一种高固低粘色浆及其制备方法、散热涂料技术

本发明专利技术提供一种高固低粘色浆，所述色浆包括以下质量份数的成分：改性石墨烯3～6份，改性碳纳米管1～2份，改性石墨烯量子点0.5～2份，降粘剂0.5～1份，消泡剂0.25～0.5份，去离子水20～40份，所述改性石墨烯是石墨烯经梳型嵌段聚合物改性得到，所述改性碳纳米管是碳纳米管经磺酸盐类聚合物改性得到，所述改性石墨烯量子点是石墨烯量子点经环糊精改性得到。所述色浆固含量高、粘度低、储存稳定性好，应用范围广泛。所述色浆可添加到环氧树脂体系、丙烯酸树脂体系、聚氨酯体系中，得到散热涂料，散热涂料的导热系数较高、热辐射率较高、硬度较大、附着力强、耐盐雾能力强。

A High Solid and Low Viscosity Colour Paste, Its Preparation Method and Heat Dissipating Coatings

The present invention provides a high solid and low viscous color paste, which comprises three to six parts of modified graphene, 1 to 2 parts of modified carbon nanotubes, 0.5 to 2 parts of modified graphene quantum dots, 0.5 to 1 part of viscosity reducer, 0.25 to 0.5 parts of defoamer and 20 to 40 parts of deionized water. The modified graphene is modified by comb block polymer, and the modified carbon nanometer is obtained. The tube is made of carbon nanotubes modified by sulfonate polymers, and the modified graphene quantum dots are made of graphene quantum dots modified by cyclodextrin. The color paste has high solid content, low viscosity, good storage stability and wide application range. The color paste can be added to epoxy resin system, acrylic resin system and polyurethane system to obtain heat dissipation coatings, which have high thermal conductivity, high thermal radiation rate, high hardness, strong adhesion and salt spray resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种高固低粘色浆及其制备方法、散热涂料
本专利技术涉及散热领域，具体涉及一种色浆及散热涂料。
技术介绍
无树脂体系色浆具有较强的通用性，可以添加到各种树脂体系中，制备涂料。石墨烯或碳纳米管可以作为高导热填料运用在导热色浆中，以制备散热涂料，然而，石墨烯和碳纳米管极易发生团聚，导致色浆的分散稳定性以及导热性能难以控制。此外，石墨烯和碳纳米管的吸油值太高，在溶剂体系中难以实现高填充，导致色浆的固含量偏低，粘度偏高，将此类色浆添加到树脂体系，所得的涂料流动性差，应用范围受到限制，同时，涂料的热导率及热辐射系数较低，散热效果较差。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种高固低粘色浆，该色浆固含量高、粘度低、储存稳定性好，应用范围广泛；所述色浆可添加到环氧树脂体系、丙烯酸树脂体系、聚氨酯体系中，得到散热涂料，散热涂料的导热系数较高、热辐射率较高、硬度较大、附着力强、耐盐雾能力强。