專利名稱：：一種自散熱環(huán)保型納米涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于功能涂料領(lǐng)域，涉及一種自散熱環(huán)保型納米涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：交通工具、軍用設(shè)備及半導(dǎo)體設(shè)備等在使用過(guò)程中往往產(chǎn)生大量的熱量。為了將這部分熱量及時(shí)散發(fā)出去，現(xiàn)有的技術(shù)，一方面是對(duì)相關(guān)機(jī)器的散熱部件進(jìn)行改進(jìn)；另一方面是采用表面涂料對(duì)其表面進(jìn)行處理，提高其表面的導(dǎo)熱率。目前，使用的表面涂料主要集中在有機(jī)涂料上，這類涂料通常采用合成樹(shù)脂來(lái)形成涂層表膜，在高溫狀態(tài)下，由于其散熱性能不高，可能會(huì)對(duì)環(huán)境與身體造成多種不良影響。例如，對(duì)于軌道交通的機(jī)車來(lái)說(shuō)，在出現(xiàn)突發(fā)事故時(shí)，如果機(jī)車內(nèi)部不能及時(shí)把多余的熱量疏導(dǎo)出去，設(shè)置在內(nèi)壁的有機(jī)涂料，高溫下所產(chǎn)生的有害物質(zhì)或揮發(fā)的有害氣體對(duì)未及時(shí)出逃的乘客將會(huì)造成極大的健康威脅。近年來(lái)，無(wú)機(jī)瓷膜涂料由于具有搪瓷表面的品質(zhì)，耐高溫、散熱快等特性，受到眾多科研者和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。并且，隨著納米科技的高速發(fā)展，納米材料被逐步應(yīng)用在涂料領(lǐng)域。例如，中國(guó)授權(quán)專利CN1243062C，高溫耐火黑色涂料及其制法和應(yīng)用，報(bào)道了一種添加多種納米復(fù)合氧化物的防腐蝕黑色涂料技術(shù)，該技術(shù)主要應(yīng)用在硅酸鋁纖維及其制品或其他高溫耐火、隔熱材料表層。美國(guó)專利5759746，F(xiàn)abricationprocessusingamulti-layerantireflectivelayer禾口日本專利10-330937，F(xiàn)ormationofsubstantiallyflatcoating均報(bào)道了通過(guò)在涂層中添加少量納米氧化物材料來(lái)提高涂層的性能的技術(shù)。鑒于上述技術(shù)現(xiàn)狀，本發(fā)明提出了一種自散熱環(huán)保型納米涂料及其制備方法，用以實(shí)現(xiàn)一種具有自散熱及強(qiáng)耐高溫功能的瓷膜技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種自散熱環(huán)保型納米涂料及其制備方法，用以實(shí)現(xiàn)一種具有自散熱及強(qiáng)耐高溫功能的瓷膜技術(shù)?！N自散熱環(huán)保型納米涂料，它包括有如下成分組成重量鋁溶膠15-65%硅溶膠15-65%納米復(fù)合氧化物4-20%顏料3-27%填料3-27%防沉劑5-25%其中，前述的比例是按比重展開(kāi)的，總量為100%。進(jìn)一步，所述的這種自散熱環(huán)保型納米涂料，還具有如下技術(shù)特征所述的鋁溶膠為水分散型納米級(jí)氧化鋁，其粒度為10-40nm。所述的硅溶膠為水分散型納米級(jí)氧化硅，其粒度為10-40nm。所述的納米復(fù)合氧化物為氧化鐵和氧化鎂的混合物，其中氧化鐵的重量比為2-16%，氧化鎂的重量比為0.8-10%，其粒度為15-40nm。所述的顏料主要是功能型顏料，為銅鉻黑、鐵錳黑、鈦錳棕、鐵鉻棕、鈷藍(lán)、鈦鎳黃、鈦綠、鈦白粉、硅灰粉，以及燭光金粉或各種色彩顏料調(diào)配的色漿中的一種或一種以上的混合物。所述的填料，包括納米級(jí)微晶粉二氧化硅、鈦酸鉀晶須、氧化鋁中的一種或一種以上的混合物。所述的防沉劑，包括無(wú)機(jī)膨潤(rùn)土中的鈉基膨潤(rùn)土、鈣基膨潤(rùn)土、鋰基膨潤(rùn)土、氫基膨潤(rùn)土(活性白土)的一種或一種以上的混合物?！