一种冷藏装置用碳纳米管涂料及其制备方法和应用制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种冷藏装置用碳纳米管涂料及其制备方法和应用。本发明专利技术的碳纳米管涂料包括以下重量份的原料：氧化碳纳米管1‑4份、有机溶剂80‑85份、分散剂5‑10份、固化剂1‑5份、消泡剂1‑2份；本发明专利技术还给出了上述碳纳米管涂料的制备方法，将有机溶剂、分散剂、固化剂和消泡剂混合组成混合溶剂，将氧化碳纳米管添加到混合溶剂中，球磨，超声分散，即得碳纳米管涂料。本发明专利技术的氧化碳纳米管表面镶嵌有大量的含氧基团，在混合溶剂中进行了很好的分散，增强了各原料之间的相互作用，所得碳纳米管涂料导热性能优异，耐腐蚀，可以喷涂到冷藏装置的待散热部件上，不需要价格昂贵的电泳设备，喷涂方便，散热效果好，延长了使用寿命。

A kind of carbon nanotube coating for refrigeration device and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种冷藏装置用碳纳米管涂料及其制备方法和应用
本专利技术属于涂料的
，特别是指一种冷藏装置用碳纳米管涂料及其制备方法和应用。
技术介绍
冰箱、冷柜等冷藏装置在工作过程中会产生大量的热量，特别是冷柜的冷凝器，如果这些热量不能及时有效的散发出去就会降低冷柜的制冷效果，缩短相应器件的使用寿命。碳纳米管是一种一维管状碳材料，由数层石墨片同轴卷绕而成；根据基尔霍夫定理，在热力学平衡条件下，物体的辐射率与吸收率相等；碳纳米管的吸收率接近黑体的吸收率，同时由于其独特的纳米结构，较大的比表面积，使其成为了当前导热涂料最理想的功能填料。碳纳米管作为填充材料，其在涂料中的含量与分布对涂料的导热性至关重要，但是由于其外表面缺乏活性基团、与溶剂的相容性差以及纳米效应等原因，导致碳纳米管在溶剂中很容易团聚，无法发挥其自身优异的导热性能；因此，现有的含有碳纳米管的涂料应用到冷藏装置的冷凝器上时起不到应有的效果。另外，目前工业上通常是使用电泳的方式将涂料涂装到冷藏装置的冷凝器上，其原理是将具有导电性的被涂物浸在装满水稀释的浓度比较低的电泳涂料槽中作为阳极(或阴极)，并在槽中另设置与其对应的阴极(或阳极)，将两极接通直流电，一段时间后，即在被涂物表面沉积出均匀细密、不被水溶解的涂膜。电泳漆主要分为阳极电泳漆和阴极电泳漆，阳极电泳漆主要是适用于铝制品的丙烯酸树脂类漆，而阴极电泳漆主要是环氧树脂和聚氨酯类漆；电泳工艺具有泳透率高、涂料利用率高、涂装自动化等一系列优点，但是其也存在一定的局限性，比如，电泳设备昂贵，一些涂料对Cu、Sn等金属离子会产生过敏现象，只适合大批量产品涂装等。
技术实现思路
本专利技术提供一种冷藏装置用碳纳米管涂料及其制备方法和应用，解决了现有技术中的含有碳纳米管的涂料应用到冷藏装置的待散热部件上时无法充分发挥导热性能而使待散热部件的散热效率低和影响其使用寿命的问题。本专利技术的一种冷藏装置用碳纳米管涂料，其主要是通过以下技术方案加以实现的：包括以下重量份的原料：氧化碳纳米管1-4份、有机溶剂80-85份、分散剂5-10份、固化剂1-5份、消泡剂1-2份。本专利技术采用氧化碳纳米管、有机溶剂、分散剂、固化剂和消泡剂制成碳纳米管涂料，氧化碳纳米管表面镶嵌有大量的含氧基团，在有机溶剂、分散剂、固化剂和消泡剂组成的混合溶剂中进行了很好的分散，避免了碳纳米管在溶剂中的团聚现象，增强了各组分之间的相互作用，形成了紧密的导热网；所得到的碳纳米管涂料导热性能优异，耐腐蚀，可以通过喷枪喷涂到冷藏装置的冷凝器、压缩机或电控盒等待散热部件上，喷涂方便，不需要价格昂贵的电泳设备；喷涂后的待散热部件的散热效果好，不会降低待散热部件原有的性能，延长了待散热部件的使用寿命。作为一种优选的实施方案，所述氧化碳纳米管的制备方法为：取80-85重量份的浓硫酸、1-2重量份的碳纳米管和1-2重量份的硝酸盐，混合，在冰水浴中，搅拌10-20min；然后，缓慢加入11-18重量份的强氧化剂，搅拌60-90min，升温至30-40℃，继续搅拌20-30min；最后，加入双氧水，至溶液变为金黄色，过滤，水洗，至洗涤液为中性，真空干燥，得氧化碳纳米管。