【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及散热层领域，特别涉及一种碳纳米管散热层及制备方法和应用。
技术介绍
1、目前电子产品集成化、微型化程度越来越高，导致电子产品在工作过程中散热较慢，散热效率低可显著影响产品工作稳定性及使用寿命，因此这对电子产品及设备热管理提出更高的要求。在电子产品及设备表面粘贴散热片并加装风扇，采用热传导+热对流方式提高电子产品及设备的散热能力的方案，已在行业内得到广泛运用。
2、在散热片表面涂布碳纳米管散热层，可进一步提高散热片的红外辐射散热能力，增强电子产品及设备的散热能力，该方案成本较低，且对于异型材可采用喷涂或浸涂工艺，不受材料形状和尺寸的影响。由于铝重量轻、导热性良好，目前散热片多采用铝材质，但是铝表面会形成氧化铝，并附着油污、污垢等污染物，因此在对铝表面进行前处理是必不可少的一个关键步骤。常规采用机械方法打磨表面，采用酸性、碱性清洗剂清洗铝表面油污，然而该方法会在铝表面形成白斑，甚至导致铝变黄发黑，此外该方法会产生较多酸或碱废水，并增加废水处理成本及污染环境。
3、碳纳米管是sp2杂化c-c键构成的一维管状纳米材料，具有优越的力学、电学、热学等功能特性，轴向热导率为2000-3000w/mk，约为铜的10倍，远超其它金属材料，同时具有较高的热辐射性，散热能力更强，但碳纳米管径向导热性较差，这限制了碳纳米管在散热领域的运用。
4、专利技术专利202210749264.1公开了一种石墨烯加碳纳米管与氧化铝物理球磨共混的方法制备散热涂料，该方法制备不能使导热填料氧化铝均匀附着力在碳纳米管和石
5、专利技术专利202211230726.5公开了一种石墨烯散热涂料及其制备方法，制备具有褶皱结构的氧化石墨烯散热涂料，该涂料具有均衡的导热率和发射率，可提高低温环境下电子元件的散热能力，涂料涂布在铝板前，需要对铝板用砂纸打磨，并用氢氧化钠溶液清洗表面油污，处理过程较为繁琐。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种可直接涂布在铝或铝合金表面的散热层及其制备方法，以克服现有碳纳米管径向导热性较差和铝或铝合金使用前需对表面做前处理的不足。
2、为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：一种碳纳米管散热层，该碳纳米管散热层包括：碳纳米管散热底层和碳纳米管散热面层；其中，碳纳米管散热底层的厚度为1-3μm，碳纳米管散热面层的厚度为10-15μm。
3、进一步，所述碳纳米管散热底层的各个组分以重量百分数计，包括：氧化铝改性碳纳米管粉体4％-8％、分散剂1％-5％、流平剂1％-3％、附着力促进剂0.5％-2％、聚氨酯树脂15％-25％，其余为水；
4、所述碳纳米管面层的各个组分以重量百分数计，包括：氧化铝改性碳纳米管粉体3％-8％、分散剂1％-5％、流平剂0.5％-1％、聚氨酯树脂19％-25％、增稠剂0.5％-1％，其余为水。
5、进一步，所述的氧化铝改性碳纳米管粉体为在碳纳米管的表面包覆一层氧化铝粉体；
6、所述碳纳米管为多壁碳纳米管，管径9-80nm，长度1-20μm。
7、进一步，所述的分散剂为亚甲基双萘磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚、聚丙烯酸钠、聚对苯乙烯磺酸钠中的一种或多种；
8、所述的流平剂为tego500、tego450、byk345、byk333、sn4763、capstone fs-31中的一种或几种；
9、所述的附着力促进剂为lubrizolr2063、addbond ds1300、moap1708中的一种；
10、所述的聚氨酯树脂为eterane8925b、eterane89252、etersol 61325b、bayhydrolxp 2592中的一种或多种；
11、所述的增稠剂为水性增稠剂；所述水性增稠剂为rheovis as1130、rheovishs1169中的一种。
12、本专利技术的另一目的是提供一种上述的碳纳米管散热层的方法，该方法具体包括以下步骤：
13、s1)制备氧化铝改性碳纳米管粉体，备用；
14、s2)按照设计配比分别称取个组分；
15、s3)将氧化铝改性碳纳米管粉体、分散剂、水混合后，制备得到碳纳米管水性浆料；
16、s4)采用s3)得到的碳纳米管水性浆料与剩余组分混合后，经过一定转速的磁力搅拌后，分别得到碳纳米管散热底层涂料和碳纳米管散热面层涂料；
17、s5)先将s4)得到碳纳米管散热底层涂料在载体上涂布一层干膜，固化后得到碳纳米管散热底层，再将s4)得到碳纳米管散热面层涂料涂布在碳纳米管散热底层上，固化后得到碳纳米管散热面层，即得到碳纳米管散热层。
18、进一步，所述s1)的具体步骤为：
19、s1.1)先将碳纳米管加入到kmno4/h2so4溶液中，将混合液体在超声波微波化学合成仪中超声30min，将处理后的碳纳米管过滤，用去离子水清洗碳纳米管，直至清洗后的去离子水呈中性，得到羧基化碳纳米管；
