导热复合涂料组合物、导热涂层及其制备方法和包含导热涂层的制件及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，公开了一种导热复合涂料组合物、导热涂层及其制备方法和包含导热涂层的制件及其制备方法。本发明专利技术提供的导热复合涂料组合物，包括基材复合物和导热油，其中，所述组合物包括基材复合物和导热油，其中，所述基材复合物包括10‑30重量份的基体树脂、1‑10重量份的碳纳米材料、1‑10重量份的纳米填料和70‑90重量份的溶剂；所述导热油为1‑10重量份。本发明专利技术提供的导热复合涂料组合物，具有填料与基体相容性好，制备的导热涂层以及包含导热涂层的制件导热性能好的优势。

【技术实现步骤摘要】
导热复合涂料组合物、导热涂层及其制备方法和包含导热涂层的制件及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种导热复合涂料组合物、导热涂层及其制备方法和包含导热涂层的制件及其制备方法。
技术介绍
现有的制备导热涂层方式通常包括两种方式，一种是制备本征型导热高分子，通过在材料合成或加工成型过程中改变材料分子和链段结构以获得较高的热导率；另外一种是制备填充型导热高分子，通过向高分子基体材料添加高热导率粒子以提髙聚合物的热导率。而相较于制备本征型导热高分子材料，通过向高分子基体材料中添加高热导率粒子提髙聚合物的热导率成本便宜、工艺简单。目前，广泛使用的高热导率粒子主要以各种氧化物、氮化物为主，但是填料与基体的相容性问题仍是限制复合涂层导热性能提高的重要因素。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的导热涂层制备过程中填料与基体相容性差、容易产生内部缺陷以及严重影响涂层导热性能等技术问题，提供一种导热复合涂料组合物、导热涂层、包含导热涂层的制件及其制备方法。本专利技术提供的导热复合涂料组合物，具有填料与基体相容性好，制备的导热涂层以及包含导热涂层的制件导热性能好的优势。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种导热复合涂料组合物，所述组合物包括基材复合物和导热油，其中，所述基材复合物包括10-30重量份的基体树脂、1-10重量份的碳纳米材料、1-10重量份的纳米填料和70-90重量份的溶剂；所述导热油为1-10重量份。本专利技术第二方面提供一种导热涂层，所述导热涂层由前述第一方面所述的组合物经基材复合物固化和导热油涂覆制得。本专利技术第三方面提供一种制件的制备方法包括以下步骤：(1)将10-30重量份的基体树脂、1-10重量份的碳纳米材料、1-10重量份的纳米填料以及70-90重量份的溶剂进行混合，得到混合物；(2)将所述混合物涂布在经预处理的金属基板表面上并固化，得到制件预制体；(3)将1-10重量份的导热油涂覆在所述制件预制体上并静置，得到所述制件。本专利技术第四方面提供一种由前述第三方面所述的制备方法制得的制件，包括基板和前述第二方面所述的导热涂层，所述基板为金属基板；其中，所述金属基板选自铁板、铜板、铝板和不锈钢基板中的一种，优选选自铝板和/或不锈钢基板；优选地，所述导热涂料在所述金属基板表面的涂布厚度为50-300μm，优选为80-150μm。与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案，在基体树脂作用下通过碳材料在导热涂层内部构建新颖的类蜂窝状3D微导热网络(见图1)，使得导热涂层内部相互连通，热量便于通过碳材料传递，从而提高导热涂层的导热率；同时该网络结构提供了理想的储油场所。本专利技术通过在导热组合物中设置基材复合物和导热油两部分在制备导热涂层以及制件的过程中，形成一个导热涂层，引入的导热油不仅能够弥补碳纳米管等的微观缺陷，还可以将蜂窝结构中热导率低的空气挤出，使得涂层内部进一步连通，与碳材料网络结构协同作用，提高涂层的导热效果，因此，具有广阔的应用前景。附图说明图1为本专利技术实施例1中构建的类蜂窝状3D微导热网络电镜图。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术第一方面提供一种导热复合涂料组合物，所述组合物包括基材复合物和导热油，其中，所述基材复合物包括10-30重量份的基体树脂、1-10重量份的碳纳米材料、1-10重量份的纳米填料和70-90重量份的溶剂；所述导热油为1-10重量份。根据本专利技术的一些实施方式，所述基材复合物可以包括12-20重量份的基体树脂、2-5重量份的碳纳米材料、2-5重量份的纳米填料和75-85重量份的溶剂；所述导热油为2-5重量份。根据本专利技术的一些实施方式，优选地，所述基体树脂的密度为1-5g/cm3，优选为1.6-2.3g/cm3；粘度为5-100Pa·s，优选为10-20Pa·s。根据本专利技术的一些实施方式，所述基体树脂可以选自氟硅树脂、有机硅树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂中的至少一种，优选为环氧树脂。本专利技术中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、溴化双酚A型树脂和酚醛型环氧树脂中的至少一种，优选为双酚A型环氧树脂，可以商购选自E35、E42、E51和E55中的至少一种，优选为E51和/或E55。根据本专利技术的一些实施方式，所述碳纳米材料可以选自碳纤维、碳纳米管、炭黑和石墨烯中的至少一种，优选选自碳纳米管和/或石墨烯。根据本专利技术的一些实施方式，优选地，所述碳纳米材料的平均粒径为20-10000nm，优选为50-1000nm；密度为0.5-10g/cm3，优选为1.2-4.6g/cm3。本专利技术中，所述石墨烯为少层石墨烯，指由3-10层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括ABC堆垛，ABA堆垛等)堆垛构成的一种二维碳材料。根据本专利技术的一些实施方式，优选地，所述基体树脂与所述碳纳米填料的重量比为1：(0.1-0.5)，优选为1：(0.12-0.25)。根据本专利技术的一些实施方式，所述纳米填料可以选自二氧化硅、二氧化钛和氮化硼中的至少一种，优选为氮化硼。根据本专利技术的一些实施方式，所述溶剂可以选自甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙酯和醋酸丁酯中的至少一种，优选选自醋酸乙酯和/或醋酸丁酯。根据本专利技术的一些实施方式，所述导热油可以选自320#、330#、340#及350#中的至少一种，优选选自320#。根据本专利技术优选的实施方式，所述导热油的密度为0.5-1.5g/cm3，优选为0.7-0.9g/cm3。本专利技术第二方面提供一种导热涂层，所述导热涂层由前述第一方面所述的组合物经基材复合物固化和导热油涂覆制得。本专利技术中，优选地，所述导热涂层可以按照如下方法制备：(a)将10-30重量份的基体树脂、1-10重量份的碳纳米材料、1-10重量份的纳米填料以及70-90重量份的溶剂进行混合并固化，得到导热涂层前体；(b)将1-10重量份的导热油涂覆在导热涂层前体上并静置，得到所述导热涂层。本专利技术中，对所述导热油的用量没有特别的要求，只要能够浸润所述导热涂层前体的表面即可。本专利技术第三方面提供一种制件的制备方法包括以下步骤：(1)将10-30重量份的基体树脂、1-10重量份的碳纳米材料、1-10重量份的纳米填料以及70-90重量份的溶剂进行混合，得到混合物；(2)将所述混合物涂布在经预处理的金属基板表面上并固化，得到制件预制体；(3)将1-10重量份的导热油涂覆在所述制件预制体上并静置，得到所述制件。本专利技术中，优选地，步骤(1)中，将12-20重量份的基体树脂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导热复合涂料组合物，其特征在于，所述组合物包括基材复合物和导热油，其中，所述基材复合物包括10-30重量份的基体树脂、1-10重量份的碳纳米材料、1-10重量份的纳米填料和70-90重量份的溶剂；所述导热油为1-10重量份。/n

