导热节能涂料及其制备方法和涂覆制品技术

本发明专利技术公开了一种能够有效提高传热效率，达到节能效果的导热节能涂料及其制备方法和涂覆制品。该导热节能涂料基于导热节能涂料的总重量，包括以下组分：粘结剂30‑60wt％、粘结剂改性剂1‑5wt％、耐温颜料5‑20wt％、陶瓷导热填料15‑40wt％、金属导热填料0‑15wt％，粘结剂改性剂为金属元素的氧化物、氢氧化物、碳酸盐中的至少一种，金属元素选自锌、镁、钙、铜、铁、锰，粘结剂包括磷酸盐粘结剂。该导热节能涂料可用于民用锅具外壁，适用于各种金属基材。加热方式可为明火、电陶炉等，均可达到一定的节能效果，节能效果不一，同时也起到一定的装饰性和保护性。

Thermal conductive and energy-saving coatings and their preparation methods and coatings

【技术实现步骤摘要】
导热节能涂料及其制备方法和涂覆制品
本专利技术涉及涂料
，特别涉及一种导热节能涂料及其制备方法和涂覆制品。
技术介绍
随着能源和环境问题的日益严重，如何更好地节能已经成为新时代导热设备所面对的首要难题。对于大型工业设备而言，提高导热效率的方法已经形成了一套较为完善的体系。但民用的小型设备装置的导热节能方法仍处于起步阶段，其原因在于小型设备施工和处理麻烦，而且成本较高，一些可以用在工业设备上的的方法，由于健康、环保等方面的问题而无法推广至民用领域，这也使得日常生活中因器具导热效率不高等原因而浪费不计其数的能源。在日常的民用锅具市场中，对于功能性防护涂层的开发大多涉及不粘、耐温和抗划伤等性能，但这几类涂层主要应用于锅具的内壁，对于提高锅具的导热效率作用不大。而在锅具外壁，使用的通常是锅具本身的金属材料，亦或是简单的保护性涂层，也很少有关于导热节能方面的涂层研究。因此，有必要提供一种能够有效提高传热效率，达到节能效果的导热节能涂料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够有效提高传热效率，达到节能效果的导热节能涂料及其制备方法和涂覆制品。本专利技术所采取的技术方案是：一种导热节能涂料，基于导热节能涂料的总重量，包括以下组分：粘结剂30-60wt％、粘结剂改性剂1-5wt％、耐温颜料5-20wt％、陶瓷导热填料15-40wt％、金属导热填料0-15wt％，粘结剂改性剂为金属元素的氧化物、氢氧化物、碳酸盐中的至少一种，金属元素选自锌、镁、钙、铜、铁、锰，粘结剂包括磷酸盐粘结剂。其中，耐温颜料具体可以是指耐高温烘烤的无机颜料，例如，可以是钛白粉、锆铁红、钒锆黄、氧化铬绿、钴蓝、钴黑、铜铬黑以及炭黑或其它一些本领域所熟知的具有类似特性的颜料等，这些颜料在温度较高的情况下不容易发生变性、褪色、脱落等情况。本方案中的导热填料分为两类，陶瓷导热填料和金属导热填料，陶瓷导热填料优选一些具有较高导热系数的陶瓷材料，金属导热填料优选一些具有较高导热系数的金属材料。优选的，粘结剂改性剂为氧化锌、氧化镁、氢氧化铜、氢氧化钙中的至少一种。优选的，粘结剂改性剂在使用时选择分析纯或以上级别的原料纯度。优选的，磷酸盐粘结剂为磷酸二氢铝。优选的，粘结剂还包括溶胶粘结剂。优选的，粘结剂的固含量为30-50％，pH值为2-5。进一步优选的，溶胶粘结剂为钛溶胶粘结剂、铈溶胶粘结剂、钇溶胶粘结剂中的至少一种。优选的，陶瓷导热填料为氧化铝、氮化硼、氮化铝、氮化硅和碳化硅中的至少一种。优选的，陶瓷热导材料的颗粒粒径为50nm-15μm。优选的，金属导热填料为铝银粉、铜金粉中的至少一种。优选的，金属导热填料的颗粒粒径为2-6μm。优选的，耐温颜料的颗粒粒径优选为100nm-3μm。上述导热节能涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)取或制备粘结剂的水溶液；(2)在所述粘结剂的水溶液中加入粘结剂改性剂混合溶解成改性粘结剂；(3)在改性粘结剂中加入耐温颜料、陶瓷导热填料，分散，研磨得到导热节能浆料；(4)在导热节能浆料中加入金属导热填料，分散，过滤得到导热节能涂料。一种涂覆制品，包括基材和涂覆在基材上的涂层，涂层由上述的导热节能涂料制得，由涂料制得涂层的具体方式可以是将导热节能涂料搅拌均化涂覆于基材上，经过干燥固化得到涂覆在基材上的涂层。其中，涂覆的方式具体可以采用刷涂、喷涂、辊涂或其它一些常用的方式，固化过程具体可以是在常温干燥2h后置于200℃烘箱固化1h或其它一些常用的固化方式。优选的，涂覆制品为烹饪厨具，例如可以是锅具，将导热节能涂料涂覆在锅具的外侧以便使用时具有更好的传热效果。本专利技术的有益效果在于：本专利技术主要以磷酸盐溶液作为粘结剂的主体，通过引入金属化合物材料作为粘结剂改性剂，使得粘结剂在固化过程中磷酸根离子与粘结剂改性剂的金属离子发生反应，促使溶液在较短的时间内过饱和，过饱和的溶液会以较快速度析出磷酸盐胶结产物生成沉淀物，从而使粘结剂体系发生凝结和硬化，降低粘结剂体系的固化温度。