技术领域
[0001] 本
发明涉及高性能涂层技术领域，更具体地说，涉及一种板材用速冻蜂窝涂层及其涂抹方法。
背景技术
[0002] 随着科技的进步，人们的生活品质越来越高，健康饮食、环保节能受到越来越多的人追崇，食材的
冰箱速冻已经和人们的生活紧密的联系在了一起。它以其经济、环保等多种优势取得了人们的信赖，在未来，冰箱速冻势必会得到更广泛的应用。现如今，冰箱速冻技术已经走进了人们的日常生活当中，然而，在国内冰箱速冻使用率较低，其主由于材质以及技术上的因素，实际的速冻效果不是很理想。
[0003] 材质因素和技术因素上的改变往往意味着成本的显著提高，且难度较大，因此对涂层进行改进是行之有效的方法之一，目前速冻板表面涂层起到改善板材导热性能和保护板材的目的，但是由于涂层的导热性较低，容易出现冷量囤积难以及时传导至目标的现象，进而造成了速冻效率的低下。
发明内容
[0004] 1.要解决的技术问题
[0005] 针对
现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种板材用速冻蜂窝涂层及其涂抹方法，它可以实现利用
纳米材料的多孔及
比表面积大的特性，负载具有高度发达的层状及立体结构的填料，充分分散溶解在
树脂基料体系中，一方面改善了填料在体系中平均分布的均一性，对提高涂层的导热性起到重要的作用，另一方面在微观
角度上填料的多孔隙结构增加冷量扩散的表面积，
加速冷量在涂层中的转移，在涂层成型后在其表面上通过微小的气流实现微冲击，进而实现涂层表面整体的微米级别的蜂窝化处理，加速冷量从涂层向目标的转移，进而提升速冻效率。
[0006] 2.技术方案
[0007] 为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
[0008] 一种板材用速冻蜂窝涂层，包括基料、填料、增益料、
有机溶剂和助剂，所述基料各组分重量份数如下：15-35份氟
碳树脂、10-20份
丙烯酸树脂、5-10份氯磺化聚乙烯树脂、3-5份
硅醇酸树脂和5-8份聚胺酯，所述填料各组分重量份数如下：20-30份纳米
石墨烯、12-18份碳
纤维和6-10份
立方氮化硼，所述增益料各组分重量份数如下：15-30份纳米
二氧化硅、15-30份纳米二氧化
钛和3-6份
表面活性剂。
[0009] 进一步的，所述
有机溶剂分为各组分均相同的两份，其中一份与基料的重量比为1:0.6-0.8，另一份与填料的重量比为1:0.8-2.0。
[0010] 进一步的，所述有机溶剂为二
甲苯、正丁醇、丙
酮、乙酸乙酯、
醋酸乙酯、无
水乙醇和去离子水其中两种及其以上的混合物。
[0011] 进一步的，所述助剂以重量份数计包括5-10份交联剂、3-5份分散剂、1-2份
表面处理剂和2-5份抗冻剂。
[0012] 进一步的，所述纳米
石墨烯为片状，且厚度为4-20nm，微片大小在5-10μm，层数不超过20层，所述
碳纤维的直径为5-20μm，长度为1-5mm，所述立方氮化硼的尺寸为1000-1500目。
[0013] 进一步的，所述纳米
二氧化硅和纳米二氧化钛的尺寸均为100nm-200nm，孔隙率为80％-95％，且孔径为20nm-50nm，所述纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的重量比为1:1。
[0014] 一种板材用速冻蜂窝涂层的涂抹方法，所述涂抹方法包括以下步骤：
[0015] 一、按照重量份数依次称取氟碳树脂、丙烯酸树脂、氯磺化聚乙烯树脂、硅醇酸树脂和聚胺酯溶于一份有机溶剂中，并加入适量交联剂，在机械搅拌的条件下加热升温，机械搅拌的转速为500-800rpm，升温至60℃-80℃，持续时间15-20min，得基料；
[0016] 二、按照重量份数依次称取纳米石墨烯、碳纤维和立方氮化硼溶于另一份有机溶剂中，常温下搅拌均匀，得填料；
[0017] 三、按照重量份数依次称取纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和表面活性剂进行表面活性处理后，高温烘干；得增益料；