N自散熱環(huán)保型納米涂料的制備方法，它可以通過(guò)如下的步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)步驟1，按照上述配方所述的比例，分別稱取相應(yīng)分量的鋁溶膠、納米復(fù)合氧化物、顏料、填料及防沉劑等，進(jìn)行初期混合之后，開(kāi)始進(jìn)行高速分散，然后對(duì)其進(jìn)行研磨直至其細(xì)度達(dá)到15iim以下，將這部分原料做為a組分；步驟2，按照上述配方所述的比例，稱取相應(yīng)分量的硅溶膠，將其做為b組分；步驟3，使用時(shí)將a組分和b組分進(jìn)行簡(jiǎn)單地機(jī)械混合并靜置熟化，形成所述的自散熱環(huán)保型納米涂料。進(jìn)一步，所述的這種自散熱環(huán)保型納米涂料的制備方法，還具有如下技術(shù)特征所述的高速分散，是采用高速分散機(jī)帶齒狀分散盤以轉(zhuǎn)速900-1000r/min來(lái)實(shí)現(xiàn)的，分散時(shí)間為2-3h。所述的研磨，是采用籃式砂磨機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，研磨時(shí)間6-8h，一般直至其細(xì)度達(dá)到15iim以下。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明以納米級(jí)鋁溶膠、納米級(jí)硅溶膠為成膜物質(zhì)，成膜后的化學(xué)鍵以"Si=0"和"A1=O"為主，完全是無(wú)機(jī)分子結(jié)構(gòu)，由于其粒度介于納米級(jí)，在后續(xù)的涂裝和成型過(guò)程中，可以利用該膠體自身的粘性與附著力，來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)意義上的有機(jī)溶劑及粘接劑填料等，具有天然的安全無(wú)毒性，是一種環(huán)保型納米涂料。在不改變?cè)型苛现苽涔に嚨那疤嵯?，添加少量的納米復(fù)合氧化物粉體材料，因其具有納米粒度，導(dǎo)熱成分分散均勻、不易沉降或析出，充分發(fā)揮它們的自散熱、遠(yuǎn)紅外釋放作用，制備出具有高散熱性能的納米涂料，并且，其遠(yuǎn)紅外釋放效率高達(dá)92%以上，而遠(yuǎn)紅外線對(duì)人體有保健作用。本發(fā)明主要選用天然礦石無(wú)機(jī)膨潤(rùn)土代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有機(jī)試劑作為防沉劑，減少了涂料配方中的環(huán)境污染因素，并且此類礦石在高溫下無(wú)有害氣體釋放，安全可靠，具有積極的環(huán)保效果。另外，通過(guò)這種自散熱環(huán)保型納米涂料的制備方法，制得的表面涂層，具有高的導(dǎo)熱率、耐高溫、遠(yuǎn)紅外特性，同時(shí)具有搪瓷品質(zhì)，非常光潔，硬度也很高。而且，在涂料的制備過(guò)程中沒(méi)有添加任何有機(jī)物或有毒成分，也沒(méi)有任何對(duì)健康有潛在威脅的成分。在應(yīng)用中可完全取代目前廣泛使用的特氟龍涂層，也可以應(yīng)用在其它各種需要耐燃、耐高溫、硬度高、耐候性好的涂料應(yīng)用領(lǐng)域。具體實(shí)施例方式具體實(shí)施例1:本發(fā)明所述的自散熱環(huán)保型納米涂料，可按照如下配方構(gòu)成<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>這些組分合起來(lái)共為lOOOkg。其中的鋁溶膠為水分散型納米級(jí)氧化鋁，其粒度可選為15nm。其中的硅溶膠為水分散型納米級(jí)氧化硅，其粒度為20nm。其中的納米復(fù)合氧化物為60kg氧化鐵和40kg氧化鎂的混合物，其粒度為30nm。其中的顏料，可選為銅鉻黑，具有極好的耐化學(xué)腐蝕性，戶外耐候性，熱穩(wěn)定性，耐光性，并具有無(wú)滲透性，無(wú)遷移性。其中的填料，可選為納米級(jí)微晶粉二氧化硅，該晶須粒度小、分散性強(qiáng)，有助于在涂料中實(shí)現(xiàn)均勻混合的目的。其中的防沉劑，可選用無(wú)機(jī)膨潤(rùn)土中的鈉基膨潤(rùn)土，該成分對(duì)整體涂料的成型、光潔度的提升可發(fā)揮作用。具體實(shí)施例2:本發(fā)明所述的具有自散熱環(huán)保型納米涂料，可按照如下配方構(gòu)成組成重量鋁溶膠300kg硅溶膠400kg納米復(fù)合氧化物120kg顏料50kg填料70kg防沉劑60kg這些組分合起來(lái)共為lOOOkg。其中的鋁溶膠為水分散型納米級(jí)氧化鋁，其粒度可選為25nm。