[發明專利]一種柔性導熱相變凝膠材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110936472.8
• 申請日: 2021-08-16
• 公開（公告）號: CN113652204B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 林鵬程;鄒麗清;盛鑫鑫;陳穎
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C08K5/01
• 分類號: C08K5/01;C09K5/06;H05K7/20
• 代理公司: 徐州千秋知識產權代理事務所(普通合伙) 32556
• 代理人: 周敏

本發明公開了一種柔性導熱相變凝膠材料及其制備方法與應用，將有機相變材料在高于相變溫度條件下熔化后，向有機相變材料溶液中分批加入交聯彈性體材料，加熱并同時攪拌，隨著交聯彈性體含量的逐漸增加，適當升高溫度使其充分均勻熔于有機相變材料，獲得凝膠溶液，再向其中加入改性后的納米片導熱填料，加熱攪拌，待其分散均勻，最后加入改性的納米顆粒導熱填料，加熱攪拌，使其分散均勻，制得柔性導熱相變凝膠材料。本發明以有機相變材料為主體，以交聯彈性體對主體封裝，以導熱填料為導熱通道，通過加熱混合，制備出的柔性導熱相變凝膠材料具有柔性，不易泄露，相變焓值高，導熱系數良好及穩定性好等優點。

技術領域

本發明涉及有機相變材料技術領域，具體涉及一種柔性導熱相變凝膠材料及其制備方法與應用。

背景技術

有機相變材料是一種理想的熱管理材料，具有儲存和釋放大量熱量的能力，在相變過程中能夠保持相對恒定的溫度，具有良好的化學穩定性和循環穩定性，低腐蝕性，相變焓值高，這使得它成為電子器件熱管理領域中適合蓄熱控溫的介質，在5G電子器件熱管理中具有廣泛的應用前景。但其導熱系數低(一般為0.1-0.5Wm^-1K^-1)、易泄露一直是限制其發展的兩大瓶頸。在實際應用中，由于電子器件發熱部位凹凸不平，直接加入固體有機相變材料不僅容易泄露，而且無法與其表面緊密貼合，空氣熱阻大，導熱系數低。因此，如何提高有機相變材料的導熱系數，防止泄露并與電子器件發熱部位緊密貼合是其應用的關鍵。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種柔性導熱相變凝膠材料的制備方法。

本發明的目的之二是提供上述制備方法制得的柔性導熱相變凝膠材料，具有柔性，不易泄露，相變焓值高，導熱系數高及穩定性好。

本發明的目的之三是提供上述柔性導熱相變凝膠材料的用途。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

第一方面，本發明提供一種柔性導熱相變凝膠材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)稱取85-97份有機相變材料，在高于相變溫度10℃的條件下加熱攪拌，使其熔化成透明液體；

(2)稱取3-15份交聯彈性體材料，并分批加入步驟(1)熔化的有機相變材料中，加熱攪拌直至交聯彈性體材料全部溶解為止，獲得相變凝膠材料；

(3)稱取4-20份改性納米片導熱填料，1-5份改性納米顆粒導熱填料，先將改性納米片加入步驟(2)制得的相變凝膠材料中，加熱攪拌均勻后再加入改性納米顆粒，加熱攪拌均勻；冷卻定型即得柔性導熱相變凝膠材料。

進一步地，所述改性納米片的改性方法為：先稱取納米片導熱填料，球磨，再將研磨好的納米片加入有機溶劑中，超聲分散，取上層溶液，過濾，洗滌，干燥，再向剝離后的納米片導熱填料中加入對苯二甲酸改性劑，利用磁熱反應器對其進行加熱攪拌，洗滌，干燥，獲得改性納米片導熱填料；

所述改性納米顆粒的改性方法為：先稱取納米顆粒導熱填料，加入有機溶劑中，超聲分散，取上層溶液，過濾，洗滌，干燥，再向剝離后的納米顆粒導熱填料中加入對苯二甲酸改性劑，利用磁熱反應器對其進行加熱攪拌，洗滌，干燥，獲得改性納米顆粒導熱填料。

優選的，所述有機相變材料選自直鏈烷烴類、一元醇類、脂肪酸類中一種。

更優選的，所述有機相變材料選自正十四烷、正十六烷、正十八烷、正二十烷、十四醇、十六醇、十八醇、月桂酸、軟脂酸、硬脂酸中的一種。

優選的，所述交聯彈性體材料選自苯乙烯嵌段共聚物、聚烯烴彈性體、乙烯-辛烯嵌段共聚物、聚二甲基硅氧烷中一種或多種。

優選的，所述納米片導熱填料選自六方氮化硼納米片和/或石墨烯納米片。