磷酸铝粉末及其制备方法、辐射散热涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了磷酸铝粉末及其制备方法、辐射散热涂料及其制备方法和应用。本发明专利技术的磷酸铝粉末具有微米级的柏叶状结构。本发明专利技术的辐射散热涂料的制备原料包括磷酸铝粉末、异氰酸丙基三乙氧基硅烷接枝改性的羟基氟碳树脂和溶剂，磷酸铝粉末、异氰酸丙基三乙氧基硅烷接枝改性的羟基氟碳树脂的质量比为1:3.5～19.5。本发明专利技术的磷酸铝粉末具有优异的辐射制冷效果，将其与氟碳树脂复合制成的辐射散热涂料形成的涂层在近红外波段以及紫外波段内有着较高的反射率，在大气窗口波段内有着较高的发射率，在中远红外波段具有较好的辐射散热功能，且涂层还具有超疏水自洁功能。且涂层还具有超疏水自洁功能。且涂层还具有超疏水自洁功能。

【技术实现步骤摘要】
磷酸铝粉末及其制备方法、辐射散热涂料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及辐射散热涂料
，具体涉及磷酸铝粉末及其制备方法、辐射散热涂料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着5G(第五代移动通信技术)的快速发展，大量的5G基站建成。5G基站引入的大规模天线(Massive MIMO)技术使得5G射频模块有源天线单元(AAU)的体积、重量和功耗都大幅增加。数据表明，如今5G单站的功耗是4G单站的2.5倍～3.5倍，单站的满载功率甚至达到了3700W，巨大的功耗带来的是严峻的基站散热问题。
[0003]5G基站的功耗主要来源于室内基带处理单元(BBU)带来的计算功耗和AAU带来的传输功耗。BBU在室内工作，其功耗较为稳定，且有空调进行持续降温，而AAU在室外工作，其功耗会随着业务负载的增加而大幅上升，是5G基站最主要的功耗来源。AAU属于封闭式箱体结构，主要是通过安装吹胀板、散热片或VC均热板来促进热传导和热对流，进而实现散热，散热效果还有待进一步提高。辐射制冷是指通过辐射制冷材料吸收太阳光以及周围温度较高的物体发射的热量将其转变为内能，再以红外线的方式通过大气窗口(8μm～13μm)将热量带到温度大约为3K的外太空，最终实现制冷。因此，开发一种具有优异辐射制冷效果的辐射制冷涂料，并将其应用在AAU机箱上，则有望进一步提高AAU的散热效率，同时还能实现节能减排。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一在于提供一种磷酸铝粉末及其制备方法。
[0005]本专利技术的目的之二在于提供一种辐射散热涂料及其制备方法和应用。
[0006]本专利技术所采取的技术方案是：
[0007]一种磷酸铝粉末，其具有微米级的柏叶状结构。
[0008]上述磷酸铝粉末的制备方法包括以下步骤：
[0009]1)将异丙醇铝、磷酸和三乙胺分散在水中，进行反应，得到含拟薄水铝的反应液；
[0010]2)将硝酸和水加入含拟薄水铝的反应液中，进行反应，得到含非晶态磷酸铝的反应液；
[0011]3)将含非晶态磷酸铝的反应液转移至反应釜中，或者，将含非晶态磷酸铝的反应液和表面活性剂混合后加入反应釜中，进行水热反应，再分离出固体产物，即得磷酸铝粉末。
[0012]优选的，所述异丙醇铝、磷酸、三乙胺、硝酸的摩尔比为1:1.0～1.8:2.5～4.0:2.3～3.8。
[0013]优选的，所述异丙醇铝的物质的量与步骤1)和步骤2)中的水的总物质的量的比为1:420～430。
[0014]优选的，步骤3)所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、吐温80、司班80中的一种。
[0015]优选的，步骤3)所述水热反应在170℃～190℃下进行，反应时间为4h～8h。
[0016]一种辐射散热涂料，制备原料包括上述磷酸铝粉末、异氰酸丙基三乙氧基硅烷接枝改性的羟基氟碳树脂和溶剂；所述磷酸铝粉末、异氰酸丙基三乙氧基硅烷接枝改性的羟基氟碳树脂的质量比为1:3.5～19.5。
[0017]优选的，所述异氰酸丙基三乙氧基硅烷接枝改性的羟基氟碳树脂通过以下方法制备得到：将羟基氟碳树脂、异氰酸丙基三乙氧基硅烷和催化剂分散在溶剂中，130℃～150℃反应10h～15h，即得异氰酸丙基三乙氧基硅烷接枝改性的羟基氟碳树脂。
[0018]优选的，所述羟基氟碳树脂的数均分子量为20000g/mol～30000g/mol，羟基值为55mgKOH/g～65mgKOH/g，固含量为50％～60％。
[0019]优选的，所述催化剂为三乙胺。
