專利名稱：：紅外線輻射復合散熱涂料及涂料的制備和噴涂方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種涂料的組合物及涂料的制備和噴涂方法，具體涉及紅外線輻射復合散熱涂料及涂料的制備和噴涂方法。
背景技術(shù)：
：隨著全球科學技術(shù)的發(fā)展和能源問題的日益突出，強化傳熱在能源的開發(fā)和節(jié)約中起著重大甚至是關(guān)鍵性的作用，并已成為現(xiàn)代傳熱學中一個十分引人注目的研究領(lǐng)域。目前，各行業(yè)對熱交換系統(tǒng)的傳熱負荷和傳熱強度要求日益增大，熱交換設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸限制及使用環(huán)境也日益苛刻，對熱交換系統(tǒng)的高效低阻緊湊等性能指標的要求也越來越高，尤其在能源、汽車、空調(diào)、農(nóng)業(yè)、化工、采暖、航空航天、微電子、信息等領(lǐng)域，對強化傳熱、提高散熱效率等技術(shù)提出了更高的要求。微電子技術(shù)向小型化集成化及高頻高速方向發(fā)展，熱流密度急劇增加，電子散熱問題己成為制約微電子工業(yè)發(fā)展的瓶頸。而傳統(tǒng)的冷卻方式不能滿足其散熱要求，促進人們研究和發(fā)展新的散熱方式。電子技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)兩大趨勢一是追求小型化和集成化，二是追求高頻率和高運算速度，這樣使得單位芯片的熱流密度迅速升高。如計算機CPU芯片在運行過程中產(chǎn)生的熱流密度已達到60—100W/cm2,半導體激光器中甚至達到103W/cm2數(shù)量級。而電子器件正常的工作溫度范圍為-5—65'C,最大允許工作溫度100—12(TC，過高的溫度會危及半導體的結(jié)點，損傷電路的連接界面，增加導體的阻值和形成機械應(yīng)力損傷。研究表明電子元件的溫度在正常工作溫度水平上降低rC，其故障可減少4%;若增加10—20°C，則故障率提4高100%。據(jù)統(tǒng)計，電子設(shè)備的失效率有55°/。是溫度超過規(guī)定值引起的。由此可見，電子散熱問題已成為制約電子工業(yè)發(fā)展的瓶頸，而高效的電子散熱技術(shù)己成為一個研究熱點。高效電子散熱與傳熱學,流體力學等原理的應(yīng)用密切相關(guān)，其目的是對電子設(shè)備的運行溫度進行有效地控制，以保證其工作的穩(wěn)定性和可靠性。目前電子系統(tǒng)中常用的冷卻方法有空氣自然對流和輻射，強迫風冷，空氣冷板(加散熱片的強迫風冷)強制間接液冷和蒸發(fā)相變冷卻等。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，電子系統(tǒng)集成度越來越高，如2003年Itanium2處理器的晶體管數(shù)量為4.l億，2007年集成度達10億，到2008年功能最強大的微處理器發(fā)熱量可能接近10kW。傳統(tǒng)的冷卻方式不能滿足其散熱要求，為此國際上逐漸興起了以微通道冷卻、微射流冷卻、微熱管冷卻等新型的散熱或冷卻方式。上述散熱或冷卻方式存在輻射散熱效率低，結(jié)構(gòu)復雜，體積大，受空間限制，在空調(diào)、汽車、冰箱等使用場所易生銹，大量使用昂貴的銅材，成本高，使用不方便等缺陷.
