[发明专利]一种柔性导热相变凝胶材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种柔性导热相变凝胶材料及其制备方法与应用，将有机相变材料在高于相变温度条件下熔化后，向有机相变材料溶液中分批加入交联弹性体材料，加热并同时搅拌，随着交联弹性体含量的逐渐增加，适当升高温度使其充分均匀熔于有机相变材料，获得凝胶溶液，再向其中加入改性后的纳米片导热填料，加热搅拌，待其分散均匀，最后加入改性的纳米颗粒导热填料，加热搅拌，使其分散均匀，制得柔性导热相变凝胶材料。本发明以有机相变材料为主体，以交联弹性体对主体封装，以导热填料为导热通道，通过加热混合，制备出的柔性导热相变凝胶材料具有柔性，不易泄露，相变焓值高，导热系数良好及稳定性好等优点。

技术领域

本发明涉及有机相变材料技术领域，具体涉及一种柔性导热相变凝胶材料及其制备方法与应用。

背景技术

有机相变材料是一种理想的热管理材料，具有储存和释放大量热量的能力，在相变过程中能够保持相对恒定的温度，具有良好的化学稳定性和循环稳定性，低腐蚀性，相变焓值高，这使得它成为电子器件热管理领域中适合蓄热控温的介质，在5G电子器件热管理中具有广泛的应用前景。但其导热系数低(一般为0.1-0.5Wm^-1K^-1)、易泄露一直是限制其发展的两大瓶颈。在实际应用中，由于电子器件发热部位凹凸不平，直接加入固体有机相变材料不仅容易泄露，而且无法与其表面紧密贴合，空气热阻大，导热系数低。因此，如何提高有机相变材料的导热系数，防止泄露并与电子器件发热部位紧密贴合是其应用的关键。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种柔性导热相变凝胶材料的制备方法。

本发明的目的之二是提供上述制备方法制得的柔性导热相变凝胶材料，具有柔性，不易泄露，相变焓值高，导热系数高及稳定性好。

本发明的目的之三是提供上述柔性导热相变凝胶材料的用途。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种柔性导热相变凝胶材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取85-97份有机相变材料，在高于相变温度10℃的条件下加热搅拌，使其熔化成透明液体；

(2)称取3-15份交联弹性体材料，并分批加入步骤(1)熔化的有机相变材料中，加热搅拌直至交联弹性体材料全部溶解为止，获得相变凝胶材料；

(3)称取4-20份改性纳米片导热填料，1-5份改性纳米颗粒导热填料，先将改性纳米片加入步骤(2)制得的相变凝胶材料中，加热搅拌均匀后再加入改性纳米颗粒，加热搅拌均匀；冷却定型即得柔性导热相变凝胶材料。

进一步地，所述改性纳米片的改性方法为：先称取纳米片导热填料，球磨，再将研磨好的纳米片加入有机溶剂中，超声分散，取上层溶液，过滤，洗涤，干燥，再向剥离后的纳米片导热填料中加入对苯二甲酸改性剂，利用磁热反应器对其进行加热搅拌，洗涤，干燥，获得改性纳米片导热填料；

所述改性纳米颗粒的改性方法为：先称取纳米颗粒导热填料，加入有机溶剂中，超声分散，取上层溶液，过滤，洗涤，干燥，再向剥离后的纳米颗粒导热填料中加入对苯二甲酸改性剂，利用磁热反应器对其进行加热搅拌，洗涤，干燥，获得改性纳米颗粒导热填料。

优选的，所述有机相变材料选自直链烷烃类、一元醇类、脂肪酸类中一种。

更优选的，所述有机相变材料选自正十四烷、正十六烷、正十八烷、正二十烷、十四醇、十六醇、十八醇、月桂酸、软脂酸、硬脂酸中的一种。

优选的，所述交联弹性体材料选自苯乙烯嵌段共聚物、聚烯烃弹性体、乙烯-辛烯嵌段共聚物、聚二甲基硅氧烷中一种或多种。

优选的，所述纳米片导热填料选自六方氮化硼纳米片和/或石墨烯纳米片。