一种含有石墨烯的UV辐射固化散热涂料及其制备方法技术

本发明专利技术属于散热材料技术领域，公开了一种含有石墨烯的UV辐射固化散热涂料及其制备方法，按照重量份由30％‑70％UV辐射固化树脂及单体、30％‑70％混合溶剂、0.1％‑5％光引发剂、0.1％‑5％助剂、1％‑30％的导热填料和0.1％‑5％改性石墨烯或改性氧化石墨烯组成。加入UV辐射固化树脂及单体、混合溶剂；中速搅拌，至树脂及单体溶解；依次加入光引发剂、及其他助剂；搅拌，至分散；搅拌下，加入导热填料，没入溶液后，搅拌，至导热填料分散；搅拌下，加入改性石墨烯或改性氧化石墨烯，待没入溶液后，搅拌，至石墨烯分散；超声分散，至石墨烯分散；分装进容器。本发明专利技术提高涂层的整体强度，并避免石墨烯的团聚，提供优良的导热能力。

UV radiation curing heat absorbing coating containing graphene and preparation method thereof

The invention belongs to the technical field of heat dissipation material, and discloses a UV radiation curing heat dissipation coating with graphene and a preparation method, which is based on the weight portion of the 30% 70%UV radiation curing resin and the monomer, the 30% solvent 70% mixed solvent, the 0.1% 5% light initiator, 0.1% 5% auxiliary, 1% 30% thermal conductive filler and 0.1% (5%) modified graphene or modified graphene oxide. Adding UV radiation curing resin and monomer, mixed solvent; stirring at medium speed to dissolve the resin and monomer; adding photoinitiator and other auxiliaries in turn; stirring and dispersing; stirring, adding heat conductive fillers, stirring and dispersing heat conductive fillers; stirring, adding modified graphene or modified graphite oxide. Olefin, when it is not in the solution, agitator to disperse graphene, disperse it to graphene and disperse into the container. The invention improves the overall strength of the coating, avoids agglomeration of graphene, and provides excellent thermal conductivity.