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種散熱效率高，熱能快速的向空間輻射出去，成本低，使用方便，有效降低功率器件的表面溫度，綠色環(huán)保的紅外線輻射復合散熱涂料組合物。本發(fā)明的另一目的是提供組合物的制備方法。本發(fā)明的再一目的是提供涂料的噴涂方法。為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，增大輻射散熱效率，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣解決的一種紅外線輻射復合散熱涂料組合物，本發(fā)明的特殊之處在于該組合物按質(zhì)量比由58份80份的環(huán)氧樹脂或B133丙烯酸樹脂，12份24份的納米二氧化硅，8份18份2-丙烯基-聚苯胺納米纖維，20份50份溶劑組成，上述所說溶劑是指二甲苯，甲基異丁基甲酮，正丁醇，其中三種物質(zhì)的質(zhì)量比為二甲苯甲基異丁基甲酮正丁醇=1823:15:14。一種所述組合物的制備方法，按下述步驟進行1)、連接料配制①溶劑的配制按質(zhì)量比稱取二甲苯，甲基異丁基甲酮，正丁醇，其二甲苯甲基異丁基甲酮正丁醇二1823:15:14，用玻璃棒攪拌均勻；②樹脂的溶解按質(zhì)量比稱取B133環(huán)氧樹脂或丙烯酸樹脂勻速、緩慢的添加到溶劑中，用強力攪拌器加熱攪拌，在溫度6(TC8(TC下冷凝回流30iiiin60min，樹脂溶解后均勻透明體即可；2)、表層RS-01噴涂涂料的配制按質(zhì)量比稱取120份150份溶解后的環(huán)氧樹脂或B133丙烯酸樹脂溶液，12份24份的納米二氧化硅，9份16份的2-丙烯基-聚苯胺納米纖維待用；a、按質(zhì)量比將稱好的樹脂溶液倒入球磨罐中；b、再按質(zhì)量比將稱取好的粒徑為6080nm的納米二氧化硅，粒徑為6080nm及長度23Mm的2-丙烯基-聚苯胺納米纖維，倒入球磨罐中，用玻璃棒初步攪拌均勻；c、將上述球磨罐中的混合料進行球磨，其中攪拌速度為400r/h、攪拌時間為160min200min;d、倒出球磨好的液體封存待用；3)、底層碳黑涂料的配制按質(zhì)量比稱取B133環(huán)氧樹脂或丙烯酸樹脂和碳黑，其配比為環(huán)氧樹脂或B133丙烯酸樹脂碳黑二75份85份15份25份a、按質(zhì)量比稱取120份150份溶解后的樹脂溶液；b、按質(zhì)量比稱取15份25份碳黑；6C、將稱好的碳黑倒入稱好的樹脂溶液中，攪拌均勻即可。一種所述組合物的噴涂方法，按下述步驟進行噴涂方法分為底層涂料噴涂和表層涂料噴涂；①底層碳黑涂料的噴涂將被噴物表面清洗干凈后，用噴槍將碳黑涂料均勻噴涂在物體表面，噴涂厚度至少2840um;②將表層RS-01涂料用噴槍均勻噴到碳黑涂料之上，根據(jù)散熱效率的不同要求，表層噴15層，每層厚度至少2850"m;③將噴涂好的產(chǎn)品在溫度6(TC75。C烘干130分鐘。材料要求①納米二氧化硅粒徑6080nm，2-丙烯基-聚苯胺納米纖維粒徑6080nm，長度23Mm(純度99%)。因為粒徑不同，比表面積、外露自由電子差異很大，對發(fā)射率及散熱性能影響很大。因而是RS-01高效紅外線輻射復合散熱涂料的關(guān)鍵技術(shù)。②涂料黏合樹脂涂料用黏合樹脂根據(jù)不同場合使用的要求選擇不同的樹脂，本發(fā)明使用發(fā)射率較高的環(huán)氧樹脂樹脂。③碳黑選擇粒徑300目，型號VULCANXC72。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用納米高分子復合材料，將納米高輻射導熱高分子材料與散熱器牢固的結(jié)合起來，能夠輻射近紅外、中紅外及遠紅外線，輻射波段在75016000nm，輻射率〉95%，輻射功率456W/m2(37。C時)，89°C時經(jīng)處理后的散熱器與未處理的散熱器的表面溫度差約9"C(見表l)，散熱效率約提高1820%，能夠?qū)崮芨咝Э焖俚南蚩臻g輻射出去，達到高效散熱，降低功率器件的表面溫度，有效解決了元器件的散熱問題，本發(fā)明具有高效、方便、綠色環(huán)保等優(yōu)點。7表1涂層A與未涂B散熱器加熱過程至熱平衡時測試數(shù)據(jù)對照表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>圖2為本發(fā)明的工藝流程圖3為經(jīng)處理后的散熱器與未處理的散熱器的表面溫度差圖；圖4為處理散熱器與未處理散熱器的表面溫度變化圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對
