高散热型粉末涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及聚酯树脂及粉末涂料技术领域，尤其是一种高散热型粉末涂料及其制备方法。一种高散热型粉末涂料，按照质量百分比包括如下材料，石墨烯改性聚酯树脂：35‑60wt%；固化剂：4‑25wt%；润湿促进剂：1‑5wt%；填料：5‑40wt%；流平剂：1‑10wt%；脱气剂：1‑5wt%。这种高散热型粉末涂料通过在聚酯树脂合成阶段加入石墨烯，实现石墨烯在聚酯树脂中的均匀分散。利用该聚酯树脂和填料、固化剂、固化促进剂、流平剂和脱气剂等制备成石墨烯增强散热粉末涂料。由于石墨烯的高导热和高红外发射率，以及在树脂中均匀分散形成的高效导热散热网络，该粉末涂料在固化之后涂层具备优异的散热性能，同时相对于未添加石墨烯体系，其耐中性盐雾和耐候性能显著的提高。

【技术实现步骤摘要】
高散热型粉末涂料及其制备方法
本专利技术涉及聚酯树脂及粉末涂料
，尤其是一种高散热型粉末涂料及其制备方法。
技术介绍
石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。CN102061121B、CN102618141B、CN104293000A、CN106118457B、CN106147522A、CN109535947A、CN109880521A和CN111040592A等公开了一系列的散热粉末涂料制备方法。其主要通过采用聚酯树脂、环氧树脂等与散热填料一起制备而成。中国专利CN106634474B、CN102964972B、CN106867360A-、CN108300136A、CN201610671954.4和CN108929624B等公开了一系列的含石墨烯的散热粉末涂料。其原理是在粉末涂料制备过程中添加石墨烯，利用石墨烯的散热性能，显著的提高粉末涂料的散热能力。然而由于石墨烯的尺寸在微米尺度，粉末涂料制备过程中的挤出很难使得石墨烯在粉末涂料中均匀分散，造成其性能的不均匀分布。CN110511367A公开了一种石墨烯聚酯树脂的制备方法，然而其仅仅涉及树脂制备，和散热性能无关。该专利所述的石墨烯分散液制备方法为采用石墨制备，且未具体描述分散剂和表面活性剂的成分。
技术实现思路
为了克服现有的涂料存在的不足，本专利技术提供了一种高散热型粉末涂料及其制备方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高散热型粉末涂料，按照质量百分比包括如下材料，石墨烯改性聚酯树脂：35-60wt%；固化剂：4-25wt%；润湿促进剂：1-5wt%；填料：5-40wt%；流平剂：1-10wt%；脱气剂：1-5wt%。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括，，石墨烯改性聚酯树脂按照重量百分比包括如下材料，多元醇10-44wt%；芳香多元酸48-65wt%；支化剂：0.0-2wt%；石墨烯分散液：2.3-30wt%；酸解剂：0-12wt%；醇解剂：0-4wt%；酯化催化剂0.03-0.15wt%；抗氧剂0.01-2wt%；固化促进剂0-1wt%；多元醇采用新戊二醇(NPG)，乙二醇（EG），二乙二醇(DEG)，甲基丙二醇(MPDI)，乙基丁基丙二醇(BEPD)和环己烷二甲醇（CHDM）中的一种或多种者组合物；支化剂采用三羟甲基丙烷(TMP)和三羟甲基乙烷(TME)中的一种或者两种混合；芳香多元酸采用苯二甲酸(PTA)和间苯二甲酸(IPA)中的一种或者两者的混合物；抗氧剂采用亚磷酸酯、受阻酚类和硫代酯类抗氧剂复配的方式，基于树脂的总质量，其使用量是0.01-2wt%；抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂或硫代酯类抗氧剂，亚磷酸酯类抗氧剂采用三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯或三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯，受阻酚类抗氧剂采用四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯或β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯，硫代酯类抗氧剂采用硫代二丙酸月桂醇酯(DLTDP)或硫代二丙酸十八碳醇酯(DSTDP)；固化促进剂剂采用四乙基溴化铵，四甲基溴化铵，苄基三乙基氯化铵，三苯基乙基溴化膦，二月桂酸二丁基锡中的一种或者几种的混合物；酯化催化剂为锡类催化剂，采用二丁基氧化锡，三丁基氧化锡，二羟基丁基氯化锡，草酸亚锡，单丁基氧化锡中的一种或者几种的混合物；酸解剂采用间苯二甲酸(IPA)、己二酸(ADA)、1,4环己烷二甲酸(CHDA)、富马酸(FCC)、十二烷二元酸（DDDA）和偏苯三酸酐中的一种或者多种的混合；醇解剂采用新戊二醇和三羟甲基丙烷中的一种或者两种；石墨烯分散液按照质量百分比包括如下成分：石墨烯1-20wt%；溶剂80-99wt%；分散剂0.01-1wt%；石墨烯为单层石墨烯、多层石墨烯、氧化石墨烯或改性石墨烯中的一种或多种的混合物。溶剂为蒸馏水，新戊二醇(NPG)，乙二醇（EG），甲基丙二醇(MPDI)，乙基丁基丙二醇(BEPD)或环己烷二甲醇（CHDM）中的一种或多种的混合物；溶剂为新戊二醇(NPG)，乙二醇（EG），甲基丙二醇(MPDI)，乙基丁基丙二醇(BEPD)或环己烷二甲醇（CHDM）中的任一一种与蒸馏水的混合物，其中蒸馏水占总溶剂量的1-30wt%；散剂为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂或非离子型表面活性剂中的一种或多种的混合物；非离子型表面活性剂选自聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、羟甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮，N-甲基吡咯烷酮，1,3-二甲基-2-咪唑啉酮二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，二甲基亚砜，聚乙二醇辛基苯基醚，聚烷氧基醚酯和聚氧乙烯(20)-山梨醇酐单油酸酯中的一种或多种；阴离子型表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种的混合物；阳离子型表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、聚烯丙基胺盐酸盐、聚丙烯酰胺中的一种或多种；石墨烯在石墨烯改性聚酯树脂中的含量为0.5wt.%-3wt.%。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括，，固化剂为异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)，羟烷基酰胺(HAA)和封闭型异氰酸酯(B1530)中的一种或多种组合物；为聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚醚改性硅氧烷和醋酸丁酸纤维素、PLP100、PV88、ModaflowⅡ或者ModaflowⅢ中的至少一种；润湿促进剂为丙烯酸酯与乙烯基硅氧烷共聚物；脱气剂为安息香；填料为碳化硅、球形氧化铝、氮化铝、氧化锌、云母氧化铁、二氧化硅、二氧化钛、氧化镁中的一种或多种混合物。一种高散热型粉末涂料的制备方法，步骤一、制备石墨烯改性聚酯树脂：将配方量的多元醇、支化剂、石墨烯分散液、芳香酸和适量的催化剂同时投入反应釜中，在氮气氛中以1-2℃/min速率升温至235-255℃并维持，待体系澄清后取样检测酸值达到5-20mgKOH/g时加入二次酸解剂并维持温度235-250℃下进行酸解封端，待聚酯的酸值35-70mgKOH/g时以3-5℃/min速率降温至230-240℃并真空(0-0.1MPA)缩聚，使得聚酯的酸值达到25-55mgKOH/g，随之放空反应釜中的气体并降温至180-230℃投抗氧剂和固化促进剂并维持5-30min之后放料；步骤二、将混炼挤出分散装置的螺筒加热到100℃-200℃，将石墨烯改性聚酯树脂、润湿促进剂、填料、流平剂、脱气剂按比例添加至混