下，加 熱進(jìn)行脫水縮合反應(yīng)，得到改性有機(jī)硅樹(shù)脂;第3步、將改性有機(jī)硅樹(shù)脂升溫至80~90°C，加 入硅酸乙酯5~10份，進(jìn)行反應(yīng)，結(jié)束后降溫，減壓蒸除溶劑后，得到包含改性納米粒子的有 機(jī)硅樹(shù)脂。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于散熱器的水性導(dǎo)熱涂料，其特征在于:所述的第1步中，水 解催化劑是甲酸，用量為〇. 1~〇. 4份;水解反應(yīng)的時(shí)間是1~5小時(shí)，水解溫度0~5 °C。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于散熱器的水性導(dǎo)熱涂料，其特征在于:所述的第2步中，反 應(yīng)溫度110~120 °C，反應(yīng)時(shí)間1~3小時(shí);所述的第3步中，反應(yīng)溫度80~90 °C，反應(yīng)時(shí)間1~2 小時(shí)。9. 權(quán)利要求8任一項(xiàng)所述的用于散熱器的水性導(dǎo)熱涂料制備方法，其特征在于:包括如 下步驟:將水性環(huán)氧樹(shù)脂、包含改性納米粒子的有機(jī)硅樹(shù)脂、硅溶膠、和水混合攪拌均勻;然 后邊攪拌邊加入防腐填料及導(dǎo)熱填料，攪拌均勻;加入助劑，攪拌均勻，得水性防腐涂料。
【文檔編號(hào)】C09D5/08GK105949951SQ201610401568
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月11日
【發(fā)明人】劉平
【申請(qǐng)人】劉平