[发明专利]一种基于相变微胶囊的相变薄膜及制备方法

说明书

本发明提供了一种基于相变微胶囊的相变薄膜及制备方法。具体地说，本发明提供了一种含有基于相变微胶囊的相变薄膜，包含水性乳液，相变微胶囊，消泡剂，增稠剂，分散剂和导热填料。本发明还提供了一种含有基于相变微胶囊的相变薄膜的制备方法，包括：导热复合预混料的制备；相变微胶囊薄膜制备液的制备；相变薄膜的制备。本发明制得的相变薄膜具有厚度小(可薄至70微米)且厚度可控、拉伸强度和和附着力大、焓值高(可高达154J/g)，因此可以满足当今电子产品热管理的要求。

技术领域

本发明应用涉及电池热管理技术领域，尤其涉及一种含有相变微胶囊的相变薄膜及其制备方法。

背景技术

随着电子电路集成化程度的提高，电子元器件越来越趋于微型化和大功率化，这使得各类电子元器件的热密度越来越高，若不能有效地散热控温，电子设备温度过高将降低设备的使用效率和寿命，甚至引起燃烧或爆炸等安全事故。电子产品的应用也越来越广泛，于是电子产品热管理方面的问题也日益明显；这便意味着人们对电子产品的控温提出了更高的要求。相变储能技术是利用相变材料在相变过程中可以吸收或释放大量能量同时保持温度稳定的特性，解决能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾的重要手段。对于电子元器件，相变材料通过吸收热量，使器件温度维持在一定温度内，可以有效缓解电子元器件的过热。而在其他领域的应用中，相变材料可以帮助实现热量管理，增强温度均匀性。相变控温是指利用相变材料的相变过程来储存或释放热量，从而实现物体温度的控制过程。相变材料按相变形式主要可以分为固-固相变和固-液相变，其中固-液相变材料具有储能密度大，对外界温度的调节能力好等优点，是目前应用最广泛的相变材料。

相变储能材料能够在恒定温度下吸收和释放大量潜热，可作为一种高效热能储存与温度控制介质广泛应用于电子器件热管理领域。然而，传统相变储能材料一般利用其固液相变行为进行储能与控温，固相材料因刚性大而不具备柔性，液相材料在相变过程中会发生泄漏，无法应用于柔性可穿戴器件热管理。

相变控温薄膜材料主要是一种利用其自身物理性质转变过程中吸收或释放大量潜热，能够延迟温升，防止设备过热。随着科技发展，手持式电子设备的性能越来越高，发热量越来越大，高温会导致设备组件的稳定性、可靠性产生致命影响。有研究表明，电子元件的工作温度每升高10-15℃，使用寿命会降低一半。

另外，如今电子产品的厚度越来越薄，而且为延长其续航时间，最大限度的增加了电池的体积，导致其内部空间更加狭小，这对电子产品的热管理提出了更高的要求。因此，随着电子产品的轻量化和薄化发展，越来越迫切需要更薄的相变控温薄膜来适应这样发展需求。而目前通过压延形成的相变控温薄膜难以满足这种薄化需求。

发明内容

本发明的目的是提供了一种厚度小、焓值高、强度大的相变薄膜。

本发明在第一方面提供了一种含有基于相变微胶囊的相变薄膜，所述相变薄膜包含水性乳液，相变微胶囊，消泡剂，增稠剂，分散剂和导热填料。

本发明在第二方面提供了一种含有基于相变微胶囊的相变薄膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)导热复合预混料的制备：将导热填料与相变微胶囊混合均匀，制得导热复合预混料；

(2)相变微胶囊薄膜制备液的制备：将增稠剂、消泡剂和(1)中制得导热复合预混料混合均匀，再加入水性乳液并混合均匀，制得相变微胶囊薄膜制备液；

(3)相变薄膜的制备：利用步骤(2)制得的相变微胶囊薄膜制备液涂布成膜，制得相变薄膜。

本发明在第三方面提供了根据本发明第二方面所述的方法制得的相变薄膜。

本发明在第四方面提供一种基于相变微胶囊的相变复合薄膜，所述相变复合薄膜包括吸热层和基材层，所述吸热层由所述本发明第一方面所述的基于相变微胶囊薄膜构成。

相对于现有技术，本发明至少具有如下技术效果：