一种高固低粘色浆，包括以下质量份数的成分：改性石墨烯3～6份改性碳纳米管1～2份改性石墨烯量子点0.5～2份降粘剂0.5～1份消泡剂0.25～0.5份去离子水20～40份所述改性石墨烯是石墨烯经梳型嵌段聚合物改性得到，所述改性碳纳米管是碳纳米管经磺酸盐类聚合物改性得到，所述改性石墨烯量子点是石墨烯量子点经环糊精改性得到。优选所述梳型嵌段聚合物是含有羧基的两亲性三嵌段聚合物。进一步优选所述梳型嵌段聚合物的结构如式(1)所示：式(1)中，R1、R2、R4为氢原子或甲基，R3为C12～C18的烷基或带有苯环结构的烷基，a、b、c、m为整数，22≤a≤70，2≤b<8，10≤c≤42，10≤m≤20，且32≤a+c<98。上述式(1)中，优选所述R1为氢原子，R2、R4为甲基，R3为C12～C18的烷基或带有苯环结构的烷基，a、b、c、m为整数，22≤a≤70，2≤b<8，10≤c≤42，10≤m≤20，且32≤a+c<98。优选所述磺酸盐类聚合物是含有羧基、酯基的两亲性磺酸盐类聚合物。进一步优选所述磺酸盐类聚合物的结构如式(2)所示：式(2)中，a、b、c为整数，且13≤a≤70，4<b≤35，14≤c≤35，R1、R2为氢原子或C1～C5的烷基，R3、R4为C1～C5的烷基。所述环糊精包括γ-环糊精、羧甲基化γ-环糊精，羟乙基化γ-环糊精，羟丙基化γ-环糊精、苯甲酸基化γ-环糊精中的一种或多种。所述降粘剂为双亲水性三嵌段共聚物。优选所述双亲水性三嵌段共聚物为苯乙烯磺酸钠-丁二烯-苯乙烯磺酸钠嵌段共聚物、苯乙烯磺酸钠-异戊二烯-苯乙烯磺酸钠嵌段共聚物、苯乙烯磺酸钠-(乙烯-丁烯)-苯乙烯磺酸钠嵌段共聚物、苯乙烯磺酸钠-(乙烯-丙烯)-苯乙烯磺酸钠嵌段共聚物中的一种或多种。所述消泡剂包括有机硅类消泡剂和/或矿物油类消泡剂。所述色浆的固含量为12％-20％。所述色浆的粘度为2500～9500mPa·s。上述高固低粘色浆的制备方法，包括以下步骤：(1)制备改性石墨烯：将石墨烯、改性剂1、消泡剂、去离子水和球磨介质按照(5～15)：(0.25～5)：(0.15～1)：(50～100)：(100～420)的质量比称取后，放入球磨罐中，以300rpm～4000rpm的球磨转速研磨2h～24h时间，然后将球磨介质和石墨烯浆料进行分离，将收集的石墨烯浆料进行800rpm～1200rpm离心处理，去除未分散好的石墨烯片，得到上层液，抽滤后冷冻干燥，得到改性石墨烯；(2)制备改性碳纳米管：将碳纳米管、改性剂2、消泡剂、去离子水和球磨介质按照(5～10)：(0.25～2)：(0.15～1)：(25～100)：(100～420)的质量比称取后，放置球磨罐中，以300rpm～4000rpm球磨转速研磨2h～24h，然后将球磨介质和碳纳米管浆料进行分离，将收集的碳纳米管浆料进行800rpm～1200rpm离心处理，去除未分散好的碳纳米管，得到上层液，抽滤后冷冻干燥，收集得到改性碳纳米管；(3)制备改性石墨烯量子点：将石墨烯量子点、改性剂3、表面活性剂、消泡剂、N，N-二甲基甲酰胺和球磨介质按照(3～5)：(0.5～2)：(0.15～1)：(0.5～1)：(10～50)：(100～420)质量比称取后，放置球磨罐中，以300rpm～4000rpm球磨转速研磨1h～2h，然后将球磨介质和石墨烯浆料进行分离，得到改性的石墨烯量子点浆料，采用水反复洗涤抽滤1～5遍，除去杂质，冷冻干燥，得到改性石墨烯量子点；(4)制备色浆：将改性石墨烯、改性碳纳米管、改性石墨烯量子点、降粘剂、消泡剂、去离子水以及球磨介质按照质量比为(3～6)：(1～2)：(0.5～2)：(0.5～1)：(0.25～0.5)：(20～40)：100放入球磨机或砂磨机中，以球磨转速800rpm～1200rpm研磨0.5h～2h，除出球磨介质，得到高固低粘色浆。所述球磨介质为粒径为0.2mm～20mm的二氧化锆磨珠。所述石墨烯包括氧化石墨烯、功能化石墨烯和物理法制备的石墨烯中的一种或多种；所述石墨烯的片径为1-7μm，层数为1～5层。所述碳纳米管为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管中的至少一种；所述碳纳米管的管径为1.5～50nm，管长为3～20μm。所述石墨烯量子点的层数为1～5层，横向尺寸为1～10nm。