[0018] 四、将步骤三中得到的增益料添加至填料中超声分散30-45min后，过滤，得过滤液；
[0019] 五、将步骤四中得到的过滤液与基料混合，依次加入分散剂和抗冻剂，在50℃-60℃的
真空条件下水浴加热，并采用磁
力搅拌器进行搅拌混合，静置1.5-2h后冷却，得涂料；
[0020] 六、将待涂板材放置在后处理模具上，接着将步骤五中的涂料静电
喷涂至板材上，涂料喷出量控制在100—180mL/min，喷涂完成后进行蜂窝处理，保持过程
温度为120℃-150℃，
固化30min后自然冷却，得速冻蜂窝涂层。
[0021] 进一步的，所述步骤六中应先对后处理模具进行预热至80℃，待喷涂完成后继续升温至120℃-150℃后维持不变，避免突然升温造成涂层膨胀过度造成表面的微开裂现象，影响美观的同时降低涂层本身的导热性，且严重影响涂层的使用寿命。
[0022] 进一步的，所述步骤六中在对涂料进行静电喷涂前先均匀混合适量表面处理剂，且表面处理剂与涂料的重量比为1:20-30，用来显著提高涂层在板材上的
附着力，不易在使用过程中发生脱落现象。
[0023] 进一步的，所述后处理模具包括定模和动模，所述定模上端开凿有成型槽，所述动模下端固定连接有与成型槽相匹配的气板，所述气板内端开凿有储气腔，所述气板下端开凿有若干均匀分布的微米气孔，且微米气孔的直径为20-50μm，所述气板上端固定连接有通气管，且通气管、储气腔和微米气孔依次连通，所述动模下端四角处均固定连接有磁吸柱，所述定模上端四角处均开凿有与磁吸柱相匹配的导向槽，所述导向槽底端壁安装有电磁
铁，所述成型槽内
侧壁上安装有若干个电加热片，方便通过微小的气流对涂层表面形成微冲击，进而在涂层整体上形成蜂窝状，在不破坏涂层整体性和导热性能的前提下提高热传导面积，完成冷量的大面积转移，从而实现速冻效率的提升。
[0024] 3.有益效果
[0025] 相比于现有技术，本发明的优点在于：
[0026] (1)本方案可以实现利用纳米材料的多孔及比表面积大的特性，负载具有高度发达的层状及立体结构的填料，充分分散溶解在树脂基料体系中，一方面改善了填料在体系中平均分布的均一性，对提高涂层的导热性起到重要的作用，另一方面在微观角度上填料的多孔隙结构增加冷量扩散的表面积，加速冷量在涂层中的转移，在涂层成型后在其表面上通过微小的气流实现微冲击，进而实现涂层表面整体的微米级别的蜂窝化处理，加速冷量从涂层向目标的转移，进而提升速冻效率。
[0027] (2)应先对后处理模具进行预热至80℃，待喷涂完成后继续升温至120℃-150℃后维持不变，避免突然升温造成涂层膨胀过度造成表面的微开裂现象，影响美观的同时降低涂层本身的导热性，且严重影响涂层的使用寿命。
[0028] (3)在对涂料进行静电喷涂前先均匀混合适量表面处理剂，且表面处理剂与涂料的重量比为1:20-30，用来显著提高涂层在板材上的附着力，不易在使用过程中发生脱落现象。
[0029] (4)后处理模具包括定模和动模，定模上端开凿有成型槽，动模下端固定连接有与成型槽相匹配的气板，气板内端开凿有储气腔，气板下端开凿有若干均匀分布的微米气孔，且微米气孔的直径为20-50μm，气板上端固定连接有通气管，且通气管、储气腔和微米气孔依次连通，动模下端四角处均固定连接有磁吸柱，定模上端四角处均开凿有与磁吸柱相匹配的导向槽，导向槽底端壁安装有电
磁铁，成型槽内侧壁上安装有若干个电加热片，方便通过微小的气流对涂层表面形成微冲击，进而在涂层整体上形成蜂窝状，在不破坏涂层整体性和导热性能的前提下提高热传导面积，完成冷量的大面积转移，从而实现速冻效率的提升。
附图说明
[0030] 图1为本发明速冻蜂窝涂层部分的结构示意图；
[0031] 图2为本发明后处理模具部分的结构示意图；
[0032] 图3为本发明后处理模具合模状态下的剖视图。
[0033] 图中标号说明：
[0034] 1定模、2成型槽、3动模、4气板、5微米气孔、6导向槽、7磁吸柱、8通气管、9电磁铁、10电加热片。
