一种带散热功能的纳米防水涂料及其应用方法与流程

本发明属于纳米防水涂料技术领域，具体涉及一种带散热功能的纳米防水涂料及其应用方法。

背景技术：

目前，随着便携型、佩戴型电子产品市场的快速扩大，电子内部元器件及电路板结构日渐趋向轻薄、小体积发展，其中关键的各类ic以及芯片的设计尺寸也随之快速缩小，于是在带来高速计算和通讯能力的同时，散热成为一大难点。以手机cpu为例，目前市面的常规手机cpu芯片工作温度可达到70℃以上，部分电容可达到60℃以上，手机液晶屏幕的工作温度也可达到50-70℃范围，加上近年来逐渐普遍的无线充电模组也非常容易在传输电流中导致能量转换为额外的热能，电子产品内温度其实完全可以达到一个较高的程度，而手机芯片、电池等的性能可承受的温度上限一般只在50℃上下，因此，如果无法对发热核心的芯片、电容、电路以及周边元件快速降温，可能会对电子元件以及电子产品的性能和寿命造成极大的损害，甚至是安全隐患。

常规的电子内部元件设计思路中，对散热方面的解决方案最常见的是增加平面方向散热的石墨层，搭配垂直防线散热的导热硅脂或导热硅胶垫等共同使用，由于导热硅胶垫和导热硅脂层通常较厚(0.5-1mm)，这就会造成散热组件占据电子产品内部设计空间较多的问题，也有部分石墨导热片直接在散热面上使用，并通过较薄的10-30μm双面胶带固定，如无线充模组中就常见这样的应用模式，而常规的pet薄膜双面胶带对垂直方向的热传导同样有潜在的影响，且对空间也会有额外占据。

因此，仍然需要一些体积需求更低、在垂直方向最好具有一定导热能力的散热方案。

技术实现要素：

为解决现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种带散热功能的纳米防水涂料及其应用方法。

为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：

一种带散热功能的纳米防水涂料，所述带散热功能的纳米防水涂料为通过在纳米防水涂层溶液中添加纳米固体成分制备而成的悬浊液。

进一步的，所述纳米防水涂层溶液与纳米固体成分的重量比为1.5：1-2：1。

进一步的，按重量百分比计，所述纳米固体成分包括以下组份：

10-30％纳米硅

1-20％纳米钛

余量为陶瓷纳米粉

所述陶瓷纳米粉、纳米硅和纳米钛三种组份的重量百分比之和为百分之百。

进一步的，所述陶瓷纳米粉、纳米硅和纳米钛的粒径分别为2-3nm。

进一步的，所述纳米防水涂层溶液为含氟硅氧烷高分子溶液。

本发明公开了一种带散热功能的纳米防水涂层，将带散热功能的纳米防水涂料在纳米固体成分沉积前通过点胶机喷涂至电子元器件关键部位后固化得到，所述纳米固体成分在固化得到的纳米防水涂层中均匀分布，并在纳米防水涂层表面形成颗粒状和\或鱼鳞状的凸起，纳米防水涂层在垂直方向上具有导热性。

进一步的，所述纳米防水涂层的厚度为1-3μm。

进一步的，所述点胶机的喷口直径为0.1-1mm，喷涂雾化气压为5-20psi，喷涂高度为5-20cm。

本发明公开了一种带散热功能的纳米防水涂料的应用方法，包括以下步骤：

在电子元器件关键部位通过点胶机进行喷涂的纳米防水涂层溶液中，按纳米防水涂层溶液与纳米固体成分的重量比为1.5：1-2：1的比例加入纳米固体成分，混合均匀，得到悬浊液；

在陶瓷纳米粉、纳米硅和纳米钛纳米固体成分沉积前，将悬浊液通过点胶机喷涂至电子元器件关键部位上，固化即可，所述点胶机的喷口直径为0.1-1mm，喷涂雾化气压为5-20psi，喷涂高度为5-20cm。

