一种导热耐腐蚀涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于金属表面涂层技术领域，提供了一种导热耐腐蚀涂料，以所述导热耐腐蚀涂料的总质量为100份计，所述导热耐腐蚀涂料包括以下质量组分：改性水性丙烯酸树脂15～45份、中和剂0.1～3份、碳材料浆料5～50份、交联剂3～20份、催化剂0.1～2份、定向排列助剂0.1～2份、水余量；以所述碳材料浆料的总质量为100份计，所述碳材料浆料包括以下质量组分：碳材料2～30份、分散剂0.2～5份、水余量；所述分散剂为结晶型聚合物。同时，本发明专利技术还公开了上述导热耐腐蚀涂料的制备方法及应用。本发明专利技术提供的导热耐腐蚀涂料具有较好的耐腐蚀性能、柔韧性和冲制性能，同时其导热性优异、与市面现有的亲水面涂涂层配套性佳。

Thermal conductive anticorrosive coating and preparation method and application thereof

The invention belongs to the technical field of metal surface coating and provides a heat conductive and corrosion resistant coating. The heat conductive and corrosion resistant coating comprises the following quality components: modified water-borne acrylic resin 15-45 phr, neutralizer 0.1-3 phr, carbon material slurry 5-50 phr, crosslinking agent 3 phr. The carbon material slurry comprises the following mass components: 2-30 parts of carbon material, 0.2-5 parts of dispersant and water surplus, and the dispersant is a crystalline polymer. Meanwhile, the invention also discloses the preparation method and application of the heat conducting corrosion resistant coating. The heat conductive and corrosion resistant coating provided by the invention has good corrosion resistance, flexibility and punching performance, and has excellent heat conductivity and good compatibility with the existing hydrophilic coating on the market.

【技术实现步骤摘要】
一种导热耐腐蚀涂料及其制备方法和应用
本专利技术属于金属表面涂层
，具体涉及一种导热耐腐蚀涂料及其制备方法和应用。
技术介绍
换热器是空调的主要部件之一，是进行热交换的主要场所。一般情况下，空调换热器的表面均涂覆有保护涂层，例如常见的铜管铝翅片型换热器，其铝翅片表面通常涂覆有具备防腐和亲水功能的涂层(防腐底涂层和亲水面涂层)，业内称为亲水涂层，其作用是防止铝翅片在长期干湿工况下运作时发生腐蚀，产生所谓的“吹白粉”现象，同时亲水功能可防止冷凝水在翅片之间架桥影响风路畅通。空调换热器表面的保护涂层一般是通过将相应的涂料产品涂覆基材上得到，其成分主要是有机类树脂、例如环氧树脂、丙烯酸树脂等。对于一般环境下使用的空调换热器，目前市面上的普通产品已经可以满足。而对于沿海、工厂或酸雨地区等存在高腐蚀性环境中的换热器，现有的保护涂层通常在几个月甚至更短时间内就会出现严重腐蚀情况，造成整机性能的严重下降，甚至换热器完全报废。因此高耐蚀产品的需求应运而生，目前市面上的高耐蚀产品耐蚀性的提高主要是将耐蚀涂层(通常为底涂层)厚度提高。根据不同防腐性(如中性盐雾、酸性盐雾等)的需要，其耐蚀涂层厚度一般是普通涂层的1.5～5倍。因为有机类树脂的导热性较差(导热系数一般低于1W/m·K)，随着涂层厚度的提高，涂覆涂层后换热器的整体换热性也出现明显下降。