一种高疏水性、高导热性和高粘附性界面涂料制造技术

一种高疏水性、高导热性和高粘附性界面涂料，其技术方案为：采用三氯乙烷，丁酮作分散介质，以减轻对人体健康和环境污染的危害；用经硅油液相处理的普通色素炭黑使之完全疏水化，以解决涂料的沉淀问题；用聚酯改性二甲基硅氧烷，使涂膜形成密排甲基表面；用超声波均质器作搅拌分散设备，以节约能源。这种界面涂料，供家用空调器中室内、外管片（１）式换热器表面处理用，所形成涂膜（２）中为固化的聚甲基苯基硅树脂的三维交联网络，其内包裹纳米级的炭黑和二氧化硅，在涂膜表面形成密排甲基薄层（３）。于是涂膜具备高粘附和高导热性，涂膜表面具有高疏水性和较好的硬度。涂膜及其表面薄层是无毒的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属表面用功能涂料，特别是一种压缩式空调器的蒸发器表面用的具有高疏水性、高导热性和高粘附性的功能涂料的组成。
技术介绍
已有技术中，中国专利技术专利ZL 001 10559.0公开了一种高疏水性、高导热性和高粘附性界面涂料(以下简称三性界面涂料)。这种三性界面涂料存在三个问题，问题一，三性界面涂料中所用的分散介质为工业甲苯，按对人体健康的损害分类，甲苯属第二类，即在一定程度上有害或稍有毒害的溶剂；按在工厂使用条件下的危害性分类，甲苯属第二类，即中毒性溶剂。根据我国1980年颁布的TJ36-79(工业企业卫生标准)，空气中甲苯蒸汽最大容许浓度(maximum allowable-concentration，MAC)为100mg/m3。三性界面涂料采用工业甲苯为分散介质，其原因是甲苯为成膜基料的良溶剂，以及价格便宜。问题二，三性界面涂料中的固体微粒分为两类一类是强化导热性*00胶体石墨粉剂，其初始平均粒径为1.5微米(μm)，或通用型铝粉，铝粉微粒为微小鳞片状结构，厚度为0.1～2.0μm，直径为1～200μm；另一类是形态学效应的R202，它是经硅油处理的气相二氧化硅，初始平均粒径为12纳米(nm)，是完全疏水性的。这两类固体微粒的初始平均粒径相差悬殊，以*00胶体石墨粉剂与R202为例，前者与后者初始平均粒径之比为1500/12＝125。因此这种三性界面涂料的稳定性差，产生固体微粒的沉淀。问题三，原三性界面涂膜虽有成膜基料与其中固体微粒配伍好，柔韧性以及粘附力相对较强等优点，但其膜面硬度较差，疏水性不是很高。
技术实现思路
一种高疏水性、高导热性和高粘附性界面涂料是原三性界面涂料的继承与发展。因此，本专利技术的目的是对人体健康和环境的污染的危害降低至尽可能低的限度；采用固体微粒的最佳搭配，使形态学效应和强化导热性有机结合；解决涂料的稳定性；改善涂膜表面的疏水性及硬度，提出一种稳定性好、对环境污染小、硬度较高、疏水性能较好的一种高疏水性、高导热性和高粘附性界面涂料(以下简称三性界面涂料改进型)。本专利技术是用如下方法实现的。三性界面涂料改进型的组成成份包括有成膜基料、分散介质、固体微粒和助剂。1.成膜基料的选用，原三性界面涂料中的成膜基料是聚甲基苯基硅氧烷，聚甲基苯基硅氧烷与固体微粒的配伍性好、附着力和疏水性较好，本三性界面涂料改进型的成膜基料仍选用W33-15(聚甲基苯基硅氧烷的甲苯溶液，溶液中，聚甲基苯基硅氧烷与甲苯的质量比是1∶1，聚甲基苯基硅氧烷的R/Si＝1.47，RC6H5/RCH3＝0.48)。2.分散介质的选用，选用对环境污染低且能与成膜基料(聚甲基苯基硅氧烷)相溶的溶剂或它们的混合溶剂。在涂料工业中，溶剂是泛指那些用来溶解成膜基料、形成便于施工且在形成涂膜的过程中挥发掉的液体。溶解力，作为溶剂的主要特性之一，比较科学的方法是用“溶解度参数相近的原则”进行量化。根据赫尔德布兰德(hildbrand)的定义δ＝(ΔE/V)1/2式中δ为溶解度参数，单位(J/m3)1/2，ΔE为每摩尔物质的内聚能，V为摩尔体积。从物理意义看，δ是单位体积内分子间作用力当两种液体的δ相同，这两种液体可以互溶；当液体与固体颗粒的δ相同，则固体颗粒可以液解于溶液中，从热力学观点，液体与液体以及液体与固体颗粒混合，在定温定容条件，自发进行的方向是系统自由能的降低，按照这一原理，可以推导出，当两种物质(液体与液体，液体与固体颗粒)溶解度参数之差的绝对值|Δδ|＜2.660×103～3.683×103(J/m3)1/2时，可认为能互溶，当然|Δδ|越小互溶性就越好。由于聚甲基苯基硅氧烷的溶解度参数没能查到确切数据，这里近似取其良溶剂甲苯的溶解度参数Δδ甲苯＝18.21×103(J/m3)1/2为其参考值。