【技术实现步骤摘要】
一种含有石墨烯的UV辐射固化散热涂料及其制备方法
本专利技术属于散热材料
，尤其涉及一种含有石墨烯的UV辐射固化散热涂料及其制备方法。
技术介绍
涂料指涂布在物体表面形成一层连续的薄膜，并对物体起到保护、装饰或其他特殊功能作用的，液体或固体的材料。而UV固化涂料是二十世纪末流行于欧美、日本等地的一个新型涂料品种。最早应用于家具、地板、手机、随身听外壳等的表面涂装处理，后来，其应用领域现进一步扩展到化妆品容器、电视机及电脑等家用电器领域和摩托车及罩光等其他领域。其具有不含挥发性有机化合物(VOC)，对环境污染小，固化速度快，常温固化节省能源，节省占地面积的优点，适合于高速自动化生产。并且在性能方面，其也具有相较于传统涂料而言更高的硬度、柔韧、耐磨抗刮性、耐化学药品、高光泽等特性。具有优良性能的UV固化涂料，目前被广泛用于3C数码产品，如手机壳、面板、键盘的涂装，相比传统的双组分的加热固化的涂料而言，能够大幅度提升生产效率以及其他各项性能。而当前的3C产品，其内部的集成电路，随着科技的进步，越来越密集化、微型化、高效化，巨大的发热量与越来越捉襟见肘的散热能力之间难以取得平衡，当由电子产品内部电子元器件工作产生的热量传导到产品表面时，传导速度变慢，容易集中在局部区域，不能得到有效的分散，且散热也很慢，以上因素综合作用，导致温度过高，长时间处于此状态，容易损害电子元器件的使用寿命。因此，需要更多、更好的散热方式来改善3C产品的发热问题。常用的散热方案，主要包括改进材料——高导热低热阻；增加界面材料——如导热膏；制作工艺改进——改进散热结构；增加外部散热机构——散热鳍片、散热涂层。其中的散热涂层一项，可以提高3C产品的导热散热能力，并且几乎不增加3C产品的体积，然而由于其导热散热能力依然较差，并未在3C产品中得到很好的应用。目前的UV涂料，其主体树脂一般热导率在0.4W/(m·K)以内，这一热导率远低于普通金属材料，比如铝合金导热率在100-200W/(m·K)左右，铜在398W/(m·K)，在导热散热方面的效果很差，容易使热量积聚，导致电子元器件过热从而影响使用寿命。石墨烯的热导率高达5000W/(m·K)以上，远高于目前金属中热导率最高的银的417W/(m·K)，用石墨烯对UV涂料进行改性，可以有效提高UV涂料的热导率，使热量均匀分布，解决热量积聚的问题，并且石墨烯具有很高的红外发射率，可以强化产品表面的辐射散热，提高UV涂层的散热能力。一种UV固化散热组合物、散热膜及其制备方法，公布了一种UV固化散热组合物、散热膜及其制备方法，该UV固化散热组合物包括下述重量份的组份：5-20份的无机散热纳米材料浆料，70-90份的高官能度UV固化树脂，0.5-15份的光引发剂，0.1-10份的助剂；所述无机散热纳米材料浆料包括1-30份的无机散热纳米材料，0.1-5份的分散剂，70-95份的低官能度UV固化型丙烯酸酯单体。其不足之处在于，虽然通过添加大量的无机散热纳米材料(包括石墨烯)，来改善UV涂料的散热性，但是由于并未对其中的石墨烯进行改性处理，而石墨烯本身表面官能团少，使得其与树脂体系的相容性不佳，容易导致树脂与石墨烯之间界面疏松，降低涂层内部聚合物、石墨烯之间界面的导热能力，且石墨烯本身容易团聚，使得原本应该呈片状互相以面来进行搭接的石墨烯变成团状以点互相接触，不能充分利用石墨烯面内导热率高的优势，丧失其本身优越的导热性能。而如果对石墨烯进行了改性处理，使得表面拥有更多官能团，在树脂中充分分散，一方面和树脂的结合更加紧密，界面间导热能力更强，另一方面石墨烯呈片状分布，更大程度的利用石墨烯的面内导热率高的优势，同时，由于相容性的提高，石墨烯更不易在涂料中发生沉淀现象。如此处理，UV涂料将具有更高效的散热能力、更好的储存稳定性。综上所述，现有技术存在的问题是：目前散热涂料存在石墨烯未进行改性处理，与树脂体系的相容性不佳，导致涂层疏松、强度低，且石墨烯本身容易团聚，丧失导热性能，使得导热、散热能力差。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种含有石墨烯的UV辐射固化散热涂料及其制备方法、计算机。本专利技术是这样实现的，一种含有石墨烯的UV辐射固化散热涂料(性能检测报告见附表1、表2、图2)，所述含有石墨烯的UV辐射固化散热涂料按照重量份由30％-70％UV辐射固化树脂及单体、30％-70％混合溶剂、0.1％-5％光引发剂、0.1％-5％助剂、1％-30％的导热填料和0.1％-5％改性石墨烯或改性氧化石墨烯组成。进一步，所述UV辐射固化树脂及单体为2官能度至6官能度的UV固化型聚氨酯丙烯酸酯树脂、UV固化型聚酯丙烯酸酯树脂、UV固化型环氧丙烯酸酯树脂、UV固化型聚醚丙烯酸酯树脂、UV固化型纯丙烯酸树脂、UV固化型丙烯酸酯单体中的一种或多种的组合。进一步，所述混合溶剂位乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚、乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮。进一步，所述光引发剂位2，4，6，-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、α-氧代苯乙酸甲酯、2异丙基硫杂蒽酮、4-二甲胺基-苯甲酸乙酯、安息香双甲醚、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、4-氯二苯甲酮、二苯甲酮中的一种或多种的组合。进一步，所述助剂为流平剂、分散剂、消泡剂、防沉剂、紫外光稳定剂、多元硫醇中的一种或几种的组合；进一步，所述含有石墨烯的UV辐射固化散热涂料的导热填料为碳纤维、碳纳米管、氧化铝、氮化铝、氮化硅、氮化硼、氮化硼纳米管、碳化硅、氧化镁、氧化锌、氧化硅、银粉、铜粉、铝粉、中的一种或多种的组合，粒径范围为10-3000纳米。本专利技术的另一目的在于提供一种所述含有石墨烯的UV辐射固化散热涂料的制备方法，所述含有石墨烯的UV辐射固化散热涂料的制备方法包括以下步骤：步骤一，加入UV辐射固化树脂及单体、混合溶剂；步骤二，300RPM-900RPM中速搅拌10min-30min，至树脂及单体溶解；步骤三，依次加入光引发剂、及其他助剂；步骤四，300RPM-900RPM搅拌10min-30min，至分散；步骤五，50RPM-300RPM搅拌下，加入导热填料，没入溶液后，600RPM-1500RPM搅拌10min-30min，至导热填料分散；步骤六，50RPM-300RPM搅拌下，加入改性石墨烯或改性氧化石墨烯，待没入溶液后，600RPM-1500RPM搅拌10min-30min，至石墨烯分散；步骤七，超声分散1h-6h，至石墨烯分散，粒径符合生产要求；步骤八，分装进容器。本专利技术的另一目的在于提供一种所述含有石墨烯的UV辐射固化散热涂料的制备方法使用的改性石墨烯的制备方法，所述改性石墨烯的制备方法包括：(1)将0.1-5份氧化石墨烯分散于90-99份水中，制成氧化石墨烯水分散液；(2)向90-100份氧化石墨烯水分散液中加入1-5份钛酸酯和0.1-5份水合肼，在70-90℃水浴加热法下回流反应12-24h；(3)将获得的混合液进行后处理和真空干燥，得到粉末状改性石墨烯。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有石墨烯的UV辐射固化散热涂料，其特征在于，所述含有石墨烯UV辐射固化散热涂料按照重量份由30％‑70％UV辐射固化树脂及单体、30％‑70％混合溶剂、0.1％‑5％光引发剂、0.1％‑5％助剂、1％‑30％的导热填料和0.1％‑5％改性石墨烯或改性氧化石墨烯组成。

