利用碳材料的高效率散热涂料组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种利用碳材料的散热涂料组合物，其中，所述组合物包括含有表面改性的碳材料的分散液、耐热性添加剂以及具有增强的粘结性的乳状液。根据本发明专利技术的散热涂料组合物呈现出优异的散热性能，从而能够适用于需要温度控制的各种工业领域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种利用碳材料的散热涂料组合物。更具体地，本专利技术涉及一种通过包括表面改性的碳纳米管、使该碳纳米管分散成液状的高分子溶液以及耐热性添加剂，而具有优异的耐热性和分散性的散热涂料组合物。此外，本专利技术还可以包括具有增强的粘结性的乳状液，其用于进一步提高与基材表面的粘结性。
技术介绍
最近，随着电子产品的高集成化及产品小型化，散热问题已成为一个非常大的课题。目前，用于散热的方法通常为通过铝或铜的挤压成形而制造表面积最大化的散热板，这不充分的话，黑化处理(阳极氧化)散热结构体以提高散热效率，或者安装鼓风机，通过空气对流来解决电子设备的冷却问题。然而，由于鼓风机具有噪音、产品寿命、价格、无法小型化等许多问题，因此在应用于产品方面存在局限性。现在，在IXD、PDP等显示关联的产品中，主要使用的是通过对铝的表面黑化处理，来增加散热板的散热效率，从而提高冷却效率约10%。然而，为了提升产品性能以及对下一代产品的适用，现在的表面黑化处理无法满足理想的性能。这些问题使得产品的小型化、产品性能的提升以及设计的多样化变得很难，因此，正持续进行散热效率优异的产品的开发和研究。众所周知，在用于最大化散热效率的散热涂层剂中，碳纳米管呈现出非常优异的特性。人们知道碳纳米管具有独特的内部结构，优异的热传导性，因此热传导和散热效果非常优异。然而，由于碳纳米管自身的用作涂层剂的分散性或与高分子的结合性非常低，因此该碳纳米管的表面加工是必不可少的。若碳纳米管具有低的分散性和低的相容性，则与基板的粘结力和附着力是低的，这导致容易发生膜的剥离，由此使得来自基板的热传导降低，从而导致散热效率降低。为了解决这些问题，通过表面加工碳纳米管而引入官能团，从而可以改善与高分子的相容性且提高碳纳米管的物理性能。然而，为了使碳纳米管在水或有机溶剂中分散，碳纳米管的表面处理方法使用强酸或强碱。然而，在该过程中产生的大量的废水造成环境负担，且由于碳纳米管在表面处理过程中会损坏，因此存在难以实现电传导性的技术问题。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是提供一种使用碳材料和作为耐热性添加剂的金属氧化物的散热涂料组合物，所述散热涂料组合物在应用至散热板上时，由于高的热传导性和散热率而具有高的散热效果，而且由于金属氧化物而具有非常优异的耐热性。此外，本专利技术的目的是提 供一种散热涂料组合物，为了使所述碳材料在水或有机溶剂中分散，所述散热涂料组合物使用包含基于苯乙烯/丙烯酸的水溶性树脂的具有增强的粘结性的乳状液，从而提高分散性。具体地，本专利技术的目的是提供一种第一散热涂料组合物，所述第一散热涂料组合物包括包含表面改性的碳材料的分散液和耐热性添加剂,所述包含表面改性的碳材料的分散液包括表面处理的(官能化的)碳材料和用于使该碳材料分散成液状的基于丙烯酸的树脂共聚物高分子溶液。此外，本专利技术的目的是提供一种第二散热涂料组合，所述第二散热涂料组合物除所述第一散热涂料组合物之外还包括具有增强的粘结性的乳状液，从而进一步提高与基材的粘结性。