[发明专利]一种具有红外辐射散热功能的复合膜及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于散热技术领域，涉及一种复合膜及其制备方法和用途，尤其涉及一种具有红外辐射散热功能的复合膜及其制备方法和用途。

背景技术

电子元器件和组件的散热一般是通过三种渠道：空气对流；热传导；热(红外)辐射。在特种条件下的散热，如宇航业中的电子器件的散热就只能靠热传导和热辐射。目前散热技术大都仍然采用传统的散热器结构，比方说在超大规模集成电路块上加上大面积散热器和风扇等等。但是，其散热性能还有待进一步提高。

CN1338482A公开了一种用于高分子聚合物的红外线阻隔剂，所述红外线阻隔剂由粒径为10-100nm的纳米级和/或粒径为100nm-15μm的亚微米级氧化物或碳化物等微粒子所混合组成制备成粉状和粒状两种形态的红外线阻隔剂。其可广泛作为：PVC糊树脂涂层材料、油漆、乳胶漆类涂料、聚烯烃薄膜类产品、合成纤维类产品作为阻隔红外线辐射的功能性添加剂。但是，所述红外线阻隔剂仅能阻隔红外线，将其应用到散热组件中，可见光还会使散热组件发热，影响散热效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有红外辐射散热功能的复合膜及其制备方法和用途，所述具有红外辐射散热功能的复合膜散热快并且散热性能好，可用作散热元件。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种复合膜，包括透明薄膜，所述透明薄膜中分散有粒径为10nm-10μm且粒径准均匀分布的透明粒子和/或稀土元素掺杂的透明粒子，所述透明粒子和/或稀土元素掺杂的透明粒子的体积为透明薄膜体积的2％-10％，如3％、3.5％、4％、5％、6％、6.5％、7％、8％或9％等，所述透明薄膜的一侧设置有金属层。

所述粒径为10nm-10μm且粒径准均匀分布的透明粒子和/或稀土元素掺杂的透明粒子是指所述透明粒子和/或稀土元素掺杂的透明粒子的粒径在10nm-10μm的范围内有近似均匀的分布，所述近似均匀的分布是指各个粒径的粒子的数目相差量在5％以内，如0.2％、0.5％、0.8％、1.0％、1.5％、2.0％、3.0％、4.0％或4.5％等，即以粒径为横坐标，以粒子数目为纵坐标的粒径-粒子数目图近似为水平直线。

所述红外波段以上的光线是指其波长在870nm以上的光波(线)。

本发明提供的复合膜中所述金属层能够反射可见光，反射率大于95％，并且由于其热传导系数大，其能够以红外辐射的形式有效地将与金属层面相贴的物体的热量传递出去；所述透明薄膜能够透过可见光，对可见光光谱范围的辐射具有很小的吸收，因此，其在日光照射下不产生或仅产生极为微小的热量；粒径为10nm-10μm且粒径准均匀分布的透明粒子和/或稀土元素掺杂的透明粒子能够透过可见光，并且能够将热量通过红外辐射散失掉，从而使得所述复合膜自身具有的热量极低，并且能够快速地将与金属层面相贴的物体的热量散失，保证散热效果，即所述复合膜具有红外辐射散热功能。

所述复合膜具有如下特征：能够反射日光的照射，不在膜内和膜后产生因日光辐照产生的热量；而在红外光谱范围，由于透明粒子的独特光学特性，能够强烈地辐射由金属层热传导而来的待散热物质的热量。

所述透明粒子和/或稀土元素掺杂的对红外波段以上的光线的辐射系数为0.74-0.90，如0.75、0.78、0.81、0.83、0.85或0.88等。

优选地，所述透明粒子选自透明的无机化合物粒子和/或透明的聚合物粒子。

优选地，所述透明的无机化合物粒子选自二氧化硅粒子和/或碳化硅粒子。

优选地，所述透明的聚合物粒子选自聚碳酸酯粒子、雅克力粒子或PET粒子中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合如聚碳酸酯粒子与雅克力粒子，聚碳酸酯粒子与PET粒子，聚碳酸酯粒子、雅克力粒子与PET粒子。

出于制备复合膜的成本考虑，优选所述透明粒子为二氧化硅粒子。

所述透明粒子为圆珠状或椭圆珠状。所述透明粒子的形状选自圆珠状或椭圆珠状的优点在于便于理论设计和估算，按尺寸大小的均匀分布函数制作相对容易实现。