一種導(dǎo)熱膠泥及其制備方法和應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種導(dǎo)熱膠泥，包括粘結(jié)劑基料和導(dǎo)熱填料，其中，所述粘結(jié)劑基料中含有耐高溫?zé)o機(jī)膠。本發(fā)明還涉及一種所述導(dǎo)熱膠泥的制備方法，包括：步驟I，將耐高溫?zé)o機(jī)膠與存在或不存在的分散劑、存在或不存在的穩(wěn)定劑進(jìn)行混合，以獲得粘結(jié)劑基料；步驟II，采用表面改性劑將導(dǎo)熱填料進(jìn)行表面改性，以獲得改性后的導(dǎo)熱填料；步驟III，將改性后的導(dǎo)熱填料與粘結(jié)劑基料進(jìn)行混合，從而得到所述導(dǎo)熱膠泥。本發(fā)明提供的導(dǎo)熱膠泥強(qiáng)度高、耐高溫，不僅可用于伴熱管道和設(shè)備，還可用于伴冷管道和設(shè)備。
【專利說(shuō)明】
_種導(dǎo)熱膠泥及其制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種導(dǎo)熱膠泥及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 在石油、化工、電力、國(guó)防工業(yè)中，管道運(yùn)輸伴熱和熱交換設(shè)備一般要用伴管、電伴 熱管（帶)和套管，但伴管和電伴熱管（帶)對(duì)物料管傳熱大都靠空氣對(duì)流和輻射傳熱，傳熱 效率不高，熱損耗較大，采用夾套管，傳熱效率較高，熱損耗低，但施工、安裝難度較大，尤其 是彎曲盤管、閥門和法蘭等處。因此伴管、電伴熱管(帶)與物料管或熱交換器之間需要填充 高導(dǎo)熱材料，使伴管、電伴熱管(帶）與物料管或熱交換器緊密接觸，并增大接觸面積，用熱 傳導(dǎo)代替之前輻射傳熱和對(duì)流傳熱，強(qiáng)化傳熱，提高傳熱效果。
[0003] CN00125755.2公開(kāi)了一種自固化無(wú)機(jī)型導(dǎo)熱膠泥，其以導(dǎo)熱材料和無(wú)機(jī)粘結(jié)材料 作為主體材料，通過(guò)合適的加工生產(chǎn)方法制成的糊狀物水溶性導(dǎo)熱膠泥，不適合有水存在 的場(chǎng)合。
[0004] CN1288924A公開(kāi)了一種單組份有機(jī)型導(dǎo)熱膠泥，該導(dǎo)熱膠泥的粘結(jié)強(qiáng)度高，導(dǎo)熱 系數(shù)一般，且該導(dǎo)熱膠泥的使用溫度較低在250Γ以下。
[0005] CN101205459A公開(kāi)了一種固化型導(dǎo)熱膠泥，該導(dǎo)熱膠泥中導(dǎo)熱材料的含量較低， 因此導(dǎo)熱的效果有限。
[0006] 目前國(guó)內(nèi)導(dǎo)熱膠泥的產(chǎn)品主要適用于中低溫度，導(dǎo)熱能力一般，缺乏適合高溫特 殊工藝的導(dǎo)熱膠泥。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)熱膠泥適用溫度較低，缺乏適合高溫超高溫等 特殊工藝下的產(chǎn)品的技術(shù)問(wèn)題。
[0008] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種耐高溫的導(dǎo)熱膠泥。所述導(dǎo)熱膠泥包 括粘結(jié)劑基料和導(dǎo)熱填料，其中，所述粘結(jié)劑基料中含有耐尚溫?zé)o機(jī)月父。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，粘結(jié)劑基料與導(dǎo)熱填料的重量比為0.8:1-2.0:1，優(yōu) 選為0.8:1-1.8:1。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，基于導(dǎo)熱膠泥的總重量，耐高溫?zé)o機(jī)膠的質(zhì)量百分 含量為40 % -80 %，優(yōu)選45 % -70 %，更優(yōu)選50 % -60 %。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述粘結(jié)劑基料還包含穩(wěn)定劑和/或分散劑。優(yōu)選 地，所述穩(wěn)定劑和/或分散劑在所述粘結(jié)結(jié)基料中的質(zhì)量百分含量小于3%。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述耐高溫?zé)o機(jī)膠為堿性氧化銅絡(luò)合物。根據(jù)本發(fā) 明的優(yōu)選實(shí)施例，所述耐高溫?zé)o機(jī)膠的牌號(hào)為TW3100和/或TW5000(成都天道化工）。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述導(dǎo)熱填料選自碳化硅、氮化硼、氮化硅和氮化 錯(cuò)。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述分散劑為六偏磷酸鈉、檸檬酸鈉和三聚磷酸鉀。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述穩(wěn)定劑選自羥甲基纖維素、聚乙烯醇和醋酸乙 稀中的至少一種。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述導(dǎo)熱膠泥由粘結(jié)劑基料和導(dǎo)熱填料混合而成。 優(yōu)選地，將所述導(dǎo)熱填料在與粘結(jié)劑基料混合之前先用表面改性劑進(jìn)行表面處理。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述表面改性劑為硅烷偶聯(lián)劑。示例性的硅烷偶聯(lián) 劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑等。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述導(dǎo)熱膠泥包括以下組分： 耐高溫?zé)o機(jī)膠 45-65wt%; 導(dǎo)熱填料 35-45 wt %;