其中的硅溶膠為水分散型納米級(jí)氧化硅，其粒度為15nm。其中的納米復(fù)合氧化物為80kg氧化鐵和40kg氧化鎂的混合物，其粒度為20nm。其中的顏料，可選為鈦白粉，其遮蓋力強(qiáng)，粒子均勻細(xì)小，易于分散且性能穩(wěn)定。其中的填料，可選為氧化鋁，該氧化鋁為納米級(jí)粉體，分散性極強(qiáng)，易于在涂料中實(shí)現(xiàn)均勻混合，同時(shí)，因?yàn)槠渥陨淼募{米效應(yīng)，有利于優(yōu)化涂料的性能。其中的防沉劑，可選用無(wú)機(jī)膨潤(rùn)土中的鋰基膨潤(rùn)土，具有極高的物理化學(xué)性和分散性，對(duì)涂料的成型等發(fā)揮重要的作用。具體實(shí)施例3:本發(fā)明所述的具有自散熱環(huán)保型納米涂料，可按照如下配方構(gòu)成組成重量鋁溶膠450kg硅溶膠300kg納米復(fù)合氧化物50kg顏料90kg填料60kg防沉劑50kg這些組分合起來(lái)共為lOOOkg。其中的鋁溶膠為水分散型納米級(jí)氧化鋁，其粒度可選為35nm。其中的硅溶膠為水分散型納米級(jí)氧化硅，其粒度為25nm。其中的納米復(fù)合氧化物為40kg氧化鐵和10kg氧化鎂的混合物，其粒度為10nm。其中的顏料，可選為鈷藍(lán)，具有極好的遮蓋力，色彩透明性和高著色力，熱穩(wěn)定性，耐光性，很高的光反射性。其中的填料，可選為鈦酸鉀晶須，該晶須分散性強(qiáng)，有助于在涂料中實(shí)現(xiàn)均與混合的目的，同時(shí)，因?yàn)榫ы氉陨淼膹?qiáng)度，有利于加強(qiáng)涂料的內(nèi)聚力。其中的防沉劑，可選用無(wú)機(jī)膨潤(rùn)土中的鈣基膨潤(rùn)土，能增強(qiáng)涂層的耐水性，提高涂層的強(qiáng)度和附著力和分散性，增強(qiáng)涂料的穩(wěn)定性。本發(fā)明所述的具有自散熱環(huán)保型納米涂料的制備方法，它可以通過(guò)如下的步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)步驟1，按照實(shí)施例所述的比例，分別稱取相應(yīng)分量的鋁溶膠、氧化鈷、顏料、填料及防沉劑等，進(jìn)行初期混合之后，開(kāi)始進(jìn)行高速分散，然后對(duì)其進(jìn)行研磨直至其細(xì)度達(dá)到15m以下，將這部分原料作為a組分；步驟2，按照實(shí)施例所述的比例，稱取相應(yīng)分量的硅溶膠，將其做為b組分；步驟3，使用時(shí)將a組分和b組分進(jìn)行充分混合并靜置熟化，形成所述的納米涂料。所述的高速分散，是采用高速分散機(jī)帶齒狀分散盤以轉(zhuǎn)速900-1000r/min來(lái)實(shí)現(xiàn)的，分散時(shí)間為2-3h。所述的研磨，是采用籃式砂磨機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，研磨時(shí)間6-8h，一般直至其細(xì)度達(dá)到15iim以下。通過(guò)該制備工藝所獲得的自散熱環(huán)保型納米涂料，在外觀上為玻璃水質(zhì)狀；在燃燒方面，為不燃，在加熱狀況下無(wú)煙；在耐熱性方面，能抵抗500-800°C的高溫；在硬度方面，能夠達(dá)到9H;耐候性方面大于30年；在耐酸、耐堿、耐溶劑那、耐熱水、耐熱油等方面，也都表現(xiàn)良好。施工方法金屬基材的前處理脫脂處理，必要時(shí)噴砂處理。涂裝方式空氣噴涂、浸涂、刷涂等。作為舉例，在金屬表面上施工前，需要對(duì)金屬基材進(jìn)行表面凈化處理，使其表面干凈、無(wú)雜物、無(wú)銹斑，具體可通過(guò)對(duì)金屬表面進(jìn)行噴砂處理，以及脫脂去污處理等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。二在噴涂之前，可對(duì)瓷膜涂料采用300目的濾網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾。以上是對(duì)本發(fā)明的描述而非限定，基于本發(fā)明思想的其它實(shí)施方式，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。