1.本发明属于通信基站散热技术领域，特别是涉及一种通信基站壳体散热装置及其制备方法。
背景技术：2.近年来，随着通信技术的高速发展，通信基站的数量激增。并且通信设备不断向小型化，集成化方向发展，功率越来越高，所需要的散热量越来越大，自然对流的散热方式很难满足通信设备的冷却需求，而其他冷却方式需要消耗能源，不利于节能减排。因此寻求一种零能耗的高效冷却方式实现通信设备的冷却成为亟待解决的问题之一。无源被动式辐射冷却技术以温度接近绝对零度的太空为冷源，以辐射传热的方式持续的将物体内部的热量传输到太空中，同时减少太阳辐射热量的吸收，可有效降低物体温度，达到制冷的效果。无源被动式辐射冷却技术不需要外部能量的输入，因此具有零能耗、环保、高效的优点，已成为了当前的研究热点之一。将无源被动辐射冷却散热技术应用到通信设备冷却的领域中不仅可以实现通信设备的高效散热还可以达到降低通信基站总功耗的目的。
3.被动辐射冷却技术的关键在于辐射冷却材料的光学特性，辐射冷却材料需要在太阳波段具有较高的反射率和较低的吸收率，在红外波段具有较高的发射率。同时，冷却材料要与通信基站壳体具有良好的贴合性，材料需具备良好的环境耐候性。辐射制冷涂料的使用具有高度的灵活性，可不受物体表面平整度的限制，在物体表面进行涂覆并形成涂层。但基于目前国内外对辐射制冷涂料的研究现状来看，现有的涂料光学性能不够理想，制冷效果不明显，涂料的环境耐候性及所形成的涂层的强度均不高，很难在户外长期使用。因此，基于辐射制冷涂料易于在物体表面涂刷的使用灵活性，发明一种具有高太阳反射率、高大气窗口发射率、工艺简单、低成本可规模化制备且具有良好耐候性的辐射制冷涂料具有广阔的应用前景和重大的意义。
技术实现要素：4.本发明目的在于解决现有通信基站散热涂层光学性能不够理想，制冷效果不明显，涂料的环境耐候性及所形成的涂层的强度均不高的问题。
5.为了实现本发明目的，本发明公开了一种通信基站壳体散热装置制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.步骤1、将基板和翅片组装于通信基站壳体外表面；所述基板为使用高导热材料(如铜、铝)制成的板体，用于将通信基站中散热设备的产热传导到基板外表面；翅片设置于基板外表面，为使用高导热材料制成的散热片；翅片呈直列型或波纹型或开窗式造型排布，用于扩大散热面积及加强流体扰动；
7.步骤2、制备涂料浆体，将六方氮化硼、中空硅微球按照比例充分混合得到涂层粉体，将混合后的涂层粉体与粘结剂混合均匀，得到涂料浆体；
8.步骤3、将步骤2制备的涂料浆体涂覆到清洁、干燥、粗糙的通信基站散热壳体外表
面的基板和翅片上，固化后得到散热涂层。
9.进一步地，涂料浆体中的中空硅微球采用模板去除法制备，包括以下步骤：
10.步骤2-1、以聚苯乙烯纳米颗粒为模板，将聚苯乙烯纳米颗粒至于烧杯中；
11.步骤2-2、向烧杯中加入体积比为1：5：4：2的四乙基正硅酸盐、无水乙醇、去离子水和氨水溶液，磁力搅拌10-15min，使溶液充分混合，静置10-15h，聚苯乙烯纳米球表面被二氧化硅附着；
12.步骤2-3、向烧杯中加入ch3ch2oocch3去除聚苯乙烯，进而得到中空硅微球。
13.进一步地，粘结剂基体为硅酸钾水溶液、丙烯酸树脂、聚甲基硅氧烷、聚偏氟乙烯粘结剂中的一种，用于粘连涂层粉体。
14.进一步地，六方氮化硼为片状结构，厚度分布在10-100nm之间，直径分布在600-900nm之间。
15.进一步地，中空硅微球的粒径分布在0.5-2.5μm之间，壳的厚度为100-300nm。
16.进一步地，涂层粉体中六方氮化硼和中空硅微球各自的比重不低于20％。
17.进一步地，步骤2中粘结剂与涂层粉体的体积比为35～60％。
18.进一步地，散热涂层厚度为150μm～300μm。
19.为了实现本发明的目的，本发明还公开了一种通信基站壳体散热装置，通信基站壳体包括基板、翅片，翅片设置于基板外表面，基板和翅片表面涂覆有散热涂层，散热涂层具有高导热、高太阳反射、高红外发射特性，用于实现被动辐射冷却功能。