固化温度的降低可以使涂料各项性能更好地发挥，也就会在一定程度上提升导热能力。另外，在粘结剂体系中引入的金属离子会导致体系的晶型发生改变，这种晶型上的变化同样会使得粘结剂在高温状态下拥有更稳定的结构和粘结性能。耐温颜料搭配陶瓷导热填料，形成一定的骨架结构。同时，陶瓷导热填料和金属导热填料中的鳞片状结构、球形结构、不规则结构搭配成涂层的导热网络，间夹高辐射性的耐温颜料，有效提高了涂层的导热效果。金属导热填料也可与粘结剂体系交联成键，使涂层的机械性能、耐温性能大幅提高。而高温状态下拥有更稳定结构的粘结剂体系也能够使得涂层的导热网络的传热效率大大提升。本专利技术所提供的导热节能涂料可用于民用锅具外壁，适用于各种金属基材。加热方式可为明火、电陶炉等，均可达到一定的节能效果，节能效果不一，同时也起到一定的装饰性和保护性。本专利技术的进一步有益效果还在于，调节粘结剂的pH至弱酸性，不会与金属基材发生反应，大大增加了其使用的范围。钛溶胶、铈溶胶或钇溶胶中的纳米粒子均匀的分散于涂层中，相互与粘结剂和其它各类填料成键交联，提高了涂层的致密性、结合强度和硬度。具体实施方式以下将结合实施例对本专利技术的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本专利技术的目的、特征和效果。实施例1一种导热节能涂料，按照涂料的总质量，其组成为：水18份、磷酸二氢铝40份、铜铬黑10份、氧化铝4份、氮化铝15份、碳化硅10份、氢氧化钙3份。该导热节能涂料的制备步骤如下：1)向去离子水中缓慢倒入磷酸二氢铝，保持线速度0.6-1m/s的转速充分搅拌；2)加入氢氧化钙，搅拌至完全溶解，溶液呈澄清透明；3)在线速度为1-2m/s的搅拌下，缓慢加入铜铬黑、氧化铝、氮化铝、碳化硅，每种物料添加完毕后保持搅拌15min；4)待物料全部添加完毕后，在线速度为2-3m/s的高速搅拌下保持搅拌1h；5)经过研磨至细度达15μm以下，过滤后即得导热节能涂料。实施例2一种导热节能涂料，按照涂料的总质量，其组成为：水15份、磷酸二氢铝45份、钴黑12份、氧化铝5份、氮化硼5份、碳化硅14份、氧化镁4份。该导热节能涂料的制备步骤如下：1)向去离子水中缓慢倒入磷酸二氢铝，保持线速度0.6-1m/s的转速充分搅拌；2)加入氧化镁，搅拌至完全溶解，溶液呈澄清透明；3)在线速度为1-2m/s的搅拌下，缓慢加入钴黑、氧化铝、氮化硼、碳化硅，每种物料添加完毕后保持搅拌15min；4)待物料全部添加完毕后，在线速度为2-3m/s的高速搅拌下保持搅拌1h；5)经过研磨至细度达15μm以下，过滤后即得导热节能涂料。实施例3一种导热节能涂料，按照涂料的总质量，其组成为：水17份、磷酸二氢铝30份、钛溶胶8份、铜铬黑12份、钴黑6份、氮化硅8份、碳化硅10份、铝银粉4份、铜金粉2份、氧化锌1.5份、氧化镁1.5份。该导热节能涂料的制备步骤如下：1)向去离子水中缓慢倒入磷酸二氢铝、钛溶胶，保持线速度0.6-1m/s的转速充分搅拌；2)加入氧化锌、氧化镁，搅拌至完全溶解，溶液呈澄清透明；3)在线速度为1-2m/s的搅拌下，缓慢加入铜铬黑、钴黑、氮化硅、碳化硅，每种物料添加完毕后保持搅拌15min；4)待物料全部添加完毕后，在线速度为2-3m/s的高速搅拌下保持搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导热节能涂料，其特征在于，基于所述导热节能涂料的总重量，包括以下组分：粘结剂30‑60wt％、粘结剂改性剂1‑5wt％、耐温颜料5‑20wt％、陶瓷导热填料15‑40wt％、金属导热填料0‑15wt％，所述粘结剂改性剂为金属元素的氧化物、氢氧化物、碳酸盐中的至少一种，所述金属元素选自锌、镁、钙、铜、铁、锰，所述粘结剂包括磷酸盐粘结剂。

【技术特征摘要】
1.一种导热节能涂料，其特征在于，基于所述导热节能涂料的总重量，包括以下组分：粘结剂30-60wt％、粘结剂改性剂1-5wt％、耐温颜料5-20wt％、陶瓷导热填料15-40wt％、金属导热填料0-15wt％，所述粘结剂改性剂为金属元素的氧化物、氢氧化物、碳酸盐中的至少一种，所述金属元素选自锌、镁、钙、铜、铁、锰，所述粘结剂包括磷酸盐粘结剂。2.根据权利要求1所述的导热节能涂料，其特征在于，所述粘结剂改性剂为氧化锌、氧化镁、氢氧化铜、氢氧化钙中的至少一种。3.根据权利要求1所述的导热节能涂料，其特征在于，所述磷酸盐粘结剂为磷酸二氢铝。4.根据权利要求1所述的导热节能涂料，其特征在于，所述粘结剂还包括溶胶粘结剂。5.根据权利要求4所述的导热节能涂料，其特征在于，所述溶胶粘结剂为钛溶胶粘结剂、铈溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱沛宁，李四横，郑剑雄，陶加斌，黄开诚，李勇，唐子奉，
申请(专利权)人：深圳华材新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44