20、s1.2)再将羧基化碳纳米管加入到去离子水中，用naoh水溶液中和成中性，再加入氯化铝粉体，在磁力搅拌下搅拌均匀，再边搅拌边加入naoh水溶液，得到氢氧化铝包覆碳纳米管，将氢氧化铝包覆碳纳米管过滤，用去离子水清洗碳纳米管，直至清洗后的去离子水呈中性，将清洗后的氢氧化铝包覆碳纳米管冷冻干燥，得到氢氧化铝包覆碳纳米管粉体；
21、s1.3)将氢氧化铝包覆碳纳米管粉体在流动氮气氛围下，950-1050℃煅烧30min，得到氧化铝改性碳纳米管粉体。
22、进一步，所述s3)的具体步骤为：
23、s3.1)将氧化铝改性碳纳米管粉体、分散剂、水混合后，机械搅拌10-20min混合均匀，转速500-800r/min，得到混合液体；
24、s3.2)将s3.1)得到的混合液体经高压均质机均质3-6min，均质压力500-700bar，用500目过滤袋过滤，得到碳纳米管水性浆料。
25、进一步，所述s4)的具体步骤为：
26、s4.1)将s3)得到的碳纳米管水性浆料、流平剂、附着力促进剂、聚氨酯树脂经磁力搅拌器搅拌5-10min混合均匀，转速200-500r/min，得到底层散热层；
27、s4.2)将s3)得到的碳纳米管水性浆料、流平剂、聚氨酯树脂、增稠剂经磁力搅拌器搅拌5-10min混合均匀，转速200-500r/min，得到面层散热层。
28、进一步，所述s5)中具体工艺为：
29、所述的底层散热层固化温度为140-160℃，烘烤5-10min；
30、所述的面层散热层固化温度为110-120℃，烘烤5-10min。
31、一种上述的方法制备得到碳纳米管散热层应用在铝或铝合金材质表面的散热领域。
32、本专利技术利用离子间相互作用力，在碳纳米管表面均匀生长氧化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种碳纳米管散热层，其特征在于，所述碳纳米管散热层包括：碳纳米管散热底层和碳纳米管散热面层；其中，碳纳米管散热底层的厚度为1-3μm，碳纳米管散热面层的厚度为10-15μm。
2.根据权利要求1所述的碳纳米管散热层，其特征在于，所述碳纳米管散热底层的各个组分以重量百分数计，包括：氧化铝改性碳纳米管粉体4％-8％、分散剂1％-5％、流平剂1％-3％、附着力促进剂0.5％-2％、聚氨酯树脂15％-25％，其余为水；
3.根据权利要求2所述的碳纳米管散热层，其特征在于，所述的氧化铝改性碳纳米管粉体为：碳纳米管的表面包覆一层氧化铝粉体；
4.根据权利要求2所述的碳纳米管散热层，其特征在于，所述的分散剂为亚甲基双萘磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚、聚丙烯酸钠、聚对苯乙烯磺酸钠中的一种或多种；
5.一种制备如权利要求1-4任意一项所述的碳纳米管散热层的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述S1)的具体步骤为：
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述S3)的具体步骤
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述S4)的具体步骤为：
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述S5)中具体工艺为：
10.一种如权利要求5-9任意一项所述的方法制备得到碳纳米管散热层应用在铝或铝合金材质表面的散热领域。
...【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管散热层，其特征在于，所述碳纳米管散热层包括：碳纳米管散热底层和碳纳米管散热面层；其中，碳纳米管散热底层的厚度为1-3μm，碳纳米管散热面层的厚度为10-15μm。
2.根据权利要求1所述的碳纳米管散热层，其特征在于，所述碳纳米管散热底层的各个组分以重量百分数计，包括：氧化铝改性碳纳米管粉体4％-8％、分散剂1％-5％、流平剂1％-3％、附着力促进剂0.5％-2％、聚氨酯树脂15％-25％，其余为水；
3.根据权利要求2所述的碳纳米管散热层，其特征在于，所述的氧化铝改性碳纳米管粉体为：碳纳米管的表面包覆一层氧化铝粉体；
4.根据权利要求2所述的碳纳米管散热层，其特征在于，所述的分散...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴辉，李梦，殷晓翠，陈名海，
申请(专利权)人：江西铜业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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