辐射散热降温涂料.doc

辐射散热降温涂料ZS-411文/贺婧随着技术的进步，LED工艺有很大提高，其光效、光通量显指都得到了显著的提升，但是散热问题依然是LED照明光源及灯具绕不过去的一道坎。散热处理不当，节温升高，必然会导致LED灯具的寿命和性能大打折扣。为更好的解决散热问题，各个企业也都展开了一系列激烈的技术竞赛，从主动散热或被动散热的结构设计，到散热新材料的导入和应用，为解决散热问题不遗余力。散热涂料效果明显尽管散热方式多种多样，但为了应对LED产品高功率轻薄化的发展趋势，如何寻找一种简单便捷、不增加灯具重量的散热方式成为企业思考的焦点，散热涂料即在此背景下应运而生。辐射散热降温涂料是一种辐射热量的涂料，耐温度在-50600之间，涂料直接涂刷在要散热降温的物体内外表面，能够以0.5-13.5m红外波长向大气空间自动辐射走所涂刷在物体上的热量，降低物体表面和内部温度。据了解，辐射散热涂料此前主要应用于军工机械、工业设备、热力管道、石油罐体等领域。随着LED产业的兴起，LED成为辐射散热涂料新的应用领域。但目前LED的用料还不是很大，更多的应用是在石油灌和炼铁厂，以此来保持原油的温度，及时装卸，降低其安全隐患，以防爆炸。深圳市创丰光电有限公司主营辐射散热降温涂料ZS-411，其总经理陈恩群表示ZS-411是北京志盛威华科技发展有限公司研发生产的一种新兴节能性功能涂料，创丰光电为其在广东地区的唯一代理商。ZS-411经国内部队涂料专家和科学院院士长时间评审，实验证明涂料辐射散热降温有一定的效果。目前ZS-411已经应用在筒灯，球泡灯，路灯等LED灯具上，在散热设计合理的前提下，喷涂ZS-411的LED产品大约可以降温5到10。其主要应用在中高端产品，对提高产品的质量有很大的帮助，5的温差对LED工作的稳定性、有效性和寿命有重要作用。ZS-411主要特征是辐射散热降温涂料涂层具有高热传导率和较好的辐射性，也就是有很好的黑度，同时在相当宽的波长范围内（1-13.5m）具有高辐射率和发射率，可以显著提高物体热交换率，显著提高物体的散热量。散热降温涂料在高温下能长期稳定的工作，包括热稳定性和化学稳定性，有很好的耐候性，耐酸耐碱性。为测试材料的耐酸碱性，鉴于海风中包含的酸咸分子，ZS-411在海边做过长期的实验，并在含有5%容量的氯化钠中，也就是强酸强碱中浸泡过72小时，无脱落和气泡出现。由于辐射散热涂料之前应用在军工领域，在选材上十分谨慎，采用的所有原材料都跟散热有关，因此比市场上一般的散热材料有更持久的散热效果。此外散热降温涂料与金属或陶瓷基体结合强度高，附着力好，有足够的机械强度和韧性，骤冷骤热不会剥落。具有良好的涂装工艺性，涂装施工方便易行，耐磨抗冲击，使用年限长，可以长期保护设备良好性。并且在施工前和施工后无任何对人体有害的物质和辐射，是一种新型环保节能涂料。升级换代应对市场需求辐射散热降温涂料采用高性能散热溶液，该散热溶液具有较高的可见光和近红外光反射率、较高的热红外发射率和稳定性等特殊性能，同时还具有良好的物理性能、化学性能和良好的施工性多种复合性。该散热涂料工作原理是涂料固化成膜后，首先涂膜表面形成良好的热反射界面，在较宽的频率范围内其热反射率达到60%90%,而膜面吸收的热仅为10%40%，涂层膜面将大部分的热以反射的形式挡在涂层外层。当膜面吸热蓄积升温的同时，吸热界面将向膜外空间辐射散热。由于基料的材质和膜层内结构的作用，膜面的热辐射发射率可达90%左右，能把膜面吸热蓄积的热能以辐射的方式发射出去。若界面外空间环境热与膜面导热、对流、辐射传热的速度小于膜面发射散热的速度，膜面温度可低于界面外空间环境温度。反之，膜面温度会大于物体的空间温度。如果空间温度大于膜面温度，一方面膜面向外辐射热量加快，另一方面干膜层内的纳米空心陶瓷微珠组成的真空腔体能形成有效的隔热屏障，可减少30%以上的热量传导。散热涂料里添加有纳米碳管等具有较高的热传导率和发射性的材料，导热系数大大增加，能使涂层表面呈现宏观光洁微观粗糙的形貌的纳米材料组元，可以大大增加散热装置与外界的接触面积，减少热屏蔽，显著提升散热效果。同时加入大量的被电子跃迁过多种尖晶石作为复合红外辐射体，既增加了杂质能级，提高了红外辐射系数，又保持了相应的热稳定性、耐热性、高强度、耐腐蚀性、耐磨性等优异性能。为了整体提高散热涂层的整体强度和稳定性，另外涂料参入稀土元素氧化物，能提高涂料组合物的活性，同时也是掺杂和稳定涂层结构的优选材料。涂料散热不受周围介质影响,可以在真空环境中使用,涂料在起到辐射降温的同时，也有很好的自洁性、防腐性、防水性、防火性、绝缘性、抗酸碱、施工方便的特点。 伴随着散热涂料在LED领域的应用需求增加，对其精细化要求越高。自2008年开始研发到现在已经是第三代的成熟产品。第一代颗粒比较粗糙，主要应用在工业设备上；第二代对颗粒的精细化进行了处理，纳米级有所提高，喷涂出的产品表面更细腻光滑。于此同时，增加了颜色的多样性，由最初的单款黄色发展到现在的白、黑、灰、透明四种颜色，满足客户对颜色的选择需求；第三代产品最大的变化在于其散热功能提高了15%，而价格还维持在原有水平，提高了性价比。喷涂工艺操作简单散热辐射涂料的涂刷方式可采用刷涂、抹涂、灌涂或喷涂方式施工。喷涂工艺操作已经简化，和喷涂普通油漆没有区别，也无需特殊的设备支持。但在喷涂之前最好进表面清洁，喷砂粗化表面。并且对喷涂的厚度也有要求，涂层设计厚度一般在0.2毫米左右。若是用于隔热，则涂层厚度与热射线波长有关，隔离太阳、近红外线辐射，一般选择0.2-0.5mm。隔离长波长热射线辐射热时，厚度应根据波长穿透能力相应增加，一般是波长穿透能力越强，则厚度越大。若是用于保温或是保冷，则其厚度与涂层热阻（热导率）有关，应根据不同的用途选择。其固化方式为常温固化，不须加热固化，涂刷时要在通风的环境中。表干时间约30分钟，实干约24小时。涂刷基体或设备最佳表面温度是5-60，不能直接涂刷在正在运行的低温和高温基体或是设备表面上，从而影响辐射散热降温效果。陈恩群表示未来灯具设计会做的越来越轻，散热涂料的应用也会更广。尽管导热塑料也是一个趋势，但是在技术上还不能够满足大功率产品需求，技术还要再完善。金属材料散热依然是主流，未来竞争的就是怎么把灯具做的更轻，甚至无需散热器，只通过散热涂料来散热，届时整体成本也会降下来。辐射散热降温涂料参数涂膜颜色多色硬度5H导热性60150W/MK抗拉强度2500kpa可见光区反射率85%防腐蚀好近红外区反射率80%附着力1级300K时红外半球反射率90%湿热试