进一步的，按重量百分比计，纳米固体成分包括以下组份：

10-30％纳米硅

1-20％纳米钛

余量为陶瓷纳米粉

所述陶瓷纳米粉、纳米硅和纳米钛三种组份的重量百分比之和为百分之百。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明公开了一种带散热功能的纳米防水涂料及其应用方法，带散热功能的纳米防水涂料为通过在纳米防水涂层溶液中添加陶瓷纳米粉、纳米硅和纳米钛制备而成的悬浊液，通过带散热功能的纳米防水涂料可制成带散热功能的纳米防水涂层，陶瓷纳米粉、纳米硅和纳米钛等纳米固体成分中的纳米颗粒会随着溶剂蒸发和本身的自由沉积、沉淀在固化形成的纳米防水涂层中均匀分布，并在表面形成颗粒状和\或鱼鳞状的凸起，纳米防水涂层呈现垂直方向的导热性能，这些延伸至纳米防水涂层表面外的纳米颗粒沉积物可以藉由陶瓷纳米粉的高导热率，导致热量从电子元器件表面向纳米防水涂层方向的垂直方向快速传导，同时也可增大了该涂层与外界的接触面积，从而带来散热效果，同时在关键电子元器件部位起到表面防水保护作用，进而实现在电子元器件关键部位表面的防水保护和导热散热双重作用，加入纳米颗粒后，纳米防水涂层的厚度依然保持在1-3μm，无明显增厚，对电子设备内部狭小空间无额外占据，适合工业化推广使用。

附图说明

图1为本发明的电镜图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

一种带散热功能的纳米防水涂料，为通过在纳米防水涂层溶液中添加由陶瓷纳米粉、纳米硅和纳米钛组成的纳米固体成分制备而成的悬浊液；其中，纳米防水涂层溶液与纳米固体成分的重量比为1.5：1-2：1；按重量百分比计，纳米固体成分包括以下组份：

10-30％纳米硅

1-20％纳米钛

余量为陶瓷纳米粉

陶瓷纳米粉、纳米硅和纳米钛三种组份的重量百分比之和为百分之百，陶瓷纳米粉、纳米硅和纳米钛的粒径分别为2-3nm。

纳米防水涂层溶液为含氟硅氧烷高分子溶液。

作为具体的一种实施方式，纳米防水涂层溶液中的溶剂为含氟乙基九氟丁基醚或含氟含氟乙基九氟异丁基醚，易挥发，沸点较低(低于90℃)。

一种带散热功能的纳米防水涂层，将带散热功能的纳米防水涂料在陶瓷纳米粉、纳米硅和纳米钛等纳米固体成分沉积前通过点胶机喷涂至电子元器件关键部位(通常为芯片、ic等位置，亦同样为典型热源)后固化得到，纳米防水涂层的厚度为1-3μm，与常规涂层相比厚度无明显增加，成本低廉，对电子设备内部狭小空间无额外占据；陶瓷纳米粉、纳米硅和纳米钛在固化得到的纳米防水涂层中均匀分布，依靠纳米固体成分的自由沉积和纳米防水涂层溶液本身干燥固化成膜带来的固定作用实现两者之间的平衡，在纳米防水涂层表面形成颗粒状和\或鱼鳞状的凸起，如图1所示，固化之后的纳米防水涂层因掺入的纳米固体成分(陶瓷纳米粉、纳米硅和纳米钛)而在垂直方向上具有导热性，含氟官能团具有稳定的化学结构，同时由于氟的特殊电负性，具有极低的表面能，从而在电子元器件关键部位起到表面散热的同时，也起到表面防水保护的作用。需要说明的是，纳米防水涂层溶液会在固化过程中进行挥发，纳米颗粒残留并形成颗粒状和\或鱼鳞状的凸起。

一种带散热功能的纳米防水涂料的应用方法，为一种在电子元器件表面通过施加纳米涂层同时达到表面防水及散热功能的方法，包括以下步骤：

在电子元器件关键部位通过点胶机进行喷涂保护的纳米防水涂层溶液中，按纳米防水涂层溶液与纳米固体成分的重量比为1.5：1-2：1的比例加入纳米固体成分，混合均匀，得到悬浊液；按重量百分比计，纳米固体成分包括以下组份：

10-30％纳米硅

1-20％纳米钛

余量为陶瓷纳米粉；

在陶瓷纳米粉、纳米硅和纳米钛沉积前，将悬浊液通过点胶机喷涂至电子元器件关键部位上，固化即可，点胶机的喷口直径为0.1-1mm，喷涂雾化气压为5-20psi，喷涂高度为5-20cm。

