[发明专利]新型纳米金刚石导热涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种新型纳米金刚石导热涂料及其制备方法。

背景技术

涂料，在中国传统名称为油漆。所谓涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。涂料是一种材料，这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。这样形成的膜通称涂膜，又称漆膜或涂层。”涂料具有保护功能、装饰功能以及其他功能。

随着全球科学技术的发展和能源问题的日益突出，强化传热在能源的开发和节约中起着重大甚至是关键性的作用，并已成为现代传热学中一个十分引人注目的研究领域。目前，各行业对热交换系统的传热负荷和传热强度要求日益增大，热交换设备的结构尺寸限制及使用环境也日益苛刻，对热交换系统的高效低阻紧凑等性能指标的要求也越来越高，尤其在能源、汽车、空调、农业、化工、采暖、航空航天、微电子、信息等领域，对强化传热、提高散热效率等技术提出了更高的要求。例如在微电子行业中，电子散热问题己成为制约微电子工业发展的瓶颈。而传统的冷却方式不能满足其散热要求，促进人们研究和发展新的散热方式。目前电子技术的发展呈现两大趋势 ：一是追求小型化和集成化，二是追求高频率和高运算速度，这样使得单位芯片的热流密度迅速升高。如计算机 CPU 芯片在运行过程中产生的热流密度已达到60-100W/cm²，半导体激光器中甚至达到103W/cm²数量级。而电子器件正常的工作温度范围为 -5-65℃，最大允许工作温度 100-120℃，过高的温度会危及半导体的结点，损伤电路的连接界面，增加导体的阻值和形成机械应力损伤。研究表明：电子元件的温度在正常工作温度水平上降低 1℃，其故障可减少 4％；若增加 10-20℃，则故障率提高100％。据统计，电子设备的失效率有55％是温度超过规定值引起的。由此可见，电子散热问题已成为制约电子工业发展的瓶颈，而高效的电子散热技术已成为一个研究热点。另外，在各种领域，如汽车发动机、空调、冰箱等金属表面温度的及时降低，能够延长设备的使用寿命，提高设备的工作效率。目前在相关领域的散热、降温还是一个亟需解决的问题，而目前的涂料还停留在保护的基本功能上。如何在确保涂料的基本保护和装饰功能的基础上快速地将设备及仪器表面的热量散去并降低表面的温度，从而达到进一步延长设备使用寿命、提高设备的工作效率是目前的重要课题。

一个申请号为200910009000.7 、申请日为2009-02-18，名为一种水性金属涂料及其制备方法的发明专利公开了一种涂料，该涂料的主要成分包括:30-60WT%的丙烯酸树脂、4-15WT%的涂料用氨基树脂、10-40WT%的颜料、3-10WT%的填料、0.5-5WT%的助溶剂、0.5-3WT%的助剂及20-50%WT的水。将按照配比称取的各原料依一定的加料顺序混合,再经过分散、研磨等工序,即可得到本发明的涂料。该涂料是以水为溶剂并加入少量助溶剂的环保涂料,主要优点在于生产工艺简单、成本低、流平性好、附着力高、光泽高、耐黄变、固含量高且粘度低、耐热性好,在180℃以下可长期使用。但是这种涂料不能够起到降温导热的作用，从而不能解决目前各领域中的设备及仪器表面温度无法快速降低的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服目前的涂料大部分不具有导热性能且涂料与基体的结合性能较差、使用寿命较低的问题，提供一种新型纳米金刚石导热涂料及其制备方法。通过纳米金刚石的改性，极大的提高了涂料的导热性，并且涂料成膜后与基体的结合效果较好，涂料成膜后的耐磨性和硬度得到了提高。

本发明的另一个目的是提供上述新型纳米金刚石导热涂料的制备方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种新型纳米金刚石导热涂料，采用石墨烯和纳米金刚石改性制备而成，所述石墨烯和纳米金刚石的重量比为0.1-5:1，纳米金刚石的加入量占新型纳米金刚石导热涂料的重量百分比为0.1-3%。