權(quán)利要求一種自散熱環(huán)保型納米涂料，其特征在于該涂料由如下配方組成組成重量鋁溶膠15-65％硅溶膠15-65％納米復(fù)合氧化物4-20％顏料3-27％填料3-27％防沉劑5-25％其中，前述的比例是按比重展開(kāi)的，總量為100％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自散熱環(huán)保型納米涂料，其特征在于所述的鋁溶膠為水分散型納米級(jí)氧化鋁，其粒度為10-40nm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自散熱環(huán)保型納米涂料，其特征在于所述的硅溶膠為水分散型納米級(jí)氧化硅，其粒度為10-40nm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自散熱環(huán)保型納米涂料，其特征在于所述的納米復(fù)合氧化物為氧化鐵和氧化鎂的混合物，其中氧化鐵的重量比為2-16%，氧化鎂的重量比為0.8-10%，其粒度為15-40nm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自散熱環(huán)保型納米涂料，其特征在于所述的顏料主要是功能型顏料，為銅鉻黑、鐵錳黑、鈦錳棕、鐵鉻棕、鈷藍(lán)、鈦鎳黃、鈦綠、鈦白粉、硅灰粉，以及燭光金粉或各種色彩顏料調(diào)配的色漿中的一種或一種以上的混合物。6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種自散熱環(huán)保型納米涂料，其特征在于所述的填料，包括納米級(jí)微晶粉二氧化硅、鈦酸鉀晶須、氧化鋁中的一種或一種以上的混合物。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自散熱環(huán)保型納米涂料，其特征在于所述的防沉劑，包括無(wú)機(jī)膨潤(rùn)土中的鈉基膨潤(rùn)土、鈣基膨潤(rùn)土、鋰基膨潤(rùn)土、氫基膨潤(rùn)土(活性白土)的一種或一種以上的混合物。8.—種自散熱環(huán)保型納米涂料的制備方法，其特征在于該方法包括有如下的步驟步驟l，按照前述的權(quán)利要求1所述的比例，分別稱取相應(yīng)分量的鋁溶膠、氧化鈷、顏料、填料及防沉劑，進(jìn)行初期混合之后進(jìn)行高速分散，然后對(duì)其進(jìn)行研磨直至其細(xì)度達(dá)到15iim以下，將這部分原料作為a組分；步驟2，按照前述的權(quán)利要求1所述的比例，稱取相應(yīng)分量的硅溶膠，將其做為b組分；步驟3，使用時(shí)將a組分和b組分進(jìn)行充分混合并靜置熟化，形成所述的自散熱環(huán)保型納米涂料。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種自散熱環(huán)保型納米涂料的制備方法，其特征在于所述的高速分散，是采用高速分散機(jī)帶齒狀分散盤以轉(zhuǎn)速900-1000r/min來(lái)實(shí)現(xiàn)的，分散時(shí)間為2-3h。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種自散熱環(huán)保型納米涂料的制備方法，其特征在于所述的研磨，是采用籃式砂磨機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，研磨時(shí)間6-8h。全文摘要本發(fā)明提供了一種自散熱環(huán)保型納米涂料及其制備方法，屬于功能涂料領(lǐng)域。該涂料的配方為鋁溶膠15-65％、硅溶膠15-65％、納米復(fù)合氧化物4-20％、顏料3-27％、填料3-27％、防沉劑等5-25％。其制備方法為分別稱取相應(yīng)的鋁溶膠、納米復(fù)合氧化物、顏料、填料及防沉劑等進(jìn)行混合、高速分散、研磨，作為a組分；稱取相應(yīng)的硅溶膠，作為b組分；將a組分和b組分混合并靜置熟化，即得自散熱環(huán)保型納米涂料。該涂料的制備方法，在不改變?cè)型苛现苽涔に嚨那疤嵯拢ㄟ^(guò)添加少量的納米氧化物復(fù)合體系增強(qiáng)了涂料的自散熱、遠(yuǎn)紅外釋放等性能，具有天然的安全無(wú)毒性，是一種環(huán)保型納米涂料。文檔編號(hào)C09D5/18GK101781481SQ20091019995公開(kāi)日2010年7月21日申請(qǐng)日期2009年12月4日優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日發(fā)明者李力鋒申請(qǐng)人:上海瓷龍化工有限公司