[0020]上述辐射散热涂料的制备方法包括以下步骤：将磷酸铝粉末和异氰酸丙基三乙氧基硅烷接枝改性的羟基氟碳树脂分散在二甲苯中，130℃～150℃反应6h～10h，再加入二甲苯进行洗涤、震荡和静置，再倒掉上清液，即得辐射散热涂料。
[0021]本专利技术的有益效果是：本专利技术的磷酸铝粉末具有优异的辐射制冷效果，将其与氟碳树脂复合制成的辐射散热涂料形成的涂层在近红外波段以及紫外波段内有着较高的反射率，在大气窗口波段内有着较高的发射率，在中远红外波段具有较好的辐射散热功能，且涂层还具有超疏水自洁功能。
[0022]具体来说：
[0023]1)本专利技术的辐射散热涂料用在AAU机箱表面能够实现被动辐射制冷效果，增加AAU的散热效率，在涂层长期使用的过程中，由于涂层具有低表面能，可以使污染物不容易附着在涂层表面，起到防污效果，并使涂层在长期使用的过程中维持较高的紫外近红外反射率和大气窗口发射率；
[0024]2)本专利技术的辐射散热涂料将辐射散热功能与防污功能融为一体，施工方便，最大程度保留了涂层原有的发射率，使得涂层具有低表面能的同时还具有高的发射率。
附图说明
[0025]图1为实施例1～4的磷酸铝粉末的SEM图。
[0026]图2为对比例1的市售磷酸铝的SEM图。
[0027]图3为实施例1～4的磷酸铝粉末和对比例1的市售磷酸铝粉末的反射率曲线。
[0028]图4为实施例1～4的磷酸铝粉末和对比例1的市售磷酸铝粉末的发射率曲线。
[0029]图5为实施例8和对比例2的辐射散热涂料制成的辐射散热涂层的SEM图和接触角测试图。
[0030]图6为实施例5～9的辐射散热涂料制成的辐射散热涂层的接触角对比图。
[0031]图7为实施例8和对比例2的辐射散热涂料制成的辐射散热涂层的反射率曲线。
[0032]图8为实施例8和对比例2的辐射散热涂料制成的辐射散热涂层的发射率曲线。
[0033]图9为实施例8的辐射散热涂料形成的涂层在夜间和日间的散热效果测试结果图。
具体实施方式
[0034]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的解释和说明。
[0035]实施例1：
[0036]一种磷酸铝粉末，其制备方法包括以下步骤：
[0037]1)将23.92g的磷酸分散在77.88g的去离子水中，再加入13.04g的三乙胺后搅拌均匀，再加入33.20g的异丙醇铝，搅拌2h，得到含拟薄水铝的反应液；
[0038]2)将10.08g的硝酸和534.12g的去离子水加入含拟薄水铝的反应液中，搅拌2h，得到含非晶态磷酸铝的反应液(均一的白色溶液)；
[0039]3)将200g的含非晶态磷酸铝的反应液转移至反应釜中，180℃保温反应6h，再进行水洗、离心和干燥，即得磷酸铝粉末。
[0040]实施例2：
[0041]一种磷酸铝粉末，其制备方法包括以下步骤：
[0042]1)将23.92g的磷酸分散在77.88g的去离子水中，再加入13.04g的三乙胺后搅拌均匀，再加入33.20g的异丙醇铝，搅拌2h，得到含拟薄水铝的反应液；
[0043]2)将10.08g的硝酸和534.12g的去离子水加入含拟薄水铝的反应液中，搅拌2h，再加入2.16g的十六烷基三甲基溴化铵后搅拌均匀，得到含非晶态磷酸铝的反应液(均一的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷酸铝粉末，其特征在于，具有微米级的柏叶状结构。2.权利要求1所述的磷酸铝粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将异丙醇铝、磷酸和三乙胺分散在水中，进行反应，得到含拟薄水铝的反应液；2)将硝酸和水加入含拟薄水铝的反应液中，进行反应，得到含非晶态磷酸铝的反应液；3)将含非晶态磷酸铝的反应液转移至反应釜中，进行水热反应，再分离出固体产物，即得磷酸铝粉末。3.根据权利要求2所述的磷酸铝粉末的制备方法，其特征在于：步骤3)在含非晶态磷酸铝的反应液中添加表面活性剂后再进行水热反应。4.根据权利要求2或3所述的磷酸铝粉末的制备方法，其特征在于：所述异丙醇铝、磷酸、三乙胺、硝酸的摩尔比为1:1.0～1.8:2.5～4.0:2.3～3.8；所述异丙醇铝的物质的量与步骤1)和步骤2)中的水的总物质的量的比为1:420～430。5.根据权利要求2或3所述的磷酸铝粉末的制备方法，其特征在于：步骤3)所述水热反应在170℃～190℃下进行，反应时间为4h～8h。6.一种辐射散热涂料，其特征在于，制备原料包括权利要求1的磷酸铝粉末、异氰酸丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄植，钟明峰，张志杰，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：