而对于换热器而言，换热性能是其最重要的指标之一，换热性下降后，空调的能效比也随之下降，其整体性能就很难满足目前能效的要求。对于如何提高材料的导热性，已经有一些专利技术涉及。但在空调换热器表面涂层处理方面，特别是从涂层角度，如何在保证涂层高耐蚀的情况下同时实现良好的传热性能，只有很少的专利技术有涉及，且也都存在着加工困难、制造成本高、无法量产等问题。申请号为CN201510054710.7的中国专利提出了一种耐腐蚀空调翅片材料及其制备方法，通过熔炼、浇铸、热轧、真空溅射化学气相沉积或真空蒸涂的方式得到耐腐蚀空调翅片材料，所有材料均采用无机材料，制备过程复杂，且成本很高，并不适用于目前主流的换热器加工方式。另外一些涉及提高导热性的防腐涂料或者涂层专利技术，多为其他应用领域。因本应用领域的特殊性，上述专利技术在本领域应用时会存在涂料施工(高速辊涂)、涂层的加工性能(冲制加工)以及与亲水面涂层配套性的问题。如CN201610816676.7公开了一种石墨烯导热防腐水性涂料及其制备和使用方法，采用双组份体系，涂覆方式为刷涂和喷涂，涂膜厚度60～3000微米，涂层在常温下固化5天～7天。该种涂料中加入大量填料，其柔韧性和冲制加工性较差，且不涉及与其他涂层的配套性。CN107502139A公开了一种石墨烯改性高固含耐高温环氧导热功能涂料的制备方法，引入了较多的云母粉、锌粉、气相二氧化硅、有机膨润土等无机材料，配合石墨烯实现导热效果，底面层厚度均达40微米，其涂膜厚度明显高于本应用领域的范围(一般低于10微米)，其导热效果有待提高，同样存在柔韧性和冲制加工性的问题，无法适用于空调换热器用防腐涂层的应用。
技术实现思路
针对现有导热耐腐蚀涂层技术存在不适用于空调换热器用防腐底涂层的问题，例如涂膜过厚、柔韧性、冲制加工性不足、成本高和与亲水面涂层匹配效果差，本专利技术提供了一种导热耐腐蚀涂料及其制备方法和应用。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下：一方面，本专利技术实施例公开了一种导热耐腐蚀涂料，以所述导热耐腐蚀涂料的总质量为100份计，所述导热耐腐蚀涂料包括以下质量组分：改性水性丙烯酸树脂15～45份、中和剂0.1～3份、碳材料浆料5～50份、交联剂3～20份、催化剂0.1～2份、定向排列助剂0.1～2份、水余量；以所述碳材料浆料的总质量为100份计，所述碳材料浆料包括以下质量组分：碳材料2～30份、分散剂0.2～5份、水余量；所述分散剂为结晶型聚合物。根据本专利技术提供的导热耐腐蚀涂料，为单组份的水性体系，施工性满足现有亲水涂料产品辊涂设备的要求，VOC排放量极少，符合环保要求；本导热耐腐蚀涂料与亲水面涂产品配套使用时附着力较佳，不影响面涂亲水性；具有良好的防腐蚀性能，采用导热的碳材料作为填料，同时不添加其他填料，可避免使用其他无机填料对涂层的柔韧性和冲制性能产生的影响，使得本导热耐腐蚀涂料更适用于金属的后冲制加工；另一方面，碳材料具有较高的导热性能，能够有效提高涂料的热交换性能，适用于空调散热器等对涂料导热性能要求较高的领域。在碳材料浆料中加入结晶型聚合物作为分散剂，能够使碳材料稳定地分散在涂料中，同时由于结晶型聚合物具有相对较好的导热性，与所述碳材料配合能够进一步提高该导热耐腐蚀涂料的导热性能，可应用于各类导热性要求较高的领域。可选的，所述改性水性丙烯酸树脂包括羟丙树脂、苯丙树脂、聚氨酯改性丙烯酸树脂、环氧改性丙烯酸树脂、聚酯改性丙烯酸树脂、醇酸改性丙烯酸树脂、有机硅改性丙烯酸树脂、有机氟改性丙烯酸树脂、氟硅改性丙烯酸树脂、胺改性丙烯酸树脂、酚醛改性丙烯酸树脂和磷酸酯改性丙烯酸树脂中的一种或多种。可选的，所述中和剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、氨水、二甲基乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和2-甲基2-氨基丙醇中的一种或多种。可选的，所述碳材料包括碳黑及其改性物、石墨及其改性物、石墨烯及其改性物、碳纤维及其改性物、碳纳米管及其改性物中的一种或多种，所述碳材料的粒径为1～100微米。可选的，所述定向排列助剂包括乙烯-醋酸乙烯共聚物及其改性物、醋酸丁酸纤维素中的一种或多种。可选的，以所述碳材料浆料的总质量为100份计，所述碳材料浆料还包括以下质量组分：有机极性溶剂0～5份；所述分散剂包括微晶纤维素和/或其盐、酰胺类聚合物中的一种或多种；所述有机极性溶剂包括乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚中的一种或多种。