[0019] 穩(wěn)定劑 0-2 wt %; 分散劑 0-1 wt %:和 表面改性劑 0.1-3 wt %。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述導(dǎo)熱膠泥包括以下組分： 耐高溫?zé)o機(jī)膠 _50-60 wt %.;
[0021] 導(dǎo)熱填料 35-45 wt %; 穩(wěn)定劑 0.5-2 wt%； 分散劑 0.5-1 wt %;和
[0022] 表面改性劑 0,1-3%。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例，所述導(dǎo)熱膠泥包括以下組分： 耐高溫?zé)o機(jī)膠 55 wt %; 導(dǎo)熱填料 粉wt %.;
[0024] 穩(wěn)定劑 2 wl %: 分散劑 1 wl %;和 表面改性劑 2 wl %。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例，所述導(dǎo)熱膠泥包括以下組分： 耐高溫?zé)o機(jī)膠 60 wt %； 導(dǎo)熱填料 35wt%;
[0026] 穩(wěn)定劑 2wt%; 分散劑 1 wt %;和 表面改性劑 2wt%。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例，所述導(dǎo)熱膠泥包括以下組分： 耐高溫?zé)o機(jī)膠 50 wt %; 導(dǎo)熱填料 45 wt %;
[0028] 穩(wěn)定劑 2wt%; 分散劑 1 wt %;和 表面改性劑 2wt%。
[0029] 本發(fā)明還提供了一種制備上述導(dǎo)熱膠泥的方法，包括以下步驟：
[0030] 步驟I，將耐高溫?zé)o機(jī)膠與存在或不存在的分散劑、存在或不存在的穩(wěn)定劑進(jìn)行混 合，以獲得粘結(jié)劑基料；
[0031]步驟II，采用表面改性劑將導(dǎo)熱填料進(jìn)行表面改性，以獲得改性后的導(dǎo)熱填料；
[0032] 步驟III，將改性后的導(dǎo)熱填料與粘結(jié)劑基料進(jìn)行混合，從而得到所述導(dǎo)熱膠泥。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述方法包括以下步驟：
[0034] 1)粘結(jié)基料的制備:將耐高溫?zé)o機(jī)膠、分散劑和穩(wěn)定劑按比例分別加入反應(yīng)釜中， 攪拌 10_30min;
[0035] 2)導(dǎo)熱填料的表面改性:將導(dǎo)熱填料加入反應(yīng)釜中，邊攪拌邊將一定比例的表面 改性劑均勻的噴灑到攪拌釜中；
[0036] 3)將步驟2得到的表面改性后的導(dǎo)熱填料用上料機(jī)緩慢而均勻的加入到步驟1)得 到的粘結(jié)基料中，攪拌〇. 5-1.5h混合均勻；
[0037] 4)將混合均勻的導(dǎo)熱膠泥稱重分包。
[0038] 本發(fā)明還提供了所述導(dǎo)熱膠泥在伴熱管道和/或設(shè)備，和/或伴冷管道和設(shè)備中的 應(yīng)用。
[0039]本發(fā)明的有益效果是：
[0040] 1、提供的導(dǎo)熱膠泥的粘結(jié)強(qiáng)度可達(dá)到3MPa，耐壓強(qiáng)度為7~9MPa;導(dǎo)熱膠泥的導(dǎo)熱 系數(shù)可達(dá)10~15w/m · k，具有遇水不溶，耐溫高的效果；
[0041] 2、不僅可用于伴熱管道和設(shè)備，還可用于伴冷管道和設(shè)備。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。但本發(fā)明并不受下述實(shí)施例限制。
[0043] 若無(wú)特殊說(shuō)明，在實(shí)施例中所使用的各原料均為普通商購(gòu)獲得，其中耐高溫?zé)o機(jī) 膠為TW3100和TW5000(成都天道化工）。若無(wú)特殊說(shuō)明，本申請(qǐng)中所用的"％"均表示質(zhì)量百 分比。
[0044] 實(shí)施例1:
[0045] 根據(jù)如下步驟制備導(dǎo)熱膠泥：
[0046] 1)粘結(jié)劑基料的制備:將耐高溫?zé)o機(jī)膠TW3100、分散劑檸檬酸鈉和穩(wěn)定劑羥甲基 纖維素按配比分別加入到反應(yīng)釜中，攪拌15min;
[0047] 2)導(dǎo)熱填料的表面改性:將導(dǎo)熱填料加入另外的反應(yīng)釜中，邊攪拌邊將表面改性 劑均勻的噴灑到該反應(yīng)釜中；
[0048] 3)將步驟2)得到的表面改性后的導(dǎo)熱填料用上料機(jī)緩慢而均勻的加入到步驟1) 得到的粘結(jié)劑基料中，攪拌lh混合均勻；
[0049] 4)將步驟3)得到的混合均勻的導(dǎo)熱膠泥稱重分包。
[0050] 在該實(shí)施例中，各組分配比如下所示： 耐高溫?zé)o機(jī)膠 55%.
