[发明专利]一种在40℃～100℃下具有热冲击吸收性能的聚合物发泡材料、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种在40℃～100℃下具有热冲击吸收性能的聚合物发泡材料、制备方法及应用，属于发泡材料领域，材料由热冲击吸收层和基体层层叠而成，其平面导热系数大于2W/m·K，垂直导热系数低于0.05W/m·K，在39℃～55℃温度区间的潜热范围在160J/g～240J/g之间，其密度低于0.1g/cm³，其压缩永久变形低于10％。采用多层共挤方法和流延涂布方法制备具有热冲击吸收性能的聚合物发泡材料。本发明聚合物发泡材料具有较好的热冲击吸收性能，并具有良好的工艺性。

技术领域

本发明属于发泡材料领域，更具体地，涉及一种在40℃～100℃下具有热冲击吸收性能的聚合物发泡材料、制备方法及应用。

背景技术

近年来，电子产品市场迅猛发展，特别手机、平板电脑、轻便式笔记本电脑等便携式移动设备，以及锂电池、氢燃料电池为驱动能源的电动车市场。以上新产品依托电池能源驱动，大量采用集成电路模组和高性能芯片组，来实现各种指令与功能。在带给人们方便的同时，新产品中电池和电路系统不可避免的产生热量损耗。电池和电路系统在大功率使用过程中，会在短时间内产生大量的热损耗，这些热量如果不能在短时间内被吸收，会在电池模组或芯片模组周围产生热量累积，使其温度快速上升。电池组过热和芯片过热会使引起其性能下降，甚至损毁、爆炸，从而酿成重大事故。

尽管目前已经有快速均匀散热产品，如石墨片、金属箔、导热硅胶等，但由于电池模组和芯片模组在装配过程中，存在装配间隙和结构间隙，单独使用以上产品进行热管理，需要配合胶黏剂或其它用于封装的材料，如软质发泡材料，进行固定和封装，这会给产品设计和生产带来不便。另一方面，石墨片、金属箔等材料，其比热容较低，在作为电子产品的辅助材料应用中，主要是作为增强传热速度使用，而发热元件产生热量虽然能够被快速传递，但是热量仍然会在散热片周围累积。并不能从根本上消除多余的热量。

因此，需要开发一种能够真正具有热冲击吸收性能的材料，要求其使用方便，能够根本上消除部分或者全部的热量，这必将给新一代电子产品设计与加工带来很大便利。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种在40℃～100℃下具有热冲击吸收性能的聚合物发泡材料、制备方法及应用，其目的在于，通过成分、结构以及工艺上的设计，提供一种在40℃～100℃下具有热冲击吸收性能的聚合物发泡材料，其具有较好的热冲击吸收性能，并具有良好的工艺性，由此解决现有技术中快速均匀散热产品使用不便、价格昂贵、工艺性差以及不能根本吸收电子产品散热的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种在40℃～100℃下具有热冲击吸收性能的聚合物发泡材料，其由热冲击吸收层和基体层层叠而成，其平面导热系数大于2W/m·K，垂直导热系数低于0.05W/m·K，在39℃～55℃温度区间的潜热范围在160J/g～240J/g之间，其密度低于 0.1g/cm³，其压缩永久变形低于10％。

进一步的，热冲击吸收层由热塑性树脂基体混合吸热相变材料和导热体组成，其中，热塑性树脂基体包括聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、乙烯/辛烯共聚物、乙烯醋酸乙烯酯中的一种或多种，

吸热相变材料为在40℃～100℃下具有吸热性能且吸热后发生固-固相变的材料，包括单分子含碳原子数≥21的石蜡、单分子含碳原子数≥16的长链脂肪酸、十水硫酸钠、六水氯化钙中的一种或多种，

导热体包括石墨、碳纳米管、石墨烯、铜粉、铝粉、银粉其中的一种或多种，导热体的粒径为0.01μm～10μm，优选为0.1μm～5μm，添加量为热冲击吸收层质量的3％～20％，优选的添加量为聚合物发泡材料热冲击吸收层质量的5％～10％。

进一步的，基体层由热塑性发泡材料混合助剂经发泡形成，其中，热塑性发泡材料包括聚乙烯、聚丙烯、乙丙橡胶、乙烯/辛烯共聚物、乙烯醋酸乙烯酯中的一种或多种组合，助剂包括偶氮二甲酰胺、氧化锌、硬脂酸锌、白油、碳酸钙、滑石粉其中的一种或多种。