具体实施方式
[0035] 下面将结合本发明
实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0036] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或
位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0037] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0038] 实施例1：
[0039] 一种板材用速冻蜂窝涂层，包括基料、填料、增益料、有机溶剂和助剂，基料各组分重量份数如下：15份氟碳树脂、10份丙烯酸树脂、5份氯磺化聚乙烯树脂、3份硅醇酸树脂和5份聚胺酯，填料各组分重量份数如下：20份纳米石墨烯、12份碳纤维和6份立方氮化硼，增益料各组分重量份数如下：15份纳米二氧化硅、15份纳米二氧化钛和3份表面活性剂。
[0040] 氯磺化聚乙烯树脂具有较好的耐化学
腐蚀性、物理机械性能、耐老化性能、耐热及耐低温性。
[0041] 有机溶剂分为各组分均相同的两份，其中一份与基料的重量比为1:0.6，另一份与填料的重量比为1:0.8。
[0042] 有机溶剂为二甲苯、正丁醇、丙酮、乙酸乙酯、醋酸乙酯、无水乙醇和去离子水其中两种及其以上的混合物。
[0043] 助剂以重量份数计包括5份交联剂、3份分散剂、1份表面处理剂和2份抗冻剂。
[0044] 纳米石墨烯为片状，且厚度为4-20nm，微片大小在5-10μm，层数不超过20层，碳纤维的直径为5-20μm，长度为1-5mm，立方氮化硼的尺寸为1000-1500目，纳米石墨烯具有极其优异的热传导性能和机械强度，且易于
吸附其他分子或
原子，碳纤维具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性外形呈纤维状、柔软，可以作为
增强材料与树脂、炭等材料复合，立方氮化硼具有强度很高、导热系数很高、膨胀系数较低的优点，综合来说，填料具有高度发达的层状及立体结构，且具孔隙结构致使表面积大，增加了扩散表面积，加速了冷量的大面积转移，从而提升速冻效率。
[0045] 纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的尺寸均为100nm-200nm，孔隙率为80％-95％，且孔径为20nm-50nm，纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的重量比为1:1，纳米二氧化硅能提高其他材料抗老化、强度和耐化学性能，且可以充分分散在树脂材料中，可全面改善树脂基材料性能，同时可以利用其多孔性和比表面积大的特点负载填料充分在基料中分散混合，提高了填料在体系中的溶解性和分散性，改善了填料在体系中平均分布的均一性，对提高涂层的导热性起到重要的作用，纳米二氧化钛有良好的分散性、耐候性和抗老化性能，还具有很高的化学
稳定性、
热稳定性、超亲水性、非
迁移性，在涂料中添加纳米二氧化钛可以制造出杀菌、防污、除臭、自洁的抗菌
防污涂料。
[0046] 一种板材用速冻蜂窝涂层的涂抹方法，涂抹方法包括以下步骤：
[0047] 一、按照重量份数依次称取氟碳树脂、丙烯酸树脂、氯磺化聚乙烯树脂、硅醇酸树脂和聚胺酯溶于一份有机溶剂中，并加入适量交联剂，在机械搅拌的条件下加热升温，机械搅拌的转速为500rpm，升温至60℃，持续时间15min，得基料；
[0048] 二、按照重量份数依次称取纳米石墨烯、碳纤维和立方氮化硼溶于另一份有机溶剂中，常温下搅拌均匀，得填料；
[0049] 三、按照重量份数依次称取纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和表面活性剂进行表面活性处理后，高温烘干；得增益料；
[0050] 四、将步骤三中得到的增益料添加至填料中超声分散30min后，过滤，得过滤液；
