[发明专利]一种液冷用全氟化合物组合物及其在浸没式冷却中的应用

说明书

本发明属于液冷技术，具体涉及一种液冷用全氟化合物组合物及其在浸没式冷却中的应用。本发明将PFBE与氟代烷烃制冷剂混合，得到液冷用全氟化合物组合物，将服务器的电子器件浸入其中完成冷却。液冷技术可提高散热密度、节能减排、降低数据中心的碳足迹，开展数据中心液冷技术的应用研究具有积极的科学意义与工业意义。现有技术都聚焦于冷却液的冷却能力以及安全性能，期望达到降低碳排放、节能的效果，但是没有研究者提出冷却剂对电子器件的劣化影响。本发明不仅提供了冷却性能好的氟组合物，更主要的是意外的发现该组合物对电子器件没有性能影响。

技术领域

本发明属于液冷技术，具体涉及一种液冷用全氟化合物组合物及其在浸没式冷却中的应用。

背景技术

随着5G网络、人工智能以及工业互联网的飞速发展，传统制冷系统无法满足需求，液冷技术正在取而代之。液冷散热是通过液体热循环带走散热器的热量，与风冷相比，具有安静、降温稳定、对环境依赖小等等优点。液冷技术由于液体的热容量大，升温慢，有利于计算机在出现突发事件时确保不会瞬间烧毁CPU，主要分类有喷雾式、喷淋式、浸没式三种：喷雾式是指冷却液加压后在喷头喷出后雾化为粒度很小的液滴，喷淋到电子元器件表面沸腾换热，将热量带走；喷淋式是利用了高速强制对流换热强化换热密度的特点，原理与喷雾式类似；浸没式是指将电子元器件浸没在冷却液内换热，根据换热过程是否发生相变分为单相浸没式与相变浸没式两种。数据中心浸没式冷却通过直接将IT硬件浸没在液体中，帮助改进其散热设计。电子元件产生的热量直接高效地传递到液体中，从而减少了对导热界面材料、散热器和风扇等主动冷却组件的需求。这些改进提高了能源效率和封装密度。

CN108089679 A公开了一种浸没式液冷系统，包括：冷却槽，冷却槽内部填充有绝缘的冷却剂、并设置有冷凝盘管，冷凝盘管设置在冷却剂的液面上方；其中，冷凝盘管的至少部分表面为超疏水表面，该技术通过对冷凝盘管的表面进行超疏水处理，能够强化凝结换热的效果，但是没有给出冷却剂的组成。现有技术为取代氯氟烃、氢氯氟烃而开发新的用于空调或者热泵的传热流体，包括多种氟化物，但是直接将IT硬件浸没在液体中冷却的需求与常规流体传热不同，提出来新的技术以及应用要求，比如液体冷却剂对芯片工作温度的影响，液体组成对电路板运行的影响，尤其对电性能、介电性能的影响，当然还需考虑毒性。纵观现有技术，并未查阅到用于浸没式服务器冷却的全氟化合物组合物冷却剂。

发明内容

本发明氟化冷却液热传导性能出色，绝缘性能良好及与其类似物互溶性好，可成为主流半导体、液晶制造过程中蚀刻、曝光、离子注入、封装测试等电子制造设备所采用的冷媒，以及超级计算机、云计算服务器机组的直、间接冷却解决方案。

本发明采用如下技术方案：

一种液冷用全氟化合物组合物，包括PFBE与氟代烷烃制冷剂；所述氟代烷烃制冷剂中，烷烃的碳原子数为2～8，优选2～5，最优选2～4，为短链氟代烷烃制冷剂；优选的，所述氟代烷烃制冷剂的主链含有氧原子，即所述氟代烷烃制冷剂为氟代醚制冷剂；优选的，所述液冷用全氟化合物组合物的共沸点为40～60℃，优选45～55℃。

本发明中，将PFBE与氟代烷烃制冷剂混合，得到液冷用全氟化合物组合物。

本发明中，氟代烷烃制冷剂为以下化合物中的一种或几种，优选一种或两种：1-（二氟甲氧基）-1,2,2-三氟乙烷、2-氟甲氧基-1,1,1,2-四氟乙烷、2-甲氧基-1,1,1,2-四氟乙烷、1-甲氧基-1,1,2,3-四氟乙烷、1-二氟甲氧基-2,2-二氟乙烷、2-甲氧基-1,1,2-三氟乙烷、1,1-二氟-2-甲氧基乙烷、1,1,1,3,3,3-六-2-（氟甲氧基）丙烷、1,1,2-三氟-1-甲氧基-2（三氟甲氧基）乙烷、1,1,1,2,3,3-六氟-3-甲氧基丙烷、1,1,1,3,3,3-六氟-2-甲氧基丙烷、1,1,2,2,3,3-六氟-3-甲氧基丙烷、1-乙氧基-1,1,1,2-四氟乙烷、2-乙氧基-1,1,2,2-四氟乙烷、1,1,1-三氟-2-乙氧基乙烷、1,1,1-三氟-3-甲氧基丙烷、1,1,1-三氟-2-甲氧基丙烷、1-乙氧基-1,2,2-三氟乙烷、2,3-二氟-4-（三氟甲基）氧杂环丁烷。