此外，本专利技术的目的是提供一种绝缘性散热涂料组合物，所述绝缘性散热涂料组合物除所述第一散热涂料组合物或第二散热涂料组合物之外还包括绝缘性添加剂。本专利技术的目的是通过涂覆所述散热涂料组合物而提高散热效率并使散热顺利进行，从而增加产品寿命且使得能够应用于产品的轻量化和小型化。具体地，本专利技术的目的是提供一种散热涂料组合物，该散热涂料组合物能够被应用于各种领域，例如，LED灯、电子芯片、热交换器、半导体设备、冷凝器、蒸发器、加热器、显示装置、显示器、锅炉管道、通信设备、发动机、马达、电池、外壳材料、电极材料、以及纤维制造，并且具有优异的散热效率。技术方案本专利技术涉及一种散热涂料组合物，该散热涂料组合物通过使用表面改性的碳材料而具有提高的散热性及分散性。本专利技术的散热涂料组合物的特征在于，为了提高表面改性的碳材料的分散性，使用基于苯乙烯/丙烯酸的水溶性树脂。尤其是，本专利技术的散热涂料组合物的特征在于，包括作为耐热性添加剂的金属氧化物，以在涂覆后提高耐热性及抵抗热源以维持膜的结构。此外，根据需要，本专利技术还可以包括具有增强的粘结性的乳状液，以进一步提高与基材，尤其是铝散热板的粘结性。此外，根据需要，本专利技术还可以包括选自金属有机化合物溶胶、聚酯-聚氨酯共聚物、聚氨酯-环氧共聚物、聚酯-聚氨酯-硅酮共聚物以及聚酯-环氧共聚物中的任何一种或两种以上的混合物，作为用于赋予绝缘性的添加剂。S卩，虽然可以制备各种类型的本专利技术的散热涂料组合物，但具体的示例可以具有四个方面。本专利技术的第一方面是可以制备第一散热涂料组合物，该第一散热涂料组合物包括重量百分比为80%至99%的包含表面改性的碳材料的分散液以及重量百分比为1%至20%的耐热性添加剂。本专利技术的第二方面是可以制备第二散热涂料组合物，该第二散热涂料组合物包括重量百分比为80%至95%的包含表面改性的碳材料的分散液；重量百分比为1%至15%的耐热性添加剂；以及重量百分比为1%至10%的具有增强的粘结性的乳状液。本专利技术的第三方面是可以制备第三散热涂料组合物，基于100重量份的包括重量百分比为80%至99%的包含表面改性的碳材料的分散液以及重量百分比为1%至20%的耐热性添加剂的第一散热涂料组合物，该第三散热涂料组合物还包括50重量份至150重量份的选自金属有机化合物溶胶、聚酯 -聚氨酯共聚物、聚氨酯-环氧共聚物、聚酯-聚氨酯-硅酮共聚物以及聚酯-环氧共聚物中的任何一种或两种以上的混合物，作为绝缘性添加剂。本专利技术的第四方面是可以制备第四散热涂料组合物，基于100重量份的包括重量百分比为80%至95%的包含表面改性的碳材料的分散液、重量百分比为1%至15%的耐热性添加剂以及重量百分比为1%至10%的具有增强的粘结性的乳状液的第二散热涂料组合物，该第四散热涂料组合物还包括50重量份至150重量份的选自金属有机化合物溶胶、聚酯-聚氨酯共聚物、聚氨酯-环氧共聚物、聚酯-聚氨酯-硅酮共聚物以及聚酯-环氧共聚物中的任何一种或两种以上的混合物，作为绝缘性添加剂。下文，将更详细地描述本专利技术的散热涂料组合物的各组分本专利技术的包含表面改性的碳材料的分散液是通过使用表面改性的碳材料和基于丙烯酸的树脂共聚物闻分子而具有提闻的分散性的水性分散液或溶剂型分散液，第一散热涂料组合物是包括含有所述表面改性的碳材料的分散液和作为耐热性添加剂的金属氧化物的水性分散液或溶剂型分散液。第二散热涂料组合物是除所述第一散热涂料组合物之夕卜，还包括用于提高与作为基材的铝散热板等的粘结性的具有增强的粘结性的乳状液的水性分散液或溶剂型分散液。