發(fā)明內(nèi)容作進一步說明實施例1一種紅外線輻射復合散熱涂料組合物，該組合物按質(zhì)量比由58份80份的環(huán)氧樹脂或B133丙烯酸樹脂，12份24份的納米二氧化硅，8份18份2-丙烯基-聚苯胺納米纖維，20份50份溶劑組成，上述所說溶劑是指二甲苯，甲基異丁基甲酮，正丁醇，其中三種物質(zhì)的質(zhì)量比為二甲苯甲基異丁基甲酮:正丁醇=1823:15:14。一種紅外線輻射復合散熱涂料組合物的制備方法，按下述步驟進行1)、連接料配制.-①溶劑的配制按質(zhì)量比稱取二甲苯，甲基異丁基甲酮，正丁醇，其二甲苯甲基異丁基甲酮正丁醇=1823:15:14，用玻璃棒攪拌均勻；②樹脂的溶解按質(zhì)量比稱取環(huán)氧樹脂或B133丙烯酸樹脂勻速、緩慢的添加到溶劑中，用強力攪拌器加熱攪拌，在溫度60。C8(TC下冷凝回流30min60min，樹脂溶解后均勻透明體即可；2)、表層RS-01噴涂涂料的配制按質(zhì)量比稱取120份150份溶解后的環(huán)氧樹脂或B133丙烯酸樹脂溶液，12份24份的納米二氧化硅，9份16份的2-丙烯基-聚苯胺納米纖維待用；a、按質(zhì)量比將稱好的樹脂溶液倒入球磨罐中；b、再按質(zhì)量比將稱取好的粒徑為6080nra的納米二氧化硅，粒徑為6080nm及長度23Wn的2-丙烯基-聚苯胺納米纖維倒入球磨罐中，用玻璃棒初步攪拌均勻；c、將上述球磨罐中的混合料進行球磨，其中攪拌速度為400r/h、攪拌時間為160min200min;cl、倒出球磨好的液體封存待用；3)、底層碳黑涂料的配制按質(zhì)量比稱取環(huán)氧樹脂或B133丙烯酸樹脂和碳黑，其配比為環(huán)氧樹脂或B133丙烯酸樹脂:碳黑=75份85份15份25份a、按質(zhì)量比稱取120份150份溶解后的樹脂溶液；b、按質(zhì)量比稱取15份25份碳黑；c、將稱好的碳黑倒入稱好的樹脂溶液中，攪拌均勻即可。一種紅外線輻射復合散熱涂料組合物的噴涂方法，按下述步驟進行噴涂方法分為底層涂料噴涂和表層涂料噴涂。①底層碳黑涂料的噴涂將被噴物表面清洗干凈后，用噴槍將碳黑涂料均勻噴涂在物體表面，噴涂厚度至少28"m;②將表層RS-01涂料用噴槍均勻噴到碳黑涂料之上，根據(jù)散熱效率的不同要求，表層噴15層，每層厚度至少28um;③將噴涂好的產(chǎn)品在溫度60。C75。C烘干30分鐘。實施例2紅外線輻射復合散熱涂料組合物，按質(zhì)量比由60份75份的環(huán)氧樹脂或B133丙烯酸樹脂，14份22份的納米二氧化硅，9份16份的2-丙烯基-聚苯胺納米纖維，22份48份溶劑組成，上述所說溶劑是指二甲苯，甲基異丁基甲酮，正丁醇組成，其三種物質(zhì)的質(zhì)量比為二甲苯甲基異丁基甲酮正丁醇=1922:24:23，涂料的制備和噴涂方法同實施例1。實施例3ii紅外線輻射復合散熱涂料組合物，按質(zhì)量比由65份70份的環(huán)氧樹脂或B133丙烯酸樹脂，16份20份的納米二氧化硅，11份18份的2-丙烯基-聚苯胺納米纖維，25份45份溶劑組成，上述所說溶劑是指二甲苯，甲基異丁基甲酮，正丁醇組成，其三種物質(zhì)的質(zhì)量比為二甲苯甲基異丁基甲酮正丁醇=2021:2.53.5:34，涂料的制備和噴涂方法同實施例1。