奈米材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种奈米材料及其制备方法与应用，奈米材料的原料组分按重量份计，包括：高分子树脂40～50重量份、溶剂25～30重量份、二氧化钛10～12重量份、二氧化矽6～8重量份、矽基复方15～20重量份和类钻碳复方20～25重量份。本发明专利技术提供的奈米材料具有快速交换冷热的功能，可广泛应用于制备散热装置的表面涂层；奈米材料可以采用简单的喷涂、涂抹或浸泡等方式达到涂层的目的，不但可完全取代昂贵的真空镀膜，解决3D曲面问题，而且奈米镀膜的特性也非常优异。

Nanomaterials, methods for their preparation and Applications

The invention relates to a nano material and its preparation method and application of nano materials, raw materials by weight, including polymer resin 40 to 50 parts by weight of solvent, 25 to 30 parts by weight of titanium dioxide, 10 to 12 parts by weight of two, 6 to 8 parts by weight of silicon oxide and silicon compound from 15 to 20 the weight of a diamond-like carbon compound and 20 to 25 parts by weight. The nano material provided by the invention has the function of rapid exchange of hot and cold, can be widely used in the preparation of coatings on the surface of the radiating device; nano materials can be used with simple soaking or spraying, etc. to coating, not only can completely replace the expensive vacuum coating, 3D surfaces, and the characteristics of nano coating is also very excellent.

【技术实现步骤摘要】
奈米材料及其制备方法与应用
本专利技术涉及材料
，具体涉及一种奈米材料及其制备方法与应用。
技术介绍
热的传导途径只有三个，即传导、对流和辐射。传统在处理散热问题皆由传导和对流方式来解决，因为在一般常温下，辐射散热并不明显，只有在300℃以上辐射的效果才会显著。辐射散热是热不经物体传导，也不借助液体会气体捎带，热源直接以非线性360°方式传播到各处的现象。不同与传统对流，辐射之热能是以电磁波(全波长)方式释放出，故高温物体于低温环境间无需有物理接触，两者间也无需有介质。热藉由辐射作用从热源送至被辐射面上，再以热辐射机制传至大气中。辐射散热：在散热体上Coating辐射纳米薄膜，利用波长散热，辐射散热公式为Prad＝σ·ε·A·T4。斯特藩-玻尔兹曼常数σ＝5.6704×10-8，物体表面放射率ε介于0～1之间，黑体辐射为1，A为面积，散热效能随着温差的四次方辐射出来。目前大多数散热装置技术是使用散热鳍管或散热鳍片，大部分均是以铜合金或铝质片材料制成，借着内部冷却水循环带走热量或藉由风扇加速散热效果。然而传统散热鳍管或散热鳍片，效率与空间要求搭配等技术能力均仍明显不足。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术目的在于提供一种奈米材料及其制备方法与应用，以提高奈米材料的快速交换冷热的功能，可广泛应用于制备散热装置的表面涂层；奈米材料可以采用简单的喷涂、涂抹或浸泡等方式达到涂层的目的，不但可完全取代昂贵的真空镀膜与解决3D曲面问题，其镀膜特性也非常优异。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案为：第一方面，本专利技术提供了一种奈米材料，奈米材料的原料组分按重量份计，包括：高分子树脂40～50重量份、溶剂25～30重量份、二氧化钛10～12重量份、二氧化矽6～8重量份、矽基复方15～20重量份和类钻碳复方20～25重量份。在本专利技术的进一步实施方式中，高分子树脂的原料组分按重量份计，包括丙烯酸酯有机硅15～20重量份、水性环氧改性树脂20～30重量份、聚氯乙烯树脂5～10重量份、三羟基甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2～4重量份和2-丙烯酸十二烷基酯7～9重量份。需要说明的是，本专利技术采用的聚氯乙烯树脂，其聚合度优选为800～1000。在本专利技术的进一步实施方式中，丙烯酸酯有机硅是由丙烯酸和/或丙烯酸酯单体、功能基聚硅氧烷、有机硅单体经乳液聚合而得；其中，丙烯酸和/或丙烯酸酯单体、功能基聚硅氧烷、有机硅单体的质量比为(25～30):(12～15):1。在本专利技术的进一步实施方式中，丙烯酸和/丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸甲基、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或多种；功能基聚硅氧烷包括乙烯基封端聚二甲基硅氧烷和/或羟基封端聚二甲基硅氧烷；有机硅单体包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种或多种。在本专利技术的进一步实施方式中，水性环氧改性树脂的制备方法包括如下步骤：在环氧树脂E-51中加入单体和引发剂，72～80℃下反应7～8h，得到改性水性环氧树脂；其中，单体为α-甲基丙烯酸，引发剂为过硫酸钾，环氧树脂、单体和引发剂的质量比为(220～250):100:(1.5～1.8)。在本专利技术的进一步实施方式中，类钻碳复方的原料组分按重量份计，包括：碳40～45重量份、硅15～18重量份和锗22～25重量份。在本专利技术的进一步实施方式中，矽基复方的原料组分按重量份计，包括：碳酸矽10～15重量份、矽酸钾20～30重量份、碳化矽16～20重量份和氮化矽8～10重量份。在本专利技术的进一步实施方式中，溶剂的原料组分按重量份计，包括：水20～30重量份、戊烷15～20重量份、3-甲基-1-丁醇6～9重量份和乙酸丁酯12～15重量份。第二方面，本专利技术提供了奈米材料的制备方法，包括如下步骤：将所有原料组分分散均匀，调节pH值至4.5～4.8，然后从室温以2～3℃/min的升温速率升至55～60℃，保温60～70min；然后调节pH值至7.2～7.4，再以1.5～2℃/min的升温速率升至80～95℃，保温30～40min；接着以1～2℃/min的降温速率降至室温，得到奈米材料。需要说明的是，本专利技术所述的室温是指15～30℃。第三方面，本专利技术提供了奈米材料在制备散热装置表面涂层中的应用。本专利技术提供的技术方案，具有如下的有益效果：(1)本专利技术提供的奈米材料，具有快速交换冷热的功能，可广泛应用于制备散热装置的表面涂层；(2)本专利技术提供的奈米材料，采用简单的喷涂、涂抹或浸泡等方式达到涂层的目的，不但可完全取代昂贵的真空镀膜与解决3D曲面问题，其镀膜特性也非常优异；(3)本专利技术提供的奈米材料，导热系数高，涂在外表面，可以高效散热，涂在内表面，可以高效聚热；(4)本专利技术提供的奈米材料的制备方法简单，生产成本低。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，数据为三次重复实验的平均值或平均值±标准差。本专利技术提供一种奈米材料，奈米材料的原料组分按重量份计，包括：高分子树脂40～50重量份、溶剂25～30重量份、二氧化钛10～12重量份、二氧化矽6～8重量份、矽基复方15～20重量份和类钻碳复方20～25重量份。优选地，高分子树脂的原料组分按重量份计，包括丙烯酸酯有机硅15～20重量份、水性环氧改性树脂20～30重量份、聚氯乙烯树脂5～10重量份、三羟基甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2～4重量份和2-丙烯酸十二烷基酯7～9重量份。优选地，丙烯酸酯有机硅是由丙烯酸和/或丙烯酸酯单体、功能基聚硅氧烷、有机硅单体经乳液聚合而得；其中，丙烯酸和/或丙烯酸酯单体、功能基聚硅氧烷、有机硅单体的质量比为(25～30):(12～15):1；丙烯酸和/丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸甲基、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或多种；功能基聚硅氧烷包括乙烯基封端聚二甲基硅氧烷和/或羟基封端聚二甲基硅氧烷；有机硅单体包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种或多种。优选地，水性环氧改性树脂的制备方法包括如下步骤：在环氧树脂E-51中加入单体和引发剂，72～80℃下反应7～8h，得到改性水性环氧树脂；其中，单体为α-甲基丙烯酸，引发剂为过硫酸钾，环氧树脂、单体和引发剂的质量比为(220～250):100:(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种奈米材料，其特征在于，所述奈米材料的原料组分按重量份计，包括：高分子树脂40～50重量份、溶剂25～30重量份、二氧化钛10～12重量份、二氧化矽6～8重量份、矽基复方15～20重量份和类钻碳复方20～25重量份。