此外，第三散热涂料组合物是除所述第一散热涂料组合物之外，还包括用于赋予绝缘性的绝缘性添加剂的水性分散液或溶剂型分散液。此外，第四散热涂料组合物是除所述第一散热涂料组合物之外，还包括用于赋予绝缘性的绝缘性添加剂的水性分散液或溶剂型分散液。本专利技术的特征在于混合比例。本专利技术可以提供在上述范围内具有优异的耐热性和粘结性的散热涂料组合物，并且可以应用于需要热管理的各种领域。首先，将更详细地描述构成本专利技术的第一散热涂料组合物的各组分。本专利技术的第一散热涂料组合物包括重量百分比为80%至99%的包含表面改性的碳材料的分散液以及重量百分比为1%至20%的耐热性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.05 KR 10-2010-00756871.一种散热涂料组合物，包括重量百分比为80%至99%的包含表面改性的碳材料的分散液以及重量百分比为1%至20%的耐热性添加剂。2.一种散热涂料组合物，包括重量百分比为80%至95%的包含表面改性的碳材料的分散液、重量百分比为1%至15%的耐热性添加剂以及重量百分比为1%至10%的具有增强的粘结性的乳状液。3.按权利要求1所述的散热涂料组合物，基于100重量份的所述散热涂料组合物，还包括50重量份至150重量份的绝缘性添加剂，所述绝缘性添加剂为选自由金属有机化合物溶胶、聚酯-聚氨酯共聚物、聚氨酯-环氧共聚物、聚酯-聚氨酯硅酮共聚物以及聚酯-环氧共聚物所构成的组中的任何一种或两种以上的混合物。4.按权利要求2所述的散热涂料组合物，基于100重量份的所述散热涂料组合物，还包括50重量份至150重量份的绝缘性添加剂，所述绝缘性添加剂为选自由金属有机化合物溶胶、聚酯-聚氨酯共聚物、聚氨酯-环氧共聚物、聚酯-聚氨酯硅酮共聚物以及聚酯-环氧共聚物所构成的组中的任何一种或两种以上的混合物。5.按权利要求1或2所述的散热涂料组合物，其中，包括所述表面改性的碳材料的分散液包括:重量百分比为0.1%至10%的表面改性的碳材料，重量百分比为0.04%至50%的基于苯乙烯/丙烯酸的水溶性树脂，重量百分比为0.005%至15%的氨水、胺类化合物、无机碱溶液或其混合物，以及重量百分比为25%至99.855%的溶剂。6.按权利要求1或2所述的散热涂料组合物，其中，所述耐热性添加剂包括重量百分比为0.1%至20%的耐热性金属氧化物以及重量百分比为80%至99.9%的碱溶性树脂乳状液。7.按权利要求6所述的散热涂料组合物，其中，在酸或碱存在下制备溶液时，所述耐热性金属氧化物以金属氢氧化物或金属铵化合物的形式存在。8.按权利要求6所述的散 热涂料组合物，其中，所述耐热性金属氧化物选自由氧化铝、氧化镁、氧化铍、氧化锆、氧化钙、氧化钛、氧化锌、氧化硅、氧化铁、氮化硼、氮化铝、氮化硅、氮化钛、氮化锆、氮化铪、氮化铌所构成的组中的任何一种或两种以上的混合物。9.按权利要求1或2所述的散热涂料组合物，其中，所述表面改性的碳材料为选自单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、薄的多壁碳纳米管、多壁碳纳米管、束形碳纳米管、石墨、氧化石墨、石墨烯、氧化石墨烯、炭黑、碳纤维、碳纳米纤维中的任何一种或两种以上的混合物。10.按权利要求1或2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：都承会，洪成哲，李镇瑞，韩柱熙，
申请(专利权)人：韩华石油化学株式会社，
类型：
国别省市：