[0051 ] 碳化硅 40% 穩(wěn)定劑 .2% 分散劑 1%.
[0052] 表面改性劑 2%。
[0053]本實(shí)施例制備得到的導(dǎo)熱膠泥的粘結(jié)強(qiáng)度可達(dá)到3MPa，耐壓強(qiáng)度為9MPa;導(dǎo)熱膠 泥的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)12w/m · k，可在1100°C的溫度下使用。
[0054] 實(shí)施例2
[0055]根據(jù)如下步驟制備導(dǎo)熱膠泥：
[0056] 1)粘結(jié)劑基料的制備:將耐高溫?zé)o機(jī)膠TW3100、分散劑六偏磷酸鈉和穩(wěn)定劑羥甲 基纖維素按配比分別加入到反應(yīng)釜中，攪拌15min;
[0057] 2)導(dǎo)熱填料的表面改性:將導(dǎo)熱填料加入另外的反應(yīng)釜中，邊攪拌邊將表面改性 劑均勻的噴灑到該反應(yīng)釜中；
[0058] 3)將步驟2)得到的表面改性后的導(dǎo)熱填料用上料機(jī)緩慢而均勻的加入到步驟1) 得到的粘結(jié)劑基料中，攪拌lh混合均勻；
[0059] 4)將步驟3)得到的混合均勻的導(dǎo)熱膠泥稱重分包。
[0060] 在該實(shí)施例中，各組分配比如下所示： 耐高溫?zé)o機(jī)膠 60% 碳化硅 35%
[0061 ] 穩(wěn)定劑 2% 分散劑 1% 表面改性劑 2%。
[0062]本實(shí)施例制備得到的導(dǎo)熱膠泥的粘結(jié)強(qiáng)度可達(dá)到3MPa，耐壓強(qiáng)度為7MPa;導(dǎo)熱膠 泥的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)l〇/m · k，可在1000°C的溫度下使用。
[0063] 實(shí)施例3
[0064]根據(jù)如下步驟制備導(dǎo)熱膠泥：
[0065] 1)粘結(jié)劑基料的制備:將耐高溫?zé)o機(jī)膠TW5000、分散劑六偏磷酸鈉和穩(wěn)定劑聚丙 稀醇按配比分別加入到反應(yīng)爸中，攪拌15min;
[0066] 2)導(dǎo)熱填料的表面改性:將導(dǎo)熱填料加入另外的反應(yīng)釜中，邊攪拌邊將表面改性 劑均勻的噴灑到該反應(yīng)釜中；
[0067] 3)將步驟2)得到的表面改性后的導(dǎo)熱填料用上料機(jī)緩慢而均勻的加入到步驟1) 得到的粘結(jié)劑基料中，攪拌lh混合均勻；
[0068] 4)將步驟3)得到的混合均勻的導(dǎo)熱膠泥稱重分包。
[0069] 在該實(shí)施例中，各組分配比如下所示： 耐高溫?zé)o機(jī)膠 .50.% 碳化硅 45%
[0070] 穩(wěn)定劑 2% 分散劑 1% 表面改性劑 2%。
[0071] 本實(shí)施例制備得到的導(dǎo)熱膠泥的粘結(jié)強(qiáng)度可達(dá)到3MPa，耐壓強(qiáng)度為9MPa;導(dǎo)熱膠 泥的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)14w/m · k，可在1300°C的溫度下使用。
[0072] 對(duì)比例1
[0073]根據(jù)如下步驟制備導(dǎo)熱膠泥：
[0074] 1)粘結(jié)劑基料的制備:將液態(tài)硅酸鈉、分散劑六偏磷酸鈉和穩(wěn)定劑聚丙烯醇按配 比分別加入到反應(yīng)爸中，攪拌15min;
[0075] 2)導(dǎo)熱填料的表面改性:將鱗片石墨加入另外的反應(yīng)釜中，邊攪拌邊將表面改性 劑均勻的噴灑到該反應(yīng)釜中；
[0076] 3)將步驟2)得到的表面改性后的導(dǎo)熱填料用上料機(jī)緩慢而均勻的加入到步驟1) 得到的粘結(jié)劑基料中，攪拌lh混合均勻；
[0077] 4)將步驟3)得到的混合均勻的導(dǎo)熱膠泥稱重分包。
[0078] 在該實(shí)施例中，各組分配比如下所示： 耐高溫?zé)o機(jī)膠 50% 碳化硅 45%
[0079] 穩(wěn)定劑 2% 分散劑 1% 表面改性劑 2%。
[0080] 本對(duì)比例制備得到的導(dǎo)熱膠泥的粘結(jié)強(qiáng)度可達(dá)到2.3MPa，耐壓強(qiáng)度為4MPa;導(dǎo)熱 膠泥的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)14w/m · k，可在600°C的溫度下使用。