實施例4一種紅外線輻射復合散熱涂料組合物，該組合物按質(zhì)量比由58份的環(huán)氧樹脂或B133丙烯酸樹脂，24份的納米二氧化硅，18份2-丙烯基-聚苯胺納米纖維，30份溶劑組成，上述所說溶劑是指二甲苯，甲基異丁基甲酮，正丁醇，其中三種物質(zhì)的質(zhì)量比為二甲苯甲基異丁基甲酮正丁醇=18:5:4，涂料的制備和噴涂方法同實施例1。實施例5一種紅外線輻射復合散熱涂料組合物，該組合物按質(zhì)量比由80份的環(huán)氧樹脂或B133丙烯酸樹脂，12份的納米二氧化硅，8份2-丙烯基-聚苯胺納米纖維，40份溶劑組成，上述所說溶劑是指二甲苯，甲基異丁基甲酮，正丁醇，其中三種物質(zhì)的質(zhì)量比為二甲苯甲基異丁基甲酮:正丁醇二23:1:1，涂料的制備和噴涂方法同實施例1。實施例6紅外線輻射復合散熱涂料組合物，按質(zhì)量比由60份的環(huán)氧樹脂或B133丙烯酸樹脂，22份的納米二氧化硅，13份的2-丙烯基-聚苯胺納米纖維，35份溶劑組成，上述所說溶劑是指二甲苯，甲基異丁基甲酮，正丁醇組成，其三種物質(zhì)的質(zhì)量比為二甲苯甲基異丁基甲酮正丁醇=21:3:3，涂料的制備和噴涂方法同實施例1。實施例7紅外線輻射復合散熱涂料組合物，按質(zhì)量比由75份的環(huán)氧樹脂或B13312丙烯酸樹脂，14份的納米二氧化硅，9份的2-丙烯基-聚苯胺納米纖維，28份溶劑組成，上述所說溶劑是指二甲苯，甲基異丁基甲酮，正丁醇組成，其三種物質(zhì)的質(zhì)量比為二甲苯甲基異丁基甲酮正丁醇=19:4:3，涂料的制備和噴涂方法同實施例1。實施例8紅外線輻射復合散熱涂料組合物，按質(zhì)量比由68份的環(huán)氧樹脂或B133丙烯酸樹脂，18份的納米二氧化硅，13份的2-丙烯基-聚苯胺納米纖維，44份溶劑組成，上述所說溶劑是指二甲苯，甲基異丁基甲酮，正丁醇組成，其三種物質(zhì)的質(zhì)量比為二甲苯甲基異丁基甲酮正丁醇=20:3:2，涂料的制備和噴涂方法同實施例1。實施例9紅外線輻射復合散熱涂料組合物，按質(zhì)量比由65份的環(huán)氧樹脂或B133丙烯酸樹脂，19份的納米二氧化硅，15份的2-丙烯基-聚苯胺納米纖維，47份溶劑組成，上述所說溶劑是指二甲苯，甲基異丁基甲酮，正丁醇組成，其三種物質(zhì)的質(zhì)量比為二甲苯甲基異丁基甲酮正丁醇=22:2:1，涂料的制備和噴涂方法同實施例1。實施例10紅外線輻射復合散熱涂料組合物，按質(zhì)量比由70份的環(huán)氧樹脂或B133丙烯酸樹脂，16份的納米二氧化硅，17份的2-丙烯基-聚苯胺納米纖維，42份溶劑組成，上述所說溶劑是指二甲苯，甲基異丁基甲酮，正丁醇組成，其三種物質(zhì)的質(zhì)量比為二甲苯甲基異丁基甲酮正丁醇二2(h4:2，涂料的制備和噴涂方法同實施例1。下面對
發(fā)明內(nèi)容的理倫根據(jù)及效果再作祥細說明量子理論認為，物質(zhì)在入射光的照射下，分子吸收光能后，就會跳躍式的增加自己的能量，即物質(zhì)能量的變化是量子化的，每個光子的能量M/取決13于兩個能級間的能量差A(yù)5。式中，h為普朗克常數(shù)，u為光頻率，￡2、《為初能級和終能級的能量。紅外輻射源于物質(zhì)分子內(nèi)部運動的改變。分子內(nèi)部運動的形式非常復雜，主要有電子圍繞原子核的運動、分子的平動、分子中各原子核在其平衡位置附近的振動，以及整個分子繞一定對稱軸的轉(zhuǎn)動。由于平動能量只是溫度的函數(shù)，故分子平動運動與電磁輻射沒有選擇性的相互作用關(guān)系，不產(chǎn)生分立的紅外光譜。研究中主要考慮由分子內(nèi)部的電子運動、分子中原子核的振動和轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的分子光譜。