[發明專利]一種熱功能復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710104372.2
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN106810719B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 鄭鯤;韋寶杰;馬永梅;曹新宇;張京楠;尚欣欣
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C08K9/04
• 分類號: C08K9/04;C08K3/38;C08L71/02;C09K5/06
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;牛艷玲

1.一種熱導率突變倍數高于5的熱功能復合材料，其特征在于，所述復合材料包括相變材料和可取向的導熱填料，其中，相對于100重量份的相變材料，可取向的導熱填料為0.01-60重量份；

其中，所述可取向的導熱填料選自下述的磁場作用下可取向的導熱填料的一種或多種：本征具有磁響應的導熱填料、磁化的棒狀金屬導熱填料、磁化的陶瓷導熱填料、磁化的片狀導熱填料；

所述本征具有磁響應的導熱填料選自本征具有磁響應的四氧化三鐵顆粒、鈷的氧化物顆粒、鎳的氧化物顆粒；

所述磁化的棒狀金屬導熱填料選自磁化的銅納米線、磁化的金納米線、磁化的銀納米線；

所述磁化的陶瓷導熱填料選自磁化的氧化鋁晶須、磁化的碳化硅晶須；

所述磁化的片狀導熱填料選自磁化的微米和/或納米氮化硼、磁化的石墨烯、磁化的石墨；

所述磁場作用下可取向是指所述填料具有磁響應性，即在磁場作用下可取向，所述取向是指其熱導率沿取向方向高于其他方向；

將熱功能復合材料加熱到相變溫度以上，在該溫度下，將復合材料置于磁場中，在磁場作用下，可取向的導熱填料實現垂直于熱流方向取向，測定沿垂直取向方向的熱導率；然后，改變磁場方向，使導熱填料實現沿平行于熱流方向取向，之后降溫至相變溫度以下，測沿取向方向的熱導率；兩個熱導率的高值/低值的比值為所述復合材料的熱導率突變倍數。

2.根據權利要求1所述的熱功能復合材料，其特征在于，相對于100重量份的相變材料，可取向的導熱填料為0.1-50重量份。

3.根據權利要求2所述的熱功能復合材料，其特征在于，相對于100重量份的相變材料，可取向的導熱填料為0.5-30重量份。

4.根據權利要求1-3任一項所述的熱功能復合材料，其特征在于，對于磁化的棒狀金屬導熱填料，其長徑比為2-1000；對于磁化的片狀導熱填料，其直徑為1-50微米，厚度為0.2-100納米。

5.根據權利要求1-3任一項所述的熱功能復合材料，其特征在于，所述相變材料選自下述相變材料的一種或多種：烷烴類化合物或其混合物、有機酸類化合物、醇類化合物、二胺類化合物、酯類化合物。

6.根據權利要求5所述的熱功能復合材料，其特征在于，所述烷烴類化合物或其混合物選自高級脂肪烴或其混合物；

所述醇類化合物選自聚乙二醇；

所述二胺類化合物選自丁二胺；

所述酯類化合物選自硬脂酸丁酯。

7.根據權利要求6所述的熱功能復合材料，其特征在于，所述高級脂肪烴混合物選自石蠟。

8.根據權利要求7所述的熱功能復合材料，其特征在于，所述高級脂肪烴混合物選自熔點為20-60℃的石蠟。

9.根據權利要求6所述的熱功能復合材料，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量為500-20000。

10.根據權利要求9所述的熱功能復合材料，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量為2000-10000。

11.根據權利要求10所述的熱功能復合材料，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量為3000-6000。

12.權利要求1-11任一項所述的熱功能復合材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：將100重量份的固體相變材料加熱至液體狀態，控制溫度在所述相變材料的相變溫度以上，攪拌下加入0.01-60重量份的可取向的導熱填料，連續攪拌至混合均勻后，獲得所述復合材料。