【技术特征摘要】
1.一种奈米材料，其特征在于，所述奈米材料的原料组分按重量份计，包括：高分子树脂40～50重量份、溶剂25～30重量份、二氧化钛10～12重量份、二氧化矽6～8重量份、矽基复方15～20重量份和类钻碳复方20～25重量份。2.根据权利要求1所述的奈米材料，其特征在于：所述高分子树脂的原料组分按重量份计，包括丙烯酸酯有机硅15～20重量份、水性环氧改性树脂20～30重量份、聚氯乙烯树脂5～10重量份、三羟基甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2～4重量份和2-丙烯酸十二烷基酯7～9重量份。3.根据权利要求2所述的奈米材料，其特征在于：所述丙烯酸酯有机硅是由丙烯酸和/或丙烯酸酯单体、功能基聚硅氧烷、有机硅单体经乳液聚合而得；其中，所述丙烯酸和/或丙烯酸酯单体、所述功能基聚硅氧烷、所述有机硅单体的质量比为(25～30):(12～15):1。4.根据权利要求3所述的奈米材料，其特征在于：所述丙烯酸和/丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸甲基、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或多种；所述功能基聚硅氧烷包括乙烯基封端聚二甲基硅氧烷和/或羟基封端聚二甲基硅氧烷；所述有机硅单体包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种或多种。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明文，
申请(专利权)人：广州金沅达电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44