[发明专利]一种低温复合相变储能材料及制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种低温复合相变储能材料及制备方法和用途。具体公开了，其包含储能材料、成核剂、改性剂、导热材料，其中，储能材料选自本发明的改性的相变储能微胶囊。所述相变储能微胶囊，囊材为羧基化聚苯乙烯‑二乙烯基苯，芯材为二胺类化合物。本发明所述相变储能微胶囊，以高焓值有机相变材料作为芯材，焓值高，过冷度小，与传统无机相变材料相比有明显的优势。

技术领域

本发明属于相变材料领域，具体涉及一种低温复合相变储能材料及制备方法和用途。

背景技术

热界面(接触面)材料(Thermal Interface Materials，TIM)在热管理中起到了十分关键的作用，是该学科中的一个重要研究分支。相变储能材料(PCM-Phase ChangeMaterial)是一种应用得十分广泛得一类热界面材料，是指温度不变的情况下而改变物质状态并能提供潜热的物质。转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。相变材料可分为无机相变材料和有机相变材料。有机相变材料具有高相变潜热、过冷度小、无相分离等优点，得到广泛的应用，但有机相变材料存在热导率小和易泄漏等问题。无机相变材料具有过冷度大、易出现相分离等缺点。单一的相变材料或简单的复合相变材料难以满足实际应用的需求。

高温将会对电子元器件的稳定性、可靠性和寿命产生有害的影响，譬如过高的温度会危及半导体的结点，损伤电路的连接界面，增加导体的阻值和造成机械应力损伤。因此确保发热电子元器件所产生的热量能够及时的排出，己经成为微电子产品系统组装的一个重要方面。在微电子领域，散热甚至成为了整个产品的技术瓶颈问题。在微电子领域，逐步发展出一门新兴学科一热管理(Thermal Management)，专门研究各种电子设备的安全散热方式、散热设备及所使用的材料。热界面(接触面)材料(Thermal Interface Materials，TIM)在热管理中起到了十分关键的作用，是该学科中的一个重要研究分支。热能可以以显热和潜热的方式进行存储。相比于显热存储，潜热存储所需要的材料相对体积更小。因此潜热储能受到了更多的关注，潜热储热又称相变储热。相变储能材料(PCM-Phase ChangeMaterial)是一种应用得十分广泛得一类热界面材料，是指温度不变的情况下而改变物质状态并能提供潜热的物质。转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。被广泛应用于热能存储和温度控制领域。按物质属性的不同，相变材料可分为无机相变材料和有机相变材料。无机相变材料具有过冷度大、易出现相分离等缺点，有机相变材料具有高相变潜热、过冷度小、无相分离等优点，得到广泛的应用，但有机相变材料存在热导率小和易泄漏等问题。如今已经提出了不同的解决方案来克服这些问题。针对相变材料泄露问题，目前解决办法多为制备相变材料微胶囊。微胶囊将相变材料封装，防止相变材料的泄露。张东等利用氧化石墨烯作为囊壁，将石蜡相变材料稳定的包覆在微胶囊复合材料中。将相变材料以微胶囊的形式与热导率高的多孔材料复合，对相变材料进一步封装同时也可达到提高相变材料热导率的目的。但是该种做法目前仍然存在不少技术问题，无机壳材容易破损，微胶囊与多孔材料简单复合难以保证其稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低温复合相变储能材料，使用高潜热的相变储能材料、利用微胶囊的基团与热导率高的材料化学键合、稳定性高、储热密度大，导热系数高同时相变潜热大，使用温度在40-80℃之间，长期使用不产生相分离的现象，使用寿命延长等优点。

本发明的目的之一在于提供一种相变储能微胶囊，囊材为羧基化聚苯乙烯-二乙烯基苯，芯材为二胺类化合物。

本发明中，上述方法所述的二胺类化合物具有如式(Ⅰ)所示结构

NH₂-(CH₂)_n-NH₂

式(Ⅰ)

其中，n的数值为6-18，优选为6，8，10，12。