【技术特征摘要】
1.一种导热复合涂料组合物，其特征在于，所述组合物包括基材复合物和导热油，其中，所述基材复合物包括10-30重量份的基体树脂、1-10重量份的碳纳米材料、1-10重量份的纳米填料和70-90重量份的溶剂；所述导热油为1-10重量份。


2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述基材复合物可以包括12-20重量份的基体树脂、2-5重量份的碳纳米材料、2-5重量份的纳米填料和75-85重量份的溶剂；所述导热油为2-5重量份。


3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述基体树脂选自氟硅树脂、有机硅树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂中的至少一种，优选为环氧树脂；
和/或，所述基体树脂的密度为1-5g/cm3，优选为1.6-2.3g/cm3；粘度为5-100Pa·s，优选为10-20Pa·s。


4.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合物，其中，所述碳纳米材料选自碳纤维、碳纳米管、炭黑和石墨烯中的至少一种，优选选自碳纳米管和/或石墨烯；
其中，所述碳纳米材料的平均粒径为20-10000nm，优选为50-1000nm；密度为0.5-10g/cm3，优选为1.2-4.6g/cm3；
和/或，所述基体树脂与所述碳纳米填料的重量比为1：(0.1-0.5)，优选为1：(0.12-0.25)。


5.根据权利要求1-4中任意一项所述的组合物，其中，所述纳米填料选自二氧化硅、二氧化钛和氮化硼中的至少一种，优选为氮化硼；
和/或，所述溶剂选自甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙酯和醋酸丁酯中的至少一种，优选选自醋酸乙酯和/或醋酸丁酯。


6.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其中，所述导热油选自320#、330#、340#及350#中的至少一种，优选选自320#；
和/或，所述导热油的密度为0.5-1.5g/cm3，优选为0.7-0.9g/cm3。
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵东艳，王于波，陈燕宁，邵瑾，黄海潮，庞振江，钟明琛，李秀伟，李腾浩，朱艳吉，汪怀远，韩斌，申小松，万勇，
申请(专利权)人：北京智芯微电子科技有限公司，北京芯可鉴科技有限公司，天津大学，
类型：发明
国别省市：北京;11