對于某一確定狀態(tài)的分子，其能量為電子能量A、振動能量^和轉(zhuǎn)動能量A三者之和，即f(2.1)當分子從高能級￡"躍遷到低能級￡'時，將向外輻射出光子，其頻率為=-^-^U八+6式中h為普朗克常數(shù)。量子理論研究表明，物質(zhì)吸收和發(fā)射紅外光的實質(zhì)是分子偶極矩的變化與光的振蕩電場相互作用的結(jié)果。材料發(fā)生輻射的原因是由于其組成原子、分子或離子體系在不同能級間的躍遷所產(chǎn)生，在短波區(qū)主要與其電子的躍遷有關(guān)，而在長波區(qū)則與晶體晶格振動特性有關(guān)。分子發(fā)生振動或轉(zhuǎn)動時伴隨偶極矩的變化所產(chǎn)生的輻射是材料發(fā)生輻射的機制所在。單純材料，如金屬氧化物、氮化物、碳化物等均存在極強的紅外激活極化振動，同時，在其紅外光譜區(qū)存在有極強的振動吸收帶。這種吸收性振動的存在決定著材料的紅外輻射性能。單純材料的紅外高輻射波段往往處于中等吸收強度的二聲子組合吸收帶，包括部分多聲子組合區(qū)域，為二聲子或多14聲子的組合頻率吸收，其輻射波段為510um，光譜大致是從強共振長波延伸到短波整個二聲子合頻區(qū)。圖1所示的模型厚度為L，現(xiàn)根據(jù)足夠大的面積的涂層進行簡要分析，設(shè)涂層內(nèi)單位體積向四周的輻射功率為C，基底表向單位面積上向涂層輻射的功率為Jb，空氣通過涂層表面單位面積向涂層輻射的功率為Je，Re表示空氣與涂層界面L向空氣中的反射比。在涂層內(nèi)部沿涂層表面法線正、反方向輻射的強度用J、I表示，根據(jù)傳熱理論可得^^=-(^+5)/+^+。(2.3)5^c=+C(2.4)方程組中A、S分別為涂層內(nèi)部單位體積吸收系數(shù)和散射系數(shù)，解方程組可得涂層發(fā)射率ea的表達式為g,(1—Re)_(12(2.5)義e(1-2"2F式中n為涂層的折射率，并有F=V卵+2S)，A為吸收系數(shù)，S為散射系數(shù).由上式可看出，吸收系數(shù)A增大，散射系數(shù)S和反向比Re減小，都能使發(fā)射率增大。要使散射系數(shù)S減小，涂料中的雜物必須越少越好。涂料中填料和顏料的顆粒必須越小越好，并盡量減小涂層的不均勻性。s,的大小主要取決于F值，對式(2.5)求偏導可得^4"3(1-"2>0,(1-^)+2"2F由f,對Re的偏微分可知，^隨Re的增大而下降。但由于Rj艮小(<0.1)，對^影響不大，因此，^的大小主要取于F值。由ej寸F的偏微分，可得#〉0，說明&隨F值增大而增大。由F的表達式可知，A增加，則F增加，從而&增加；而S增加，則F減小，從而&減小。所以，提高涂層的紅外發(fā)射率^，從理論上說，關(guān)鍵因素是如何降低散射系數(shù)S，提高吸收系數(shù)A。^隨F值增大而減小，說明發(fā)射率隨F值的增加越來越慢，最后趨于平衡。對于涂層材料，吸收系數(shù)A由組成涂層材料的化學成分及微觀結(jié)構(gòu)決定，而散射系數(shù)S則由材料中微晶粒的大小、形狀、分布密度等決定。提高吸收系數(shù)A，利用雜質(zhì)效應(yīng)是一條十分有效的途徑。在晶體中引入雜質(zhì)，破壞了晶格周期性，形成雜質(zhì)能級，并處于禁帶中。故本征能級與雜質(zhì)能級之間的躍遷可提高吸收系數(shù)A;雜質(zhì)吸收、雜質(zhì)產(chǎn)生的更多的自由載流子的吸收以及雜質(zhì)導致的晶格振動的吸收增強等，都能進一步提高吸收系數(shù)A。納米材料由于其特殊的結(jié)構(gòu)引起的量子尺寸效應(yīng)及隧道效應(yīng)，在一定尺寸范圍導致它產(chǎn)生良好的紅外線吸波性能，納米材料是指材料組分的特征尺寸在卜100nm范圍的材料。