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1、辐射散热降温涂料ZS-411文/贺靖随着技术的进步，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
2、涂料，耐温度在-50600C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 m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
3、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10C 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，5C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(1-13.5 m)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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、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
9、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5-60C，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
10、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300 K时红外半球反射率90%湿热试验 2000h适时温度 -50600C老化测试 2000h体积电阻率N1*1012Q - m耐水性（h）72h小时不起泡不生锈耐油性（轻油、0#轻柴油）N72H耐酸碱72h小时不起泡不生锈辐射散热降温幅度表（常温敞开环境下测试）：基体温度 40 C 60 C 80 C 100 C 200 C 300 C 400 C降低温度 6C 15 C 23 C 30 C 50C 70 C 85 C
