[发明专利]一种相变薄膜控温材料

说明书

本发明公开了一种相变薄膜控温材料，为三层结构，中间层为相变微胶囊薄膜，上下两层为高导热石墨膜。本发明提供的相变薄膜控温材料能够通过其高导热性能，强化相变薄膜的传热能力，搭配相变微胶囊，获得优异的热管理性能。该相变薄膜具备有良好的热导率和热稳定性，形态稳定，同时有较好的柔性。能够在微小型电子设备中使用，达到理想的热管理效果，有效提高电子元器件的使用寿命。

技术领域

本发明涉及相变材料技术领域，更具体地，涉及一种相变薄膜控温材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着5G信息技术的快速发展，电子器件趋于微型化和高功率化，电子产品体积不断缩小的同时电子器件的工作频率急剧提高，在工作中将产生大量的热量。局部热量集中问题和瞬时热量激增问题成为了电子技术发展需解决的一大难题。同时，由于内部空间的严格限制，传统的冷却方法如冷却管或风扇等都难以使用。为了解决上述问题，相变材料逐渐应用于电子设备的散热当中。

目前相变材料热管理主要运用在具有散热器或者PCM模块的电池组这样的大型设备当中。在基于PCM(Phase Change Material，相变材料)的冷却中，相变材料通过潜热的储存吸收热量并从电子器件中除去热量。在相变过程中，由于巨大的潜热容量，使可控器件的温度上升减小并保持一段时间。然而，直接使用PCM材料却存在着泄漏、传热效率低等问题。而相变材料微胶囊可以有效地解决上述缺点。通过无机壁材将相变材料进行封装形成微胶囊，能够有效提高相变材料的热导率和热稳定性。

考虑到电子设备的微型化和集成化，可以应用相变微胶囊材料制备相变材料薄膜。由于电子设备内部空间有限，因此对相变薄膜控温材料厚度要求也比较严格。所以制备的相变薄膜控温材料厚度能够弥补石墨膜和VC板的厚度无法覆盖的空白区间。相变材料薄膜能够在有限空间内，通过相变材料的高潜热，抗击一定的热流冲击。

因此需要相变薄膜控温材料，以满足高功率密度下、狭小空间内电子元器件被动散热的需求。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的高功率密度和紧凑空间环境下无法有效缓解电子元器件温度上升的缺陷，提供了一种相变材料薄膜，提供的相变薄膜控温材料可以满足微小型高功率的电子元器件被动散热的需求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种相变薄膜控温材料，是三层结构，中间层为相变微胶囊薄膜，上下两层为高导热石墨膜。

作为优选的，在上述的相变薄膜控温材料中，所述粘附的石墨膜为高导热材料。

作为优选的，在上述的相变薄膜控温材料中，所述相变微胶囊薄膜为无机壳材和包裹于无机壳材内的相变材料。

作为优选的，在上述的相变薄膜控温材料中，所述无机壳材为膨胀石墨。

作为优选的，在上述的相变薄膜控温材料中，所述相变材料为烷烃类化合物或固态高级烷烃混合物。

作为优选的，在上述的相变薄膜控温材料中，所述相变微胶囊薄膜的材料为固-液相变材料。

上述相变薄膜控温材料的制备方法，包括如下步骤：以高导热石墨膜为衬底，相变微胶囊薄膜铺放在其之上，上面再覆盖一层高导热石墨膜，压力作用下，压制成均匀的相变薄膜控温材料。

本发明的相变薄膜控温材料中的高导热石墨膜能够增加平面方向的热传导，从而强化相变薄膜的导热能力，同时相变微胶囊的作用能够有效延缓电子元器件的温度上升，缓解热流的激增。相变材料薄膜能够极大程度利用相变微胶囊的相变储热能力，推进了相变微胶囊的实际应用。并且相变材料薄膜具有较高的柔性，大小可以根据电子元器件进行裁剪适配。在高功率密度下运行中，电子元器件将热量传递给相变微胶囊，相变微胶囊吸收热量后由固相转变为液相，使受控器件的温度上升减小并保持一段时间。在低功率密度或停止运行时，相变微胶囊凝固并释放热量，所释放的热量通过对流散热。