炼挤出分散装置的料斗中；步骤三、启动混炼挤出分散装置的螺杆，调整螺杆的转速为45～80r/min，待螺杆转速稳定后，启动进料器，料斗中的混合物经螺筒中的螺杆挤出；步骤四、将挤出后的混合物进行冷却处理，当混合物料充分冷却后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高散热型粉末涂料，其特征是，按照质量百分比包括如下材料，/n石墨烯改性聚酯树脂：35-60wt%；/n固化剂：4-25wt%；/n润湿促进剂：1-5wt%；/n填料：5-40wt%；/n流平剂：1-10wt%；/n脱气剂：1-5wt%。/n

【技术特征摘要】
1.一种高散热型粉末涂料，其特征是，按照质量百分比包括如下材料，
石墨烯改性聚酯树脂：35-60wt%；
固化剂：4-25wt%；
润湿促进剂：1-5wt%；
填料：5-40wt%；
流平剂：1-10wt%；
脱气剂：1-5wt%。


2.根据权利要求1所述的高散热型粉末涂料，其特征是，石墨烯改性聚酯树脂按照重量百分比包括如下材料，多元醇10-44wt%；芳香多元酸48-65wt%；支化剂：0.0-2wt%；石墨烯分散液：2.3-30wt%；酸解剂：0-12wt%；醇解剂：0-4wt%；酯化催化剂0.03-0.15wt%；抗氧剂0.01-2wt%；固化促进剂0-1wt%；
多元醇采用新戊二醇(NPG)，乙二醇（EG），二乙二醇(DEG)，甲基丙二醇(MPDI)，乙基丁基丙二醇(BEPD)和环己烷二甲醇（CHDM）中的一种或多种者组合物；
支化剂采用三羟甲基丙烷(TMP)和三羟甲基乙烷(TME)中的一种或者两种混合；
芳香多元酸采用苯二甲酸(PTA)和间苯二甲酸(IPA)中的一种或者两者的混合物；
抗氧剂采用亚磷酸酯、受阻酚类和硫代酯类抗氧剂复配的方式，基于树脂的总质量，其使用量是0.01-2wt%；
抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂或硫代酯类抗氧剂，亚磷酸酯类抗氧剂采用三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯或三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯，受阻酚类抗氧剂采用四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯或β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯，硫代酯类抗氧剂采用硫代二丙酸月桂醇酯(DLTDP)或硫代二丙酸十八碳醇酯(DSTDP)；
固化促进剂剂采用四乙基溴化铵，四甲基溴化铵，苄基三乙基氯化铵，三苯基乙基溴化膦，二月桂酸二丁基锡中的一种或者几种的混合物；
酯化催化剂为锡类催化剂，采用二丁基氧化锡，三丁基氧化锡，二羟基丁基氯化锡，草酸亚锡，单丁基氧化锡中的一种或者几种的混合物；
酸解剂采用间苯二甲酸(IPA)、己二酸(ADA)、1,4环己烷二甲酸(CHDA)、富马酸(FCC)、十二烷二元酸（DDDA）和偏苯三酸酐中的一种或者多种的混合；
醇解剂采用新戊二醇和三羟甲基丙烷中的一种或者两种；
石墨烯分散液按照质量百分比包括如下成分：石墨烯1-20wt%；溶剂80-99wt%；分散剂0.01-1wt%；
石墨烯为单层石墨烯、多层石墨烯、氧化石墨烯或改性石墨烯中的一种或多种的混合物。


3.溶剂为蒸馏水，新戊二醇(NPG)，乙二醇（EG），甲基丙二醇(MPDI)，乙基丁基丙二醇(BEPD)或环己烷二甲醇（CHDM）中的一种或多种的混合物；
溶剂为新戊二醇(NPG)，乙二醇（EG），甲基丙二醇(MPDI)，乙基丁基丙二醇(BEPD)或环己烷二甲醇（CHDM）中的任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋莱，陈明亮，周诚，李德，王学良，周韦明，孙天生，
申请(专利权)人：常州市碳索新材料科技有限公司，江苏江南烯元石墨烯科技有限公司，安徽神剑新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32