一种超疏水高散热性涂料及其制备方法技术

一种超疏水高散热性涂料及其制备方法，涂料包括两部分：组分A超疏水材料和组分B涂料组合物，按质量份数比，组分A超疏水材料由石墨烯35‑50份、硅酸乙酯2.5‑6份、硅烷偶联剂5‑12份、无水乙醇55‑75份、氨水0.8‑2份和去离子水8‑15份组成，通过溶胶凝胶法对石墨烯表面进行硅烷化处理，得到超疏水材料；组分B涂料组合物由木质素20‑30份、淀粉20‑30份、硅藻泥16‑18份、灰钙10‑12份、重钙11‑15份、消泡剂0.5‑1份、分散剂0.8‑1份和去离子水15‑30份配制而成；通过组分A超疏水材料和组分B涂料组合物的混合制得所述防水涂料。本发明专利技术采用淀粉、木质素、硅藻泥等生物质原料，综合透气度优于普通高分子聚合物涂料，添加的超疏水材料的高导热系数和高比表面积，在赋予涂料层更加均匀良好的防水性能的同时也大大提高了涂料的散热性。

Super hydrophobic and high heat radiation coating and preparation method thereof

A kind of super hydrophobic high radiation coating and a preparation method thereof, coating consists of two parts: the components of A super hydrophobic materials and components of B coating composition according to the mass ratio of parts and components of A super hydrophobic materials from graphene 35 50 copies, 6 copies, 2.5 ethyl silicate silane coupling agent 5 12 continuous ethanol 55 75 copies, 2 copies of 0.8 ammonia and deionized water 8 15 parts, on the surface of graphene silanation by sol-gel method, obtained super hydrophobic materials; component B coating composition is composed of 20 lignin 30, starch 20 30, 16 diatom mud 18, 10 ash calcium 12 copies, 15 copies, 11 TSP defoamer 0.5 1 copies, 1 copies of the 0.8 dispersing agent and deionized water 15 30 proportion; super hydrophobic materials and components of B coating composition by A was prepared by mixing the waterproof coating. The invention adopts starch, lignin, diatom mud and other biomass materials, comprehensive permeability is better than ordinary polymer coating, adding super hydrophobic materials with high thermal conductivity and high specific surface area, waterproof coating layer with good uniformity also greatly enhance heat dissipation of high coating.