當一個微粒的尺寸小到納米量級時，它的微觀結(jié)構(gòu)和性能既不同于原子、分子的微觀體系，也不同于顯示本特征性質(zhì)的大顆粒材料宏觀體系，而是介于二者之間的一個過渡體系。納米微粒尺寸小，比表面積大，具有很高的表面能，從而對其化學性質(zhì)有很大影響。實驗證明，粒子分散度提高到一定程度后，隨著粒子直徑的減小，位于粒子表面的原子數(shù)與總原子數(shù)的比值急劇增大，當粒徑降為5nm時，表面原子所占比例可達50%。由于表面原子數(shù)增加，微粒內(nèi)原子數(shù)減少，使能帶中的電子能級發(fā)生分裂，分裂后的能級間隔正處于紅外線的能量范圍內(nèi)(1X12-2-1X10-5eV)，從而導致新的紅外線吸收通道。納米材料由于其自身結(jié)構(gòu)上的特征而具有小尺寸效應(yīng)、表面界面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)以及宏觀量子隧道效應(yīng)，因而與同組分的常規(guī)材料相比，在催化、光學、磁性、力學等方面具有許多奇異的性能，在紅外線吸收與發(fā)射方面顯示出很好的發(fā)展前景。物體單位表面積向整個半球空間發(fā)射的所有波長的總輻射功率M(T)隨其溫度的變化規(guī)律。16<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>式中o二5.6697X10-8w/(m2k4)上式表明，凡是溫度高于開氏零度的物體都會自發(fā)地向外發(fā)射紅外熱輻射，而且，物體單位表面積發(fā)射的總輻射功率與發(fā)射率和開氏溫度的四次方成正比。而且，只要當溫度有較小變化時，就將會引起物體發(fā)射的輻射功率很大變化。高效電子散熱與傳熱學，流體力學等原理的應(yīng)用密切相關(guān)，其目的是對電子設(shè)備的運行溫度進行有效地控制，以保證其工作的穩(wěn)定性和可靠性。目前電子系統(tǒng)中常用的冷卻方法有空氣自然對流和輻射，強迫風冷，空氣冷板(加散熱片的強迫風冷)強制間接液冷和蒸發(fā)相變冷卻等。熱的傳導有三種方式傳導、對流、輻射在使用功率器件時最重要的是如何使其產(chǎn)生的熱量有效地散發(fā)出去，以獲得高可靠性。散熱的最一般方法是把器件安裝在散熱器上，散熱板將熱量輻射到周圍的空氣中去，以及通過自然對流來散發(fā)熱量。一般地說，從散熱器到周圍的空氣的熱流量(p)可由下例表示。P=hAilAT式中h為散熱器總的傳熱導率(W/cm"C)，A為散熱器的表面積(cm2)，il為散熱器效率，AT為散熱器的最高溫度與環(huán)境溫度之差(°C)。上式中h是由輻射及對流來決定，H是由散熱器的形成來決定。總之，散熱器的表面積越大，與環(huán)境溫度之差越大，散熱板的熱量輻射越有效。(1)輻射散熱下述近似式表示輻射散熱17hr=2.3X10-11Xe(AT/2+237)3(W/cm2°C)式中e是表面輻射率，隨散熱器的表面狀況而變化。表面研磨光潔的產(chǎn)品e二O.050.1也就是說輻射率極差。然而，散熱器表面涂以涂料，經(jīng)氧化可使￡=1。(2)對流散熱采用對流散熱器的傳導率近似地由下式表示。hc=4.3X10-4X(AT/H)1/4(W/cm2°C)式中，H是散熱器垂直方向長于水平方向更為有效。(3)散熱器效率il由散熱器本身溫度確定的系數(shù)就是散熱器效率，它表示散熱板實際傳遞的熱量與器材安裝部位最高溫度視為均勻分布時的熱量之比。ri主要是由所用散熱器的材料大小與厚度來決定的。在材料的傳導率和對流條件固定的情況下，提高材料的發(fā)射率是高散熱效果的有效措施。本發(fā)明正是利用納米高分子材料加入使涂料的發(fā)射率大于96%，從而有效提高散熱效率。材料的選擇及散熱性能研究①納米高發(fā)射率材料的選擇。不同的材料電磁參數(shù)不同，具有不同的發(fā)射率和散熱性能。