所述步骤(3)中表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸纳、十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇、曲拉通X-100、聚乙烯基吡咯烷酮中一种或两种；优选所述表面活性剂为聚乙烯基吡咯烷酮。一种散热涂料，包含上述高固低粘色浆。所述散热涂料可以是环氧树脂体系、丙烯酸树脂体系、聚氨酯体系；优选所述散热涂料属于丙烯酸树脂体系。所述散热涂料包括高固低粘色浆15～45份、成膜树脂25～80份、助溶剂0～10份、助剂0.6～4.75份。所述成膜树脂为水性环氧树脂、水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸改性的聚氨酯树脂、氨基树脂中的一种或多种的组合；优选所述成膜树脂为水性丙烯酸树脂和氨基树脂的组合体系。所述助溶剂包括异丙醇、乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、正丁醇、N-甲基吡咯烷酮和异丙醇中至少一种。所述助剂包括消泡剂、润湿剂、流平剂、防沉降剂和中和剂的一种或多种。所述消泡剂包括有机硅类消泡剂和/或矿物油类消泡剂；所述润湿剂包括聚醚改性的有机硅类润湿剂、环氧乙烷加成物的阴离子类润湿剂和含氟类非离子润湿剂中至少一种；所述的流平剂包括有机硅类流平剂、树脂类流平剂和氟碳化合物类流平剂中至少一种；所述防沉降剂为聚酰胺蜡类防沉降剂；所述中和剂包括N,N-二甲基乙醇胺(DMEA)、2-氨基-2-甲基-1丙醇(AMP)、氨水、三乙胺中至少一种；优选所述中和剂为N,N-二甲基乙醇胺(DMEA)。有益效果：(1)梳型嵌段聚合物含有多个支链和吸附位点，具有较强的空间位阻效应和静电作用，对石墨烯进行改性后，石墨烯具有良好的分散性；磺酸盐类聚合物配合高速球磨工艺，将碳纳米管打散并剪短，同时对碳纳米管的多个活性位点进行改性，改性后的碳纳米管具有良好的分散性；采用γ-环糊精或改性γ-环糊精对石墨烯量子点进行改性后，石墨烯量子点嵌入γ-环糊精的锥形的中空圆筒立体环状结构中，避免石墨烯量子点的自身团聚。(2)本专利技术将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高固低粘色浆，其特征在于，所述色浆包括以下质量份数的成分：改性石墨烯3～6份；改性碳纳米管1～2份；改性石墨烯量子点0.5～2份；降粘剂0.5～1份；消泡剂0.25～0.5份；去离子水20～40份；所述改性石墨烯是石墨烯经梳型嵌段聚合物改性得到，所述改性碳纳米管是碳纳米管经磺酸盐类聚合物改性得到，所述改性石墨烯量子点是石墨烯量子点经环糊精改性得到。

【技术特征摘要】
1.一种高固低粘色浆，其特征在于，所述色浆包括以下质量份数的成分：改性石墨烯3～6份；改性碳纳米管1～2份；改性石墨烯量子点0.5～2份；降粘剂0.5～1份；消泡剂0.25～0.5份；去离子水20～40份；所述改性石墨烯是石墨烯经梳型嵌段聚合物改性得到，所述改性碳纳米管是碳纳米管经磺酸盐类聚合物改性得到，所述改性石墨烯量子点是石墨烯量子点经环糊精改性得到。2.根据权利要求1所述的高固低粘色浆，其特征在于，所述梳型嵌段聚合物是含有羧基的两亲性三嵌段聚合物。3.根据权利要求2所述的高固低粘色浆，其特征在于，所述梳型嵌段聚合物的结构如式(1)所示：式(1)中，R1、R2、R4为氢原子或甲基，R3为C12～C18的烷基或带有苯环结构的烷基，a、b、c、m为整数，22≤a≤70，2≤b<8，10≤c≤42，10≤m≤20，且32≤a+c<98。4.根据权利要求1所述的高固低粘色浆，其特征在于，所述磺酸盐类聚合物是含有羧基、酯基的两亲性磺酸盐类聚合物。5.根据权利要求4所述的高固低粘色浆，其特征在于，所述磺酸盐类聚合物的结构如式(2)所示：式(2)中，a、b、c为整数，13≤a≤70，4<b≤35，14≤c≤35，R1、R2为氢原子或C1～C5的烷基，R3、R4为C1～C5的烷基。6.根据权利要求1所述的高固低粘色浆，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：林菊香，邝许平，矦亚茹，陈斌，郭辉，
申请(专利权)人：深圳市新纶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44