[0051] 五、将步骤四中得到的过滤液与基料混合，依次加入分散剂和抗冻剂，在50℃的真空条件下水浴加热，并采用磁力搅拌器进行搅拌混合，静置1.5h后冷却，得涂料；
[0052] 六、将待涂板材放置在后处理模具上，接着将步骤五中的涂料静电喷涂至板材上，涂料喷出量控制在100mL/min，喷涂完成后进行蜂窝处理，保持过程温度为120℃，固化30min后自然冷却，得速冻蜂窝涂层。
[0053] 步骤六中应先对后处理模具进行预热至80℃，待喷涂完成后继续升温至120℃后维持不变，避免突然升温造成涂层膨胀过度造成表面的微开裂现象，影响美观的同时降低涂层本身的导热性，且严重影响涂层的使用寿命。
[0054] 步骤六中在对涂料进行静电喷涂前先均匀混合适量表面处理剂，且表面处理剂与涂料的重量比为1:20，用来显著提高涂层在板材上的附着力，不易在使用过程中发生脱落现象。
[0055] 请参阅图2-3，后处理模具包括定模1和动模3，定模1起到无缝承纳板材的作用，动模3起到合模防护和保温的作用，定模1上端开凿有成型槽2，动模3下端固定连接有与成型槽2相匹配的气板4，气板4起到进一步压缩热空气的作用，同时贴近涂层表面，为后续的蜂窝化处理做准备，气板4内端开凿有储气腔，气板4下端开凿有若干均匀分布的微米气孔5，且微米气孔5的直径为20-50μm，用于引导储气腔内的气体对涂层表面形成微冲击，气板4上端固定连接有通气管8，且通气管8、储气腔和微米气孔5依次连通，通气管8用来连接外部气源，动模3下端四角处均固定连接有磁吸柱7，定模1上端四角处均开凿有与磁吸柱7相匹配的导向槽6，导向槽6和磁吸柱7配合形成精密的定距配合，进而实现动模3与定模1之间的精确合模，导向槽6底端壁安装有电磁铁9，通过电磁铁9产生的巨大磁吸力来吸附固定住磁吸柱7，进而实现
锁模，安全性高同时锁模
拆模较为方便，成型槽2内侧壁上安装有若干个电加热片10，电加热片10起到预热和加热的作用，后处理模具方便通过微小的气流对涂层表面形成微冲击，进而在涂层整体上形成蜂窝状，在不破坏涂层整体性和导热性能的前提下提高热传导面积，完成冷量的大面积转移，从而实现速冻效率的提升。
[0056] 本发明可以实现利用纳米材料的多孔及比表面积大的特性，负载具有高度发达的层状及立体结构的填料，充分分散溶解在树脂基料体系中，一方面改善了填料在体系中平均分布的均一性，对提高涂层的导热性起到重要的作用，另一方面在微观角度上填料的多孔隙结构增加冷量扩散的表面积，加速冷量在涂层中的转移，在涂层成型后在其表面上通过微小的气流实现微冲击，进而实现涂层表面整体的微米级别的蜂窝化处理，加速冷量从涂层向目标的转移，进而提升速冻效率。
[0057] 实施例2：
[0058] 一种板材用速冻蜂窝涂层，包括基料、填料、增益料、有机溶剂和助剂，基料各组分重量份数如下：25份氟碳树脂、15份丙烯酸树脂7份氯磺化聚乙烯树脂、4份硅醇酸树脂和6份聚胺酯，填料各组分重量份数如下：25份纳米石墨烯、15份碳纤维和8份立方氮化硼，增益料各组分重量份数如下：20份纳米二氧化硅、20份纳米二氧化钛和4份表面活性剂。
[0059] 氯磺化聚乙烯树脂具有较好的耐化学腐蚀性、物理机械性能、耐老化性能、耐热及耐低温性。
[0060] 有机溶剂分为各组分均相同的两份，其中一份与基料的重量比为1:0.7，另一份与填料的重量比为1:1.5。
[0061] 有机溶剂为二甲苯和正丁醇的混合物。
[0062] 助剂以重量份数计包括8份交联剂、4份分散剂、1.5份表面处理剂和3份抗冻剂。
[0063] 一种板材用速冻蜂窝涂层的涂抹方法，涂抹方法包括以下步骤：
[0064] 一、按照重量份数依次称取氟碳树脂、丙烯酸树脂、氯磺化聚乙烯树脂、硅醇酸树脂和聚胺酯溶于一份有机溶剂中，并加入适量交联剂，在机械搅拌的条件下加热升温，机械搅拌的转速为600rpm，升温至70℃，持续时间15min，得基料；
[0065] 二、按照重量份数依次称取纳米石墨烯、碳纤维和立方氮化硼溶于另一份有机溶剂中，常温下搅拌均匀，得填料；