【技术特征摘要】
1.一种含有石墨烯的UV辐射固化散热涂料，其特征在于，所述含有石墨烯UV辐射固化散热涂料按照重量份由30％-70％UV辐射固化树脂及单体、30％-70％混合溶剂、0.1％-5％光引发剂、0.1％-5％助剂、1％-30％的导热填料和0.1％-5％改性石墨烯或改性氧化石墨烯组成。2.如权利要求1所述的含有石墨烯的UV辐射固化散热涂料，其特征在于，所述UV辐射固化树脂及单体为2官能度至6官能度的UV固化型聚氨酯丙烯酸酯树脂、UV固化型聚酯丙烯酸酯树脂、UV固化型环氧丙烯酸酯树脂、UV固化型聚醚丙烯酸酯树脂、UV固化型纯丙烯酸树脂、UV固化型丙烯酸酯单体中的一种或多种的组合。3.如权利要求1所述的含有石墨烯的UV辐射固化散热涂料，其特征在于，所述混合溶剂位乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚、乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮。4.如权利要求1所述的含有石墨烯的UV辐射固化散热涂料，其特征在于，所述光引发剂位2，4，6，-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、α-氧代苯乙酸甲酯、2异丙基硫杂蒽酮、4-二甲胺基-苯甲酸乙酯、安息香双甲醚、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、4-氯二苯甲酮、二苯甲酮中的一种或多种的组合。5.如权利要求1所述的含有石墨烯的UV辐射固化散热涂料，其特征在于，所述助剂为流平剂、分散剂、消泡剂、防沉剂、紫外光稳定剂、多元硫醇中的一种或几种的组合。6.如权利要求1所述的含有石墨烯的UV辐射固化散热涂料，其特征在于，所述导热填料为碳纤维、碳纳米管、氧化铝、氮化铝、氮化硅、氮化硼、氮化硼纳米管、碳化硅、氧化镁、氧化锌、氧化硅、银粉、铜粉、铝粉、中的一种或多种的组合，粒径范围为10-300...

【专利技术属性】
技术研发人员：张静，谌辰博，
申请(专利权)人：恒力盛泰厦门石墨烯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35