本专利技术的这种氧化碳纳米管的制备方法采用了浓硫酸、硝酸盐、强氧化剂和双氧水(即过氧化氢)组成的氧化剂，其氧化能力强，反应条件缓和，控制容易，氧化效率高，能够更加有效地对碳纳米管进行氧化，在碳纳米管上内嵌入了大量的羟基、氨基、羧酸基等活性基团，所得的氧化碳纳米管表面镶嵌有很多含氧活性基团，大大提高了氧化碳纳米管在有机溶剂中的分散性能，同时，强化了这种氧化碳纳米管与有机溶剂、分散剂、固化剂和消泡剂组成的混合溶剂的相互作用，混合溶剂对氧化碳纳米管形成有效地包覆，使其在混合溶剂中更加有效的分散，从而提高了碳纳米管涂料的综合性能。本专利技术的浓硫酸为常用的浓硫酸，即质量浓度为98％的浓硫酸；硝酸盐为硝酸钠或硝酸钾，硝酸盐的使用安全方便；冰水浴的温度通常为0-4℃，在冰水浴的作用下，浓硫酸、碳纳米管和硝酸盐组成的反应体系的温度控制在20℃以下，优选地，控制在15-20℃；强氧化剂为高锰酸钾或重铬酸钾，强氧化剂添加的过程中，该反应体系的温度也控制在20℃以下，通常情况下，也是在15-20℃；升温过程通常是撤掉冰水浴条件，通过水浴或其它方式，使其温度升温至30-40℃；双氧水使用的是市售双氧水，其质量浓度通常为30％，并通过溶液颜色变化判断反应终点；通常情况下，过滤是使用离心机进行过滤，水洗是采用去离子水洗涤，直至洗涤液呈中性为止。作为一种优选的实施方案，所述氧化碳纳米管的制备方法为：所述真空干燥的温度为30-50℃，所述真空干燥的时间为20-40min。本专利技术的采用真空干燥的方式，干燥温度低，干燥时间短，干燥过程不会对氧化碳纳米管造成影响，最大限度的保持了氧化碳纳米管的性能。作为一种优选的实施方案，所述有机溶剂为环氧树脂、环氧树脂改性有机硅预聚体合成的基体树脂、聚氨酯树脂、聚丙烯酸树脂、水性氟碳树脂中的任意一种或几种。氧化碳纳米管的分散溶剂多种多样，常见的有环氧树脂、环氧树脂改性有机硅预聚体合成的基体树脂、聚氨酯树脂、聚丙烯酸树脂、水性氟碳树脂等，这些有机溶剂为涂料的主要成膜材料，氧化碳纳米管主要作为涂料的导电功能体，氧化碳纳米管可以很好地分散在该有机溶剂中，同时，这些有机溶剂很具有很好的耐腐蚀性能，进一步提高了碳纳米管涂料的综合性能。作为一种优选的实施方案，所述分散剂为聚乙烯醇、聚乙烯吡络烷酮、十二烷基苯磺酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯、丙烯酸嵌段共聚物中的任意一种或几种。在氧化碳纳米管的有机溶剂中通常添加分散剂，在分散剂的作用下，使氧化碳纳米管在有机溶剂中得到了更好的分散，避免了碳纳米管之间的团聚现象。作为一种优选的实施方案，所述固化剂为脂环族多胺、叔胺、眯唑类、三氟化硼络合物中的任意一种或几种。固化剂的作用是提高碳纳米管涂料的固化性能，脂环族多胺类固化剂、叔胺类固化剂、眯唑类固化剂、三氟化硼络合物，这些固化剂性能优异，价廉易得，使用方便，脂环族多胺类固化剂又称为脂环胺固化剂。作为一种优选的实施方案，所述消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的任意一种或几种。消泡剂是为了去除碳纳米管涂料中的气泡的，本专利技术的这些消泡剂可以很好地与氧化碳纳米管融合，并融入有机溶剂中，具有很好的消泡作用，大大提高了碳纳米管涂料的综合性能。本专利技术的一种冷藏装置用碳纳米管涂料的制备方法，其主要是通过以下技术方案加以实现的：包括以下步骤：1)取有机溶剂、分散剂、固化剂和消泡剂，混合，搅拌，加热，使其全部溶解，得混合溶剂；2)取氧化碳纳米管，添加到步骤1)所得的混合溶剂中，球磨1-3h，然后，超声分散0.5-1.5h，即得碳纳米管涂料。本专利技术的碳纳米管涂料的制备方法是先将有机溶剂、分散剂、固化剂和消泡剂组成混合溶剂，在分散剂的作用下，固化剂和消泡剂在有机溶剂中得到了很好地分散，分散效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷藏装置用碳纳米管涂料，其特征在于：包括以下重量份的原料：/n氧化碳纳米管1-4份、有机溶剂80-85份、分散剂5-10份、固化剂1-5份、消泡剂1-2份。/n