[0081] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種導(dǎo)熱膠泥，包括粘結(jié)劑基料和導(dǎo)熱填料，其中，所述粘結(jié)劑基料中含有耐高溫?zé)o 機(jī)膠。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱膠泥，其特征在于，粘結(jié)劑基料與導(dǎo)熱填料的重量比為 0.8:1-2.0:1，優(yōu)選為0.8:1-1.8:1。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)熱膠泥，其特征在于，基于導(dǎo)熱膠泥的總重量，耐高溫?zé)o 機(jī)膠的質(zhì)量百分含量為40 % -80 %，優(yōu)選45 % -70 %，更優(yōu)選50 % -60 %。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)熱膠泥，其特征在于，所述粘結(jié)劑基料還包含穩(wěn) 定劑和/或分散劑，優(yōu)選所述穩(wěn)定劑和/或分散劑在所述粘結(jié)結(jié)基料中的質(zhì)量百分含量小于 3%。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)熱膠泥，其特征在于，所述耐高溫?zé)o機(jī)膠的牌號(hào) 為TW3100和TW5000。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)熱膠泥，其特征在于，所述導(dǎo)熱填料選自碳化 娃、氮化棚、氮化娃和氮化侶中的至少一種;和/或所述表面改性劑為硅烷偶聯(lián)劑。7. 根據(jù)權(quán)利要求4-6任一項(xiàng)所述的導(dǎo)熱膠泥，其特征在于，所述分散劑為六偏憐酸鋼、 巧樣酸鋼和Ξ聚憐酸鐘中的至少一種;所述穩(wěn)定劑選自徑甲基纖維素、聚乙締醇和醋酸乙 締中的至少一種。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)熱膠泥，其特征在于，所述導(dǎo)熱膠泥由粘結(jié)劑基 料和導(dǎo)熱填料混合而成，優(yōu)選將所述導(dǎo)熱填料在與粘結(jié)劑基料混合之前先用表面改性劑進(jìn) 行表面處理。9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)熱膠泥，其特征在于，所述導(dǎo)熱膠泥包括W下組 分： 耐高媼無(wú)機(jī)膠 45-齡wt%.，：化猿30-飾wt〇A; 導(dǎo)熱填料 ；}5-4:;5wt%; 穩(wěn)定劑 0-2wt%:，優(yōu)選 0.5-lwt〇/〇: 分散劑 O-.lwt%..，優(yōu)選 0>5-lwt〇/〇;和： 表面改性劑 0.1-3wt%〇10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)熱膠泥的制備方法，包括W下步驟： 步驟I，將耐高溫?zé)o機(jī)膠與存在或不存在的分散劑、存在或不存在的穩(wěn)定劑進(jìn)行混合， W獲得粘結(jié)劑基料； 步驟II，采用表面改性劑將導(dǎo)熱填料進(jìn)行表面改性，W獲得改性后的導(dǎo)熱填料； 步驟III，將改性后的導(dǎo)熱填料與粘結(jié)劑基料進(jìn)行混合，從而得到所述導(dǎo)熱膠泥。11. 根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)熱膠泥或根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備方法獲 得的導(dǎo)熱膠泥在伴熱管道和/或設(shè)備，和/或伴冷管道和設(shè)備中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C09J11/08GK106085252SQ201610450931
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月21日
【發(fā)明人】陳樹存, 毛羽豐, 許強(qiáng)軍, 張寧
【申請(qǐng)人】北京派諾蒙能源科技有限公司