RS-01高效紅外線輻射復合散熱涂料的材料選擇是技術(shù)關(guān)鍵之一。本發(fā)明經(jīng)過大量的科學實驗，選用納米二氧化硅粒徑6080nm，聚苯胺粒徑6080nm，長度23Mm，納米材料純度均大于99%。②二氧化硅、聚苯胺納米粒徑形狀與涂料的輻射散熱性能研究二氧化硅、聚苯胺納米子粒徑與涂料的輻射率及散熱性能研究非常重要，只有選擇最優(yōu)的粒子尺寸和和形狀，才能使涂料在高效輻射，提高散率方面發(fā)揮很好的性能。③兼具納米材料高導熱和高效輻射性能的寬頻帶高效輻射散熱涂料工藝配方④納米二氧化硅、聚苯胺的分散和溶解技術(shù)⑤噴涂工藝、噴涂方法直接影響輻射率和散熱性能，經(jīng)過大量實驗，本發(fā)明采用底層和表層分別噴涂的方法，底層和表面采用不同的涂料，根據(jù)不同輻射率的要求，表層噴涂不同的噴涂層數(shù)。(D納米二氧化硅、聚苯胺與被噴涂物表面的結(jié)合牢度技術(shù)。圖2所示為本發(fā)明的工藝流程圖，按下述步驟進行1)、溶劑配制；2)、樹脂溶解；3)、用溶解后的樹脂分別配制SR-01涂料(表層噴涂涂料)和碳黑涂料(底層噴涂涂料)；4)、散熱器表面清洗；5)、底層噴涂碳黑涂料；6)、表層噴涂SR-Ol涂料；7)、噴涂好的散熱器在溫度60。C75"烘干30分鐘即為成品。圖3、圖4所示，SR-Ol高效散熱復合涂料，采用納米高分子復合材料，運用新工藝與新技術(shù)，將納米導熱高分子材料與散熱器牢固的結(jié)合起來，能夠輻射近紅外、中紅外及遠紅外線，輻射波段在016000nm，輻射率>95%，輻射功率456W/ni2(37"C時)，89匸時經(jīng)處理后的散熱器與未處理的散熱器的表面溫度差約9。C，散熱效率約提高1820%，能夠?qū)崮芨咝Э焖俚南蚩臻g輻射出去，達到高效散熱，降低溫度，有效解決了元器件的散熱問題，該技術(shù)具有高效、方便、環(huán)保等特點，是新一代高科技高效散熱材料，對我國散熱技術(shù)的提高和發(fā)展有重大的現(xiàn)實和深遠的意義。上述圖3為經(jīng)處理后的散熱器與未處理的散熱器的表面溫度差圖；其中縱坐標表示未涂覆散熱器與涂覆后高效散熱器的溫度差，橫坐標表示相同加熱器同功率加熱過程直到溫度平衡時的溫度。上述圖4為處理散熱器與未處理散熱器的表面溫度變化圖，其中橫坐標表示相同加熱器同功率加熱過程直到溫度平衡時所用的時間，縱坐標表示未涂覆散熱器與涂覆后高效散熱器的溫度變化；曲線A表示己噴涂過本發(fā)明的涂層，曲線B表示未噴涂過本發(fā)明的涂層，從圖中的曲線可知噴涂過本發(fā)明的涂層與未噴涂過本發(fā)明的涂層相比，顯而易見，噴涂過的涂il與未噴涂過的涂層每平方厘米溫度降低IO'C左右。在兩個散熱器的表面積、形狀、材料相同時、若用本發(fā)明的涂料噴涂，其散熱器的綜合散熱效率提高18%左右。從而經(jīng)處理的散熱器在相同換熱要求的情況F，散熱面積可減少18%或供給的能量減少1.8%，大大減少了材料的用量，節(jié)約了能源，同時，經(jīng)處理后的散熱器乂起防銹保護作用，產(chǎn)品質(zhì)量提高，經(jīng)濟效益顯著。20權(quán)利要求1、一種紅外線輻射復合散熱涂料組合物，其特征在于該組合物按質(zhì)量比由58份～80份的環(huán)氧樹脂或B133丙烯酸樹脂，12份～24份的納米二氧化硅，8份～18份2-丙烯基-聚苯胺納米纖維，20份～50份溶劑組成，上述所說溶劑是指二甲苯，甲基異丁基甲酮，正丁醇，其中三種物質(zhì)的質(zhì)量比為二甲苯∶甲基異丁基甲酮∶正丁醇＝18～23∶1～5∶1～4。