本发明公开的带散热功能的纳米防水涂料，为具有导热功能、含有纳米成分的纳米防水涂料，可直接在常规防水溶液中添加导热的陶瓷纳米粉、纳米硅粉末和纳米钛粉末等制成悬浊液或混合溶液，再喷涂至电子元器件关键部位，固化后即可形成纳米防水涂层。需要注意的是，固化后的纳米防水涂层会因掺入的陶瓷纳米粉、纳米硅和纳米钛等纳米固体成分而呈现垂直方向的导热性能，进而能够在电子元器件关键部位的垂直方向进行高效的热传导，用于在电子元器件关键部位加快散热，从而在关键部位一次性同时满足散热和防水保护的需求；纳米防水涂层的厚度依旧保持在1-3μm范围内，无明显增厚，不引入额外的空间占据问题，为设计者提供一种全新的电子产品内部热管理及散热解决思路。

实施例1

一种带散热功能的纳米防水涂料，为通过在纳米防水涂层溶液中添加由陶瓷纳米粉、纳米硅和纳米钛组成的纳米固体成分制备而成的悬浊液；其中，纳米防水涂层溶液与纳米固体成分的重量比为2：1，按重量百分比计，纳米固体成分包括纳米硅30％、纳米钛1％、陶瓷纳米粉69％。

一种带散热功能的纳米防水涂料的应用方法，包括以下步骤：

在市场购买的常规单层铜箔伤通过点胶机进行喷涂保护的纳米防水涂层溶液中，按纳米防水涂层溶液与纳米固体成分的重量比为2：1的比例加入纳米固体成分，混合均匀，得到悬浊液；

在陶瓷纳米粉、纳米硅和纳米钛沉积前，将悬浊液通过点胶机喷涂至市场购买的常规单层铜箔上，固化即可，点胶机的喷口直径为1mm，喷涂雾化气压为15si，喷涂高度为20cm。

实施例2

一种带散热功能的纳米防水涂料，为通过在纳米防水涂层溶液中添加由陶瓷纳米粉、纳米硅和纳米钛组成的纳米固体成分制备而成的悬浊液；其中，纳米防水涂层溶液与纳米固体成分的重量比为1.5：1，按重量百分比计，纳米固体成分包括纳米硅10％、纳米钛20％和陶瓷纳米粉70％。

一种带散热功能的纳米防水涂料的应用方法，包括以下步骤：

在市场购买的常规单层铜箔伤通过点胶机进行喷涂保护的纳米防水涂层溶液中，按纳米防水涂层溶液与纳米固体成分的重量比为1.5：1的比例加入纳米固体成分，混合均匀，得到悬浊液；

在陶瓷纳米粉、纳米硅和纳米钛沉积前，将悬浊液通过点胶机喷涂至市场购买的常规单层铜箔上，固化即可，点胶机的喷口直径为1mm，喷涂雾化气压为15si，喷涂高度为20cm。

余同实施例1。

实施例3

一种带散热功能的纳米防水涂料，为通过在纳米防水涂层溶液中添加由陶瓷纳米粉、纳米硅和纳米钛组成的纳米固体成分制备而成的悬浊液；其中，纳米防水涂层溶液与纳米固体成分的重量比为1.8：1，按重量百分比计，纳米固体成分包括纳米硅26％、纳米钛15％和陶瓷纳米粉59％。

一种带散热功能的纳米防水涂料的应用方法，包括以下步骤：

在市场购买的常规单层铜箔伤通过点胶机进行喷涂保护的纳米防水涂层溶液中，按纳米防水涂层溶液与纳米固体成分的重量比为1.8：1的比例加入纳米固体成分，混合均匀，得到悬浊液；

在陶瓷纳米粉、纳米硅和纳米钛沉积前，将悬浊液通过点胶机喷涂至市场购买的常规单层铜箔上，固化即可，点胶机的喷口直径为1mm，喷涂雾化气压为15si，喷涂高度为20cm。

余同实施例1。

对比例1

对比例1采用市场购买的常规单层铜箔，不进行喷涂任何的带散热功能的纳米防水涂料。

将实施例1-3得到的喷涂了纳米防水涂料的单层铜箔和对比例1的单层铜箔在80℃平板热源上进行温度变化测试，通过对比对比例1的常规单层铜箔和实施例1-3公开的表面喷涂了增加导热成分(陶瓷纳米粉、纳米硅粉末和纳米钛粉末)的防水纳米涂料的单层铜箔在80℃平板热源上的表面温度变化可见，相比对比例1的单层铜箔，实施例1-3的单层铜箔表面升温明显更快，可高达6-10℃/min，且最终温度更低，由此可证明纳米防水涂料具有垂直方向导热能力，能够起到一定表面散热的功能。

本发明未具体描述的部分采用现有技术即可，在此不做赘述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。