[0066] 三、按照重量份数依次称取纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和表面活性剂进行表面活性处理后，高温烘干；得增益料；
[0067] 四、将步骤三中得到的增益料添加至填料中超声分散40min后，过滤，得过滤液；
[0068] 五、将步骤四中得到的过滤液与基料混合，依次加入分散剂和抗冻剂，在55℃的真空条件下水浴加热，并采用磁力搅拌器进行搅拌混合，静置1.5h后冷却，得涂料；
[0069] 六、将待涂板材放置在后处理模具上，接着将步骤五中的涂料静电喷涂至板材上，涂料喷出量控制在150mL/min，喷涂完成后进行蜂窝处理，保持过程温度为130℃，固化30min后自然冷却，得速冻蜂窝涂层。
[0070] 步骤六中应先对后处理模具进行预热至80℃，待喷涂完成后继续升温至130℃后维持不变，避免突然升温造成涂层膨胀过度造成表面的微开裂现象，影响美观的同时降低涂层本身的导热性，且严重影响涂层的使用寿命。
[0071] 步骤六中在对涂料进行静电喷涂前先均匀混合适量表面处理剂，且表面处理剂与涂料的重量比为1:25，用来显著提高涂层在板材上的附着力，不易在使用过程中发生脱落现象。
[0072] 实施例3：
[0073] 一种板材用速冻蜂窝涂层，包括基料、填料、增益料、有机溶剂和助剂，基料各组分重量份数如下：35份氟碳树脂、20份丙烯酸树脂、10份氯磺化聚乙烯树脂、5份硅醇酸树脂和8份聚胺酯，填料各组分重量份数如下：30份纳米石墨烯、18份碳纤维和10份立方氮化硼，增益料各组分重量份数如下：30份纳米二氧化硅、30份纳米二氧化钛和6份表面活性剂。
[0074] 氯磺化聚乙烯树脂具有较好的耐化学腐蚀性、物理机械性能、耐老化性能、耐热及耐低温性。
[0075] 有机溶剂分为各组分均相同的两份，其中一份与基料的重量比为1:0.8，另一份与填料的重量比为1:2.0。
[0076] 有机溶剂为二甲苯和正丁醇的混合物。
[0077] 助剂以重量份数计包括10份交联剂、5份分散剂、2份表面处理剂和5份抗冻剂。
[0078] 一种板材用速冻蜂窝涂层的涂抹方法，涂抹方法包括以下步骤：
[0079] 一、按照重量份数依次称取氟碳树脂、丙烯酸树脂、氯磺化聚乙烯树脂、硅醇酸树脂和聚胺酯溶于一份有机溶剂中，并加入适量交联剂，在机械搅拌的条件下加热升温，机械搅拌的转速为800rpm，升温至80℃，持续时间20min，得基料；
[0080] 二、按照重量份数依次称取纳米石墨烯、碳纤维和立方氮化硼溶于另一份有机溶剂中，常温下搅拌均匀，得填料；
[0081] 三、按照重量份数依次称取纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和表面活性剂进行表面活性处理后，高温烘干；得增益料；
[0082] 四、将步骤三中得到的增益料添加至填料中超声分散45min后，过滤，得过滤液；
[0083] 五、将步骤四中得到的过滤液与基料混合，依次加入分散剂和抗冻剂，在60℃的真空条件下水浴加热，并采用磁力搅拌器进行搅拌混合，静置2h后冷却，得涂料；
[0084] 六、将待涂板材放置在后处理模具上，接着将步骤五中的涂料静电喷涂至板材上，涂料喷出量控制在180mL/min，喷涂完成后进行蜂窝处理，保持过程温度为150℃，固化30min后自然冷却，得速冻蜂窝涂层。
[0085] 步骤六中应先对后处理模具进行预热至80℃，待喷涂完成后继续升温至150℃后维持不变，避免突然升温造成涂层膨胀过度造成表面的微开裂现象，影响美观的同时降低涂层本身的导热性，且严重影响涂层的使用寿命。
[0086] 步骤六中在对涂料进行静电喷涂前先均匀混合适量表面处理剂，且表面处理剂与涂料的重量比为1:30，用来显著提高涂层在板材上的附着力，不易在使用过程中发生脱落现象。
[0087] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉
本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