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外線輻射復合散熱涂料組合物，其特征在于按質(zhì)量比由60份75份的環(huán)氧樹脂或B133丙烯酸樹脂，14份22份的納米二氧化硅，9份16份的2-丙烯基-聚苯胺納米纖維，22份48份溶劑組成，上述所說溶劑是指二甲苯，甲基異丁基甲酮，正丁醇組成，其三種物質(zhì)的質(zhì)量比為二甲苯甲基異丁基甲酮正丁醇二1922:24:23。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的紅外線輻射復合散熱涂料組合物，其特征在于按質(zhì)量比由65份70份的環(huán)氧樹脂或B133丙烯酸樹脂，16份20份的納米二氧化硅，11份18份的2-丙烯基-聚苯胺納米纖維，2545溶劑組成，上述所說溶劑是指二甲苯，甲基異丁基甲酮，正丁醇組成，其三種物質(zhì)的質(zhì)量比為二甲苯甲基異丁基甲酮正丁醇=2021:2.53.5:34。4、一種權(quán)利要求1所述組合物的制備方法，按下述步驟進行1)、連接料配制.-①溶劑的配制按質(zhì)量比稱取二甲苯，甲基異丁基甲酮，正丁醇，其二甲苯甲基異丁基甲酮正丁醇二1823:15:14，用玻璃棒攪拌均勻；②樹脂的溶解按質(zhì)量比稱取環(huán)氧樹脂或B133丙烯酸樹脂勻速、緩慢的添加到溶劑中，用強力攪拌器加熱攪拌，在溫度60。C8(TC下冷凝回流30min60n]in,樹脂溶解后均勻透明溶液即可；[2)、表層RS-01噴涂涂料的配制按質(zhì)量比稱取120份150份溶解后的環(huán)氧樹脂或B133丙烯酸樹脂溶液，12份24份的納米二氧化硅，9份16份的2-丙烯基-聚苯胺，內(nèi)米纖維待用；a、按質(zhì)量比將稱好的樹脂溶液倒入球磨罐中；b、再按質(zhì)量比將稱取好的粒徑為6080nm的納米二氧化硅，粒徑為6080nm及長度23Rn的2-丙烯基-聚苯胺納米纖維倒入球磨罐中，用玻璃棒初步攪拌均勻；c、將上述球磨罐中的混合料進行球磨，其中攪拌速度為400r/h、攪拌時間為160min200min;d、倒出球磨好的液體封存待用；3)、底層碳黑涂料的配制按質(zhì)量比稱取B133環(huán)氧樹脂或丙烯酸樹脂和碳黑，其配比為環(huán)氧樹脂或B133丙烯酸樹脂碳黑=75份85份15份25份a、按質(zhì)量比稱取120份150份溶解后的樹脂溶液；b、按質(zhì)量比稱取15份25份碳黑；c、將稱好的碳黑倒入稱好的樹脂溶液中，攪拌均勻即可。5、一種權(quán)利要求1所述組合物的噴涂方法，按下述步驟進行噴涂方法分為底層涂料噴涂和表層涂料噴涂；①、底層碳黑涂料的噴涂將被噴物表面清洗干凈后，用噴槍將碳黑涂料均勻噴涂在物體表面，噴涂厚度至少2840um;②、將表層RS-Ol涂料用噴槍均勻噴到碳黑涂料之上，根據(jù)散熱效率的不同要求，表層噴15層，每層厚度至少2850um;(D、將噴涂好的產(chǎn)品在溫度60'C75'C烘干130分鐘。全文摘要本發(fā)明公開了紅外線輻射復合散熱涂料及涂料的制備和噴涂方法。該涂料按質(zhì)量比由環(huán)氧樹脂或丙烯酸樹脂，納米二氧化硅，2-丙烯基-聚苯胺納米纖維，溶劑組成；制備方法，溶劑的配制，樹脂的溶解，表層RS-01噴涂涂料的配制，球磨；液體封存待用；底層碳黑涂料的配制，噴涂方法分為底層涂料噴涂和表層涂料噴涂，用噴槍將碳黑涂料噴涂表面，將表層涂料用噴槍噴到碳黑涂料之上，表層噴1～5層，烘干。紅外線發(fā)射率≥0.96，發(fā)射波長750～16000nm，功率發(fā)射率456W/m²，納米高輻射導熱高分子材料與散熱器牢固的結(jié)合起來，能夠輻射近紅外、中紅外及遠紅外線，效率約提高18～20％，具有高效、方便、綠色環(huán)保。文檔編號C09D163/00GK101659829SQ20091002408公開日2010年3月3日申請日期2009年9月27日優(yōu)先權(quán)日2009年9月27日發(fā)明者高建中申請人:西安華捷奧海新材料有限公司