【技术实现步骤摘要】
一种超疏水高散热性涂料及其制备方法
本专利技术专利属于涂料
，尤其涉及一种超疏水高散热性涂料及其制备方法。
技术介绍
散热材料是一种提高物体表面的散热效率、降低体系温度的特种涂料，可分为有机溶剂型散热涂料、水性散热涂料、（无溶剂）粉体散热涂料三类。有机溶剂型对环境不友好，无溶剂型对喷涂工艺则有较严格的要求，所以目前比较推崇的是水性散热涂料，而水性散热涂料不光干燥成本较高，而且涂层的防水性也有待提高。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种超疏水高散热性涂料及其制备方法，所述防水涂料包括组分A超疏水材料和组分B涂料组合物，按质量份数比计，原料各成分组成如下：组分A超疏水材料：石墨烯35-50份硅酸乙酯2.5-6份硅烷偶联剂5-12份无水乙醇55-75份氨水0.8-2份去离子水8-15份组分B涂料组合物：木质素20-30份淀粉20-30份硅藻泥16-18份灰钙10-12份重钙11-15份消泡剂0.5-1份分散剂0.8-1份去离子水15-30份所述防水涂料制备包括（一）组分A超疏水材料的制备，（二）组分B涂料组合物的制备和（三）组分A超疏水材料和组分B涂料组合物的混合，具体步骤如下：(一)组分A超疏水材料的制备：1.1采用去离子水超声波清洗石墨烯25-40min，再置于恒温45-80℃的干燥箱中干燥4.5-6h；1.2将0.8-2份氨水、8-15份去离子水和总量四分之三的无水乙醇混合、搅拌，得均匀溶液；1.3将2.5-6份硅酸乙酯和剩余无水乙醇混合、搅拌，得均匀液体；1.4将1.3的均匀液体倒入1.2的均匀液体中，边搅拌边加入5-12份硅烷偶联剂，得处理液；1.5将1.1的石墨烯加入到处理液中，恒温20-35℃下搅拌4.5-6h，取出石墨烯，用无水乙醇清洗至pH为6.8-7.2，再60℃下真空干燥6h，得到以石墨烯为基础的组分A超疏水材料；(二)组分B涂料组合物的制备：2.1将20-30份淀粉打磨至粒度为800-900目，70-80℃下搅拌，15-25min后成粘稠状时，缓缓加入20-30份木质素，继续搅拌30-35min；2.2将10-12份灰钙、11-15份重钙和0.8-1份分散剂加入到15-30份去离子水中，室温搅拌15-20min，再加入硅藻泥继续搅拌30-45min；2.3将步骤2.1的淀粉和木质素混合物和0.5-1份消泡剂加入到步骤2.2的混合物中，机械搅拌25-55min，得到组分B涂料组合物；（三）组分A超疏水材料和组分B涂料组合物的混合:3.1将步骤2.3的涂料组合物静置10-15min，加入到搅拌器中，机械搅拌0.5-1.5min，同时加入步骤1.5的超疏水材料，继续搅拌15-20min，搅拌转速控制在100r/min；3.2停止搅拌，将3.1中的A/B初步混合物放置于超声波分散机中进行分散，超声波功率为300W，分散时间为8-12min，分散温度为18-25℃；3.3超声分散结束后，取出A/B混合物，室温静置35-45min，得到所述防水涂料。所述石墨烯是由3-10层以苯环结构周期性紧密堆积的碳原子以ABC堆垛构成的二维碳材料。所述硅烷偶联剂为乙烯基硅烷、乙氧基硅烷、氨基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷中的一种或几种，所述氨水的质量分数为25%。所述淀粉为阳离子醚化淀粉、阳离子酯化淀粉和阳离子接枝共聚淀粉的任意一种或几种。所述灰钙的规格为：氢氧化钙含量为90%-95%，白度为88%-97%，粒度为1200-1400目；所述重钙的规格为：碳酸钙含量为97%-99%，白度为88%-97%，粒度为1200-1400目。与现有技术相比，本专利技术的有益成果如下：（1）本涂料组合物采用了木质素、淀粉、硅藻泥等生物质原料，综合透气度优于高分子聚合物涂料；（2）木质素是世界上除纤维素外最丰富的有机物，是一种来源十分丰富的天然高分子材料，作为涂料组分，可以提高涂料整体的粘结性和分散性，改善流平性能；（3）石墨烯的导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，而且石墨烯的高比表面积使其充分填充在涂层中，增大了涂层散热表面积，能够降低物体表面和内部温度；（4）经过溶胶凝胶改性处理后，石墨烯表面被赋予了微纳结构，具有更强的防水性能，制得超疏水材料；（5）石墨烯本身就具有很高的比表面积，表面吸附力强，表面能大，能在涂料干燥时形成网状结构，增强了涂料和基材之间的吸附作用，使涂层更加致密，增强了涂料对基材的附着力，提高了涂料层的耐冲击性能；（6）本方法操作简便，具有很强的实用性。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，并非对本专利技术的限制，凡是依照本专利技术公开内容所进行的任何本领域的等同替换，均属于本专利技术的保护范围。实施例一一种防水涂料及其制备方法，涂料包括组分A超疏水材料和组分B聚合乳液，按质量份数比计，原料各成分组成如下：组分A超疏水材料：石墨烯40份、正硅酸乙酯3份、甲基丙烯酰氧基硅烷8份、无水乙醇60份、氨水1.2份和去离子水12份；组分B涂料组合物：木质素20份、红薯阳离子醚化淀粉30份、硅藻泥18份、灰钙（氢氧化钙含量为90%，白度为90%，粒度为1200目）10份、重钙（碳酸钙含量为97%，白度为90%，粒度为1200目）11份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚0.5份、聚丙烯酰胺0.8份和去离子水20份；制备方法如下：（一）组分A超疏水材料的制备：1.1采用去离子水超声波清洗石墨烯30min，再置于恒温60℃的干燥箱中干燥4.5h；1.2将1.2份氨水、12份去离子水和45份无水乙醇混合、搅拌，得均匀溶液；1.3将3份正硅酸乙酯和剩余15份无水乙醇混合、搅拌，得均匀液体；1.4将1.3的均匀液体倒入1.2的均匀液体中，边搅拌边加入甲基丙烯酰氧基硅烷8份，得处理液；1.5将1.1的石墨烯加入到处理液中，恒温25℃下搅拌4.5h，取出石墨烯，用无水乙醇清洗至pH为6.8，再60℃下真空干燥6h，得到以石墨烯为基础的组分A超疏水材料；（二）组分B涂料组合物的制备2.1将30份红薯阳离子醚化淀粉打磨至粒度为900目，75℃下搅拌20min，成粘稠状，缓缓加入20份木质素，继续搅拌30min；2.2将10份灰钙、11份重钙和0.8-1份聚丙烯酰胺加入到15-30份去离子水中，室温搅拌18min，再加入18份硅藻泥继续搅拌45min；2.3将步骤2.1的淀粉和木质素混合物和0.5份聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚加入到步骤2.2的混合物中，机械搅拌30min，得到组分B涂料组合物；（三）组分A超疏水材料和组分B涂料组合物的混合3.1将步骤2.3的涂料组合物静置15min，加入到搅拌器中，机械搅拌1.5min，同时加入步骤1.5的超疏水材料，继续搅拌15min，搅拌转速控制在100r/min；3.2停止搅拌，将3.1中的A/B初步混合物放置于超声波分散机中进行分散，超声波功率为300W，分散时间为8min，分散温度为25℃；3.3超声分散结束后，取出A/B混合物，室温静置45min，得到所述防水涂料。经检验，本实例中涂膜的各指标如下：标准要求检验结果挥发性有机物含量（VOC）≤1g/kg0.1g/kg游离甲醛≤5mg/kg0.02mg/kg粘结强度（浸水后）≥0.3MPa0.47MPa苯、总和甲苯、乙苯、二甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超疏水高散热性涂料及其制备方法，其特征在于，所述防水涂料包括组分A超疏水材料和组分B涂料组合物，按质量份数比计，原料各成分组成如下：组分A超疏水材料：石墨烯                     35‑50份硅酸乙酯                   2.5‑6份硅烷偶联剂                 5‑12份无水乙醇                   55‑75份氨水                       0.8‑2份去离子水                   8‑15份组分B涂料组合物：木质素                     20‑30份淀粉                       20‑30份硅藻泥                     16‑18份灰钙                       10‑12份重钙                       11‑15份消泡剂                     0.5‑1份分散剂                     0.8‑1份去离子水                   15‑30份所述防水涂料制备包括（一）组分A超疏水材料的制备，（二）组分B涂料组合物的制备和（三）组分A超疏水材料和组分B涂料组合物的混合，具体步骤如下：组分A超疏水材料的制备：采用去离子水超声波清洗石墨烯25‑40min，再置于恒温45‑80℃的干燥箱中干燥4.5‑6h；将0.8‑2份氨水、8‑15份去离子水和总量四分之三的无水乙醇混合、搅拌，得均匀溶液；将2.5‑6份硅酸乙酯和剩余无水乙醇混合、搅拌，得均匀液体；将1.3的均匀液体倒入1.2的均匀液体中，边搅拌边加入5‑12份硅烷偶联剂，得处理液；将1.1的石墨烯加入到处理液中，恒温20‑35℃下搅拌4.5‑6h，取出石墨烯，用无水乙醇清洗至pH为6.8‑7.2，再60℃下真空干燥6h，得到以石墨烯为基础的组分A超疏水材料；组分B涂料组合物的制备：2.1将20‑30份淀粉打磨至粒度为800‑900目，70‑80℃下搅拌，15‑25min后成粘稠状时，缓缓加入20‑30份木质素，继续搅拌30‑35min；2.2将10‑12份灰钙、11‑15份重钙和0.8‑1份分散剂加入到15‑30份去离子水中，室温搅拌15‑20min，再加入硅藻泥继续搅拌30‑45min；2.3将步骤2.1的淀粉和木质素混合物和0.5‑1份消泡剂加入到步骤2.2的混合物中，机械搅拌25‑55min，得到组分B涂料组合物；（三）组分A超疏水材料和组分B涂料组合物的混合:3.1将步骤2.3的涂料组合物静置10‑15min，加入到搅拌器中，机械搅拌0.5‑1.5min，同时加入步骤1.5的超疏水材料，继续搅拌15‑20min，搅拌转速控制在100r/min；3.2停止搅拌，将3.1中的A/B初步混合物放置于超声波分散机中进行分散，超声波功率为300W，分散时间为8‑12min，分散温度为18‑25℃；3.3超声分散结束后，取出A/B混合物，室温静置35‑45min，得到所述防水涂料。...