可选的，所述交联剂包括氨基树脂、金属偶联剂、异氰酸酯、硅烷偶联剂、多元羧酸和多元胺中的一种或多种；所述氨基树脂包括脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂和聚酰胺多胺环氧氯丙烷中的一种或多种。可选的，所述催化剂包括磺酸类催化剂和金属盐催化剂的一种或多种，所述磺酸类催化剂包括烷基磺酸、芳基磺酸和含芳环结构的磺酸中的一种或多种，所述金属盐催化剂包括有机铋、有机锆、有机钛和有机锌中的一种或多种。可选的，以所述导热耐腐蚀涂料的总质量为100份计，所述导热耐腐蚀涂料还包括以下质量组分：助溶剂0～5份，流平剂0.2～1份，消泡剂0.2～2份。可选的，所述助溶剂包括丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、丙二醇甲醚中的一种或多种；所述流平剂包括丙烯酸酯类流平剂、有机硅氧烷类流平剂和有机氟碳类流平剂中的一种或多种；所述消泡剂包括有机硅氧烷类消泡剂、矿物油类消泡剂、聚醚类消泡剂和聚醚改性有机硅氧烷类消泡剂中的一种或多种。另一方面，本专利技术实施例还公开了如上所述的一种导热耐腐蚀涂料的制备方法，包括以下操作步骤：碳材料浆料的制备：先将分散剂溶解或分散在水和有机极性溶剂的混合液中，然后在中速搅拌条件下缓慢加入相应的碳材料，待碳材料完全润湿并搅拌均匀后，用5000rpm～20000rpm至均匀；将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导热耐腐蚀涂料，其特征在于，以所述导热耐腐蚀涂料的总质量为100份计，所述导热耐腐蚀涂料包括以下质量组分：改性水性丙烯酸树脂15～45份、中和剂0.1～3份、碳材料浆料5～50份、交联剂3～20份、催化剂0.1～2份、定向排列助剂0.1～2份、水余量；以所述碳材料浆料的总质量为100份计，所述碳材料浆料包括以下质量组分：碳材料2～30份、分散剂0.2～5份、水余量；所述分散剂为结晶型聚合物。

【技术特征摘要】
1.一种导热耐腐蚀涂料，其特征在于，以所述导热耐腐蚀涂料的总质量为100份计，所述导热耐腐蚀涂料包括以下质量组分：改性水性丙烯酸树脂15～45份、中和剂0.1～3份、碳材料浆料5～50份、交联剂3～20份、催化剂0.1～2份、定向排列助剂0.1～2份、水余量；以所述碳材料浆料的总质量为100份计，所述碳材料浆料包括以下质量组分：碳材料2～30份、分散剂0.2～5份、水余量；所述分散剂为结晶型聚合物。2.根据权利要求1所述的导热耐腐蚀涂料，其特征在于，所述改性水性丙烯酸树脂包括羟丙树脂、苯丙树脂、聚氨酯改性丙烯酸树脂、环氧改性丙烯酸树脂、聚酯改性丙烯酸树脂、醇酸改性丙烯酸树脂、有机硅改性丙烯酸树脂、有机氟改性丙烯酸树脂、氟硅改性丙烯酸树脂、胺改性丙烯酸树脂、酚醛改性丙烯酸树脂和磷酸酯改性丙烯酸树脂中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的导热耐腐蚀涂料，其特征在于，所述中和剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、氨水、二甲基乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和2-甲基2-氨基丙醇中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的导热耐腐蚀涂料，其特征在于，所述碳材料包括碳黑及其改性物、石墨及其改性物、石墨烯及其改性物、碳纤维及其改性物、碳纳米管及其改性物中的一种或多种，所述碳材料的粒径为1～100微米。5.根据权利要求1所述的导热耐腐蚀涂料，其特征在于，所述定向排列助剂包括乙烯-醋酸乙烯共聚物及其改性物、醋酸丁酸纤维素中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的导热耐腐蚀涂料，其特征在于，以所述碳材料浆料的总质量为100份计，所述碳材料浆料还包括以下质量组分：有机极性溶剂0～5份；所述分散剂包括微晶纤维素和/或其盐、酰胺类聚合物中的一种或多种；所述有机极性溶剂包括乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的导热耐...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兴耀，黄艳轶，魏小飞，敖志伟，
申请(专利权)人：广州慧谷化学有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44