【技术特征摘要】
1.一种冷藏装置用碳纳米管涂料，其特征在于：包括以下重量份的原料：
氧化碳纳米管1-4份、有机溶剂80-85份、分散剂5-10份、固化剂1-5份、消泡剂1-2份。


2.根据权利要求1所述的冷藏装置用碳纳米管涂料，其特征在于：所述氧化碳纳米管的制备方法为：
取80-85重量份的浓硫酸、1-2重量份的碳纳米管和1-2重量份的硝酸盐，混合，在冰水浴中，搅拌10-20min；然后，缓慢加入11-18重量份的强氧化剂，搅拌60-90min，升温至30-40℃，继续搅拌20-30min；最后，加入双氧水，至溶液变为金黄色，过滤，水洗，至洗涤液为中性，真空干燥，得氧化碳纳米管。


3.根据权利要求2所述的冷藏装置用碳纳米管涂料，其特征在于：所述氧化碳纳米管的制备方法为：
所述真空干燥的温度为30-50℃，所述真空干燥的时间为20-40min。


4.根据权利要求1所述的冷藏装置用碳纳米管涂料，其特征在于：
所述有机溶剂为环氧树脂、环氧树脂改性有机硅预聚体合成的基体树脂、聚氨酯树脂、聚丙烯酸树脂、水性氟碳树脂中的任意一种或几种。


5.根据权利要求1所述的冷藏装置用碳纳米管涂料，其特征在于：
所述分散剂为聚乙烯醇、聚乙烯吡络烷酮、十二烷基苯磺酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯、丙烯酸嵌段共聚物中的任意一种或几种。

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【专利技术属性】
技术研发人员：郭凯，杨洪光，潘自杰，王春青，那丹，
申请(专利权)人：青岛海尔特种电冰柜有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37