【技术特征摘要】
1.一种超疏水高散热性涂料及其制备方法，其特征在于，所述防水涂料包括组分A超疏水材料和组分B涂料组合物，按质量份数比计，原料各成分组成如下：组分A超疏水材料：石墨烯35-50份硅酸乙酯2.5-6份硅烷偶联剂5-12份无水乙醇55-75份氨水0.8-2份去离子水8-15份组分B涂料组合物：木质素20-30份淀粉20-30份硅藻泥16-18份灰钙10-12份重钙11-15份消泡剂0.5-1份分散剂0.8-1份去离子水15-30份所述防水涂料制备包括（一）组分A超疏水材料的制备，（二）组分B涂料组合物的制备和（三）组分A超疏水材料和组分B涂料组合物的混合，具体步骤如下：组分A超疏水材料的制备：采用去离子水超声波清洗石墨烯25-40min，再置于恒温45-80℃的干燥箱中干燥4.5-6h；将0.8-2份氨水、8-15份去离子水和总量四分之三的无水乙醇混合、搅拌，得均匀溶液；将2.5-6份硅酸乙酯和剩余无水乙醇混合、搅拌，得均匀液体；将1.3的均匀液体倒入1.2的均匀液体中，边搅拌边加入5-12份硅烷偶联剂，得处理液；将1.1的石墨烯加入到处理液中，恒温20-35℃下搅拌4.5-6h，取出石墨烯，用无水乙醇清洗至pH为6.8-7.2，再60℃下真空干燥6h，得到以石墨烯为基础的组分A超疏水材料；组分B涂料组合物的制备：2.1将20-30份淀粉打磨至粒度为800-900目，70-80℃下搅拌，15-25min后成粘稠状时，缓缓加入20-30份木质素，继续搅拌30-35min；2.2将10-12份灰钙、11-15份重钙和0.8-1份分散剂加入到15-30份去离子水中，室温搅拌15-20mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，周俊华，赵国庆，王华，王治国，
申请(专利权)人：山东天汇防水材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37