[发明专利]一种水分散介质的导热多级相变材料、制备方法及应用有效

专利信息
申请号: 202111631375.4 申请日: 2021-12-28
公开(公告)号: CN114196217B 公开(公告)日: 2022-11-15
发明(设计)人: 韩咚林;王帅鹏;曾显清;梁坤;刘锴;黄玉川;史健阳;付思友 申请(专利权)人: 四川三联新材料有限公司;四川中烟工业有限责任公司
主分类号: C08L91/06 分类号: C08L91/06;C08L7/00;C08K5/053;C08K3/38;C09K5/06;A24D3/06;A24D3/08;A24D3/14
代理公司: 四川省成都市天策商标专利事务所(有限合伙) 51213 代理人: 胡慧东
地址: 610000 四川省*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 水分 介质 导热 多级 相变 材料 制备 方法 应用
【说明书】:

发明公开了一种水分散介质的导热多级相变材料、制备方法及应用,所述导热多级相变材料由以下组分组成:不溶于水的有机相变材料20~80重量份,聚合物水分散液20~80重量份,水溶性有机相变材料10~50重量份,表面活性剂1~5重量份,导热填料1~20重量份;所述导热多级相变材料具有多级相变的特性,其在0~200℃的温度范围内有至少两个相转变温度。利用该方法制备的导热相变材料的相转变温度表现出多级性,且其具有良好的导热性,可实现大规模生产应用。

技术领域

本发明属于高分子复合材料技术领域,具体涉及一种水分散介质的导热多级相变材料、制备方法及应用。

背景技术

电子器件的集成化、微型化和多功能化使得其在使用过程中不可避免的会产生大量的热量;难以耗散的热量聚集会造成电子电器器件或装置的失效,甚至是爆炸。对电子装置或者整体器件进行有效的热管理是在航空航天、军工国防、电子芯片和家用电器等多个领域的必然要求。例如,在民用加热卷烟中,烟丝燃烧会产生高温烟气,直接与烟气接触会造成烫伤,温度过低不利于烟气的扩散,引入高性能的控温材料是解决这一问题的关键。导热相变材料作为一种高性能热管理材料受到广泛的关注和研究,其具有较高的潜热存储密度,能够在发生相变的过程中极大程度地控制系统温度。目前研究最为广泛的是以石蜡、高级脂肪醇、高级脂肪酸和聚乙二醇等有机材料为代表的有机相变材料,这类材料具有储能密度大、储能能力强、价格低廉、过冷度小、材料来源广泛、化学稳定性好以及容易加工成型等优点。然而在其实际的应用过程中,依然存在着许多亟待解决的问题,例如相变过程中熔体易泄露和应用时热导率低。通常针对上述问题的解决办法是利用预先构建的三维导热骨架对相变材料进行封装,常用的多孔骨架材料包括但不限于:金属泡沫、碳泡沫,石墨烯气凝胶、陶瓷多孔支架等。然而制备这些三维导热骨架通常需要用到CVD、水热法合成和冷冻干燥,制备过程复杂且难以大量制备;而且通过这类方法构建的导热复合相变材料,通常难以进行二次加工和复杂成型,相转变行为单一。因此,开发一种能够大规模制备且快速成型并与卷烟结构具有良好兼容性的高储能密度和优异热稳定性的导热多级相变材料具有重要研究意义和经济价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水分散介质的导热多级相变材料、制备方法及应用,利用该方法制备的导热相变材料的相转变温度表现出多级性,且其具有良好的导热性,可实现大规模生产应用。

为了达到上述技术效果,本发明采用如下技术方案:

一种水分散介质的导热多级相变材料,所述导热多级相变材料由以下组分组成:不溶于水的有机相变材料20~80重量份,聚合物水分散液20~80重量份,水溶性有机相变材料10~50重量份,表面活性剂1~5重量份,导热填料1~20重量份;所述导热多级相变材料具有多级相变的特性,其在0~200℃的温度范围内有至少两个相转变温度。

进一步的技术方案为,所述不溶于水的有机相变材料为微球结构。

进一步的技术方案为,所述不溶于水的有机相变材料选自石蜡、高级脂肪酸、高级脂肪醇中的至少一种。

进一步的技术方案为,所述聚合物水分散液中的聚合物选自聚氨酯、天然橡胶、纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸中的任意一种。

进一步的技术方案为,所述水溶性有机相变材料选自赤藓糖醇或聚乙二醇中的至少一种。

进一步的技术方案为,所述表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、甘胆酸钠、月桂酸中的一种或多种。

水性表面活性剂的引入有利于促进相变微球在混合溶液中的分散。

进一步的技术方案为,所述导热填料选自陶瓷填料或碳系填料中的任意一种。

优选地,所述不溶于水的相变微球为石蜡基相变微球,溶于水的相变材料为赤藓糖醇,作为支撑物的水溶性聚合物为天然橡胶,表面活性剂优先选择十二烷基苯磺酸钠,所述复合相变材料中导热填料优先选择六方氮化硼。

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