20.与现有技术相比，本发明的显著进步在于：1)本发明与传统通信基站壳体相比，不仅可以实现对流散热，还可利用散热涂层优良的光热性能，减少太阳波段入射辐射吸收的同时，将通信设备产生的热量以辐射的方式传递到太空及周围冷环境中，实现通信设备的散热；2)本发明所制备的散热涂层具有良好的光学性能，太阳波段反射率可达97％，大气窗口波段的发射率可达95％，可有效提高辐射冷却效果；3)本发明中六方氮化硼可有效提高散热涂层的热导率，增强散热效果；4)本文中片状结构的六方氮化硼可有效提高太阳波段的后向散射能力，且六方氮化硼具有宽光学带隙，阻止紫外的吸收；5)本发明的中空硅微球同样可以增强太阳波段的后向散射能力，提高冷却反射率，且其在红外波段具有光学声子振动，可强化红外吸收能力；6)本发明的制备方法简单，成本低，对环境无污染，易于规模化生产，大面积使用。
21.为更清楚说明本发明的功能特性以及结构参数，下面结合附图及具体实施方式进一步说明。
附图说明
22.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
23.图1是通信基站壳体散热装置结构示意图；
24.图2是通信基站壳体散热装置散热涂层制备方法流程示意图；
25.图3是散热涂层全波段反射光谱图；
26.图4是本发明通信基站散热壳体与未涂覆散热涂层的散热壳体实际散热效果的对比图。
27.图中附图标记为：1、基板；2、翅片；3、散热涂层；4、粘结剂；5、涂料粉体。
具体实施方式
28.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。
29.一种通信基站壳体散热装置结构如图1所示，通信基站壳体包括基板1、翅片2，翅片2设置于基板1外表面，基板1和翅片2表面涂覆有散热涂层3。基板1为使用高导热材料制成的板体，用于将通信基站中散热设备的产热传导到基板外表面；翅片2呈直列型或波纹型或开窗式造型排布，用于扩大散热面积及加强流体扰动。散热涂层3由粘结剂4与涂层粉体5均匀混合形成的涂料浆体制成，具有高导热、高太阳反射、高红外发射特性，用于实现被动辐射冷却功能
30.整体的制备流程如图2所示，首先将基板和翅片组装于通信基站壳体外表面；接着制备涂料浆体，将六方氮化硼、中空硅微球按照比例充分混合得到涂层粉体，将混合后的涂层粉体与粘结剂混合均匀，得到涂料浆体；最后将步骤2制备的涂料浆体涂覆到基板和翅片上，固化后得到散热涂层。
31.实施例1
32.一种通信基站壳体散热装置制备方法，包括以下步骤：
33.步骤1、组装通信基站壳体
34.将具有高导热特性的铝制基板和波纹型翅片组装于通信基站壳体外表面；基板内表面与通信基站内的发热器件紧密相贴，基板外表面均匀布置波纹型翅片。
35.步骤2、制备涂料浆体
36.首先将粒径分布在200-2000nm的聚苯乙烯微球放入烧杯中，在烧杯中加入体积比为1：5：4：2的四乙基正硅酸盐、无水乙醇、去离子水和氨水溶液，磁力搅拌10-15min，使溶液充分混合，静置10-15h，聚苯乙烯纳米球表面被二氧化硅附着；向烧杯中加入ch3ch2oocch3去除聚苯乙烯，进而得到中空硅微球。将所得的中空硅微球与六方氮化硼以质量比为1:1进行混合，将体积比为1:1:1的混合物、聚偏氟乙烯、丙酮加入到烧杯中，经过磁力搅拌20min后得到涂料浆体。
37.步骤3、制备散热涂层
38.将步骤2制备的涂料浆体涂覆到清洁、干燥、粗糙的通信基站散热壳体外表面的基板和翅片上，固化后得到散热涂层。
39.实施例2
40.一种通信基站壳体散热装置制备方法，包括以下步骤：
41.步骤1、组装通信基站壳体
42.将具有高导热特性的铝制基板和开窗式翅片组装于通信基站壳体外表面；基板内表面与通信基站内的发热器件紧密相贴，基板外表面均匀布置开窗式翅片。
43.步骤2、制备涂料浆体
44.首先将粒径分布在200-2000nm的聚苯乙烯微球放入烧杯中，在烧杯中加入体积比
为1：5：4：2的四乙基正硅酸盐、无水乙醇、去离子水和氨水溶液，磁力搅拌10-15min，使溶液充分混合，静置10-15h，聚苯乙烯纳米球表面被二氧化硅附着；向烧杯中加入ch3ch2oocch3去除聚苯乙烯，进而得到中空硅微球。将所得的中空硅微球与六方氮化硼以质量比为1:2进行混合，将体积比为1.5:1:1的混合物、硅酸钾水玻璃、去离子水加入到烧杯中，经过磁力搅拌20min后得到涂料浆体。
45.步骤3、制备散热涂层
46.将步骤2制备的涂料浆体涂覆到清洁、干燥、粗糙的通信基站散热壳体外表面的基板和翅片上，固化后得到散热涂层。