1，1，1-三氯乙烷(以下简称三氯乙烷)，示性式为CCl3CH3，它在脂肪族卤代烃中是毒性最低的物质之一。在工作场所最大允许浓度(MAC)，在美国规定为1900mg/m3，在日本规定为1100mg/m3，比甲苯100mg/m3，高出十倍以上。它的溶解度参数δCl＝19.64×103(J/m3)1/2，δCl-δ甲苯＝19.64×103-18.21×103＝1.43×103＜2.66×103，可见，三氯乙烷能溶解成膜基料。2-丁酮(又称甲基乙基酮、甲乙酮，以下简称丁酮)，分子式为CH3COC2H5，它属于低毒类物质，在工作场所，最大允许浓度为590mg/m3，比甲苯100mg/m3，高出近五倍。丁酮不太污染环境，因为它挥发性好，在空气中容易分解为另外的物质。它的溶解度参数为δb＝19.03×103(J/m3)1/2，δb-δ甲苯＝0.82×103＜2.66×103，可见丁酮能溶解成膜基料。粘度，分为动力粘度μ和运动粘度υ＝μ/ρ，式中ρ为密度，动力粘度和运动粘度的单位分别为Pa·s和m2/s。粘度也是溶剂的主要特性之一。按动力粘度数值大小排列，三氯乙烷、甲苯、丁酮分别为0.903mPa·s、0.5866mPa·s、0.423mPa·s。以体积比，丁酮二份，三氯乙烷一份组成的混合溶剂的动力粘度μmix＝2×0.423/3+0.903/3＝0.583mPa·s，与甲苯相接近。挥发率，以醋酸正丁酯挥发速率为基准即取为1，按挥发速率快慢排列，丁酮、甲苯、三氯乙烷分别为4.65、1.95、1.5。表面张力，甲苯、三氯乙烷、丁酮、分别为28.53mN/m、25.56mN/m、24.60mN/m，三者相差不大。综上所述，由于丁酮挥发较快，不宜单独作三性界面涂料改进型的分散介质。因此，两种溶剂可选用，其一三氯乙烷；其二三氯乙烷和丁酮的混合溶剂。3.固体微粒的选用，原三性界面涂料中为了强化涂膜的导热性选用平均粒径为微米(μm)级的、导热系数很高的通用铝粉或*00胶体石墨粉剂，因而造成了三性界面涂料固体微粒的沉淀现象，涂液的稳定性不好。为解决这一问题，选用纳米级的普通色素炭黑代替它们，纳米级的普通色素炭黑初始粒径为26～37nm，比表面积为80～200m2/g，保留了原三性界面涂料中经硅油处理的气相二氧化硅R202。普通色素炭黑初始平均粒径为26～37nm，它与硅油处理气相二氧化硅的粒径比26/12～37/12＝2.17～3.08，比125小多了。在由固体微粒与液体组成的系统中，如微粒与液体之间没有化学亲和力，即两者的溶解度参数Δδ＞3.680×103(J/m3)1/2，则这种系统在热力学上是不稳定的，固体微粒就会沉淀；但是从胶体化学得知，当微粒的粒径小于100nm时，这种微粒受到周围液体分子的撞击时，由于受力面积非常小而产生不平衡力，这些微粒就产生布朗(R.Brown)运动，它是一种不规则的热运动，就会使这些微粒均匀分布在液体中，因而具有动力学的稳定性。通常认为粒径小于100nm的粒子称为纳米粒子。于是气相二氧化硅和普通色素炭黑属于纳米级。但是，作为黑色颜料，在涂料工业，炭黑的分散是最为困难。这是因为炭黑是一种高分散、多孔的疏水性物质，但其表面上有多种活性官能团(羧基、羟基、羰基)，因而形成了炭黑也具有亲水性。这样，炭黑在涂料中有形成不稳定的悬浮颗粒的自发倾向，在涂料的贮存过程中，重新聚合为絮聚体(以面相接的初始粒子团)和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高疏水性、高导热性和高粘附性界面涂料，其组成成份包括有成膜基料、分散介质、固体微粒和助剂，成膜基料是Ｗ３３－１５，固体微粒有Ｒ２０２，助剂有ＹＧＯ－１４０１，其特征在于：其组成成份中分散介质是三氯乙烷或三氯乙烷与丁酮的混合溶剂，固体微粒有经二甲基硅油处理的炭黑，助剂有ＢＹＫ－３１０，各组成成份的体积份是：Ｗ３３－１５：１００，三氯乙烷：１００～３００，丁酮：０～２００，Ｒ２０２：２００～３５０，炭黑：２００～４００，ＹＧＯ－１４０１：８～１２，ＢＹＫ－３１０：４～６，二甲基硅油２０１－１０００：１～２。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：舒毅，舒品，舒华，李跃，
申请(专利权)人：舒宏纪，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]