47.图3是散热涂层全波段反射光谱图，从图中可以看出本发明的散热涂层在太阳波段的反射率可达97％，在红外波段的发射率可达95％，在现有的材料中占有绝对优势。图4是本发明通信基站散热壳体与未涂覆散热涂层的散热壳体实际散热效果的对比图，从图中可以看出，本发明的散热壳体表面具有更低的温度，因此散热效果更好，体现了本发明的技术优势。
48.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
49.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
技术特征：1.一种通信基站壳体散热装置制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将基板(1)和翅片(2)组装于通信基站壳体外表面；所述基板(1)为使用高导热材料制成的板体，用于将通信基站中散热设备的产热传导到基板外表面；翅片(2)设置于基板(1)外表面，为使用高导热材料制成的散热片；翅片(2)呈直列型或波纹型或开窗式造型排布，用于扩大散热面积及加强流体扰动；步骤2、制备涂料浆体，将六方氮化硼、中空硅微球按照比例充分混合得到涂层粉体(5)，将混合后的涂层粉体(5)与粘结剂(4)混合均匀，得到涂料浆体；步骤3、将步骤2制备的涂料浆体涂覆到清洁、干燥、粗糙的通信基站散热壳体外表面的基板(1)和翅片(2)上，固化后得到散热涂层(3)。2.根据权利要求1所述的一种通信基站壳体散热装置制备方法，其特征在于，涂料浆体中的中空硅微球采用模板去除法制备，包括以下步骤：步骤2-1、以聚苯乙烯纳米颗粒为模板，将聚苯乙烯纳米颗粒至于烧杯中；步骤2-2、向烧杯中加入体积比为1：5：4：2的四乙基正硅酸盐、无水乙醇、去离子水和氨水溶液，磁力搅拌10-15min，使溶液充分混合，静置10-15h，聚苯乙烯纳米球表面被二氧化硅附着；步骤2-3、向烧杯中加入ch3ch2oocch3去除聚苯乙烯，进而得到中空硅微球。3.根据权利要求1所述的一种通信基站壳体散热装置制备方法，其特征在于，所述粘结剂(4)基体为硅酸钾水溶液、丙烯酸树脂、聚甲基硅氧烷、聚偏氟乙烯粘结剂中的一种，用于粘连涂层粉体(5)。4.根据权利要求1所述的一种通信基站壳体散热装置制备方法，其特征在于，六方氮化硼为片状结构，厚度分布在10-100nm之间，直径分布在600-900nm之间。5.根据权利要求1所述的一种通信基站壳体散热装置制备方法，其特征在于，中空硅微球的粒径分布在0.5-2.5μm之间，壳的厚度为100-300nm。6.根据权利要求1所述的一种通信基站壳体散热装置制备方法，其特征在于，涂层粉体(5)中六方氮化硼和中空硅微球各自的比重不低于20％。7.根据权利要求1所述的一种通信基站壳体散热装置制备方法，其特征在于，步骤2中粘结剂(4)与涂层粉体(5)的体积比为35～60％。8.根据权利要求1所述的一种通信基站壳体散热装置制备方法，其特征在于，所述散热涂层(3)厚度为150μm～300μm。9.一种通信基站壳体散热装置，所述装置基于权利要求1-8任意一项所述的方法，其特征在于，通信基站壳体包括基板(1)、翅片(2)，翅片(2)设置于基板(1)外表面，基板(1)和翅片(2)表面涂覆有散热涂层(3)，散热涂层(3)具有高导热、高太阳反射、高红外发射特性，用于实现被动辐射冷却功能。
技术总结本发明公开了一种通信基站壳体散热装置及其制备方法，包括以下步骤：首先将基板和翅片组装于通信基站壳体外表面；接着制备涂料浆体，将六方氮化硼、中空硅微球按照比例充分混合得到涂层粉体，将混合后的涂层粉体与粘结剂混合均匀，得到涂料浆体；最后将步骤1制备的涂料浆体涂覆到基板和翅片上，固化后得到散热涂层。本发明与传统通信基站壳体相比，不仅可以实现对流散热，还可利用散热涂层优良的光热性能，将通信设备产生的热量以辐射的方式传递到太空及周围冷环境中，实现通信设备的散热。散热涂层在太阳波段的反射率可达97％，红外波段的发射率可达95％，热导率高于2W/mk。辐射散热的方式，无需消耗外部能源的输入，具有节能、环保、高效的优点。高效的优点。高效的优点。
技术研发人员：范德松 纪乐鑫
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：2022.06.24
技术公布日：2022/11/1
