专利名称：一种吸热材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种吸热材料，特别是一种可用于电子设备的吸热材料。
背景技术：
随着数字技术的不断更新，以中央处理器(CPU)和集成电路芯片(IC)为基础的移动数字设备，如手机、手写本、笔记本电脑等，其数据运算速度增加，产品集成度提高同时产品体积减小。这些增加了对数字设备发热部件散热的难度。电子设备体积减小与增大散热能力是一对矛盾，需要取得一个合理平衡。尤其对间歇式工作的手机，按最极端的发热情形来设计散热方案，会使设计变得不现实和不经济。由于大部分手机均只能按平均使用时间来进行热设计，造成手机在长时间通话会产生的短时的发热，给用户带来不舒适的感觉， 影响产品的美誉度。因此，针对手机的短时过热现象的寻求新的可行途径。为消除间隙式工作设备的短时过热的多余热量，现有技术的大多数吸热方案在外形、选材等方面都是根据发热元器件本身制作，仅仅适用于某一种特定的发热元器件，应用范围过窄。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种既能够有效针对数字电子设备瞬时热起伏的特点进行热峰值控制，又不受电子元器件内部空间限制的吸热材料。基于上述目的本发明提供的吸热材料，包括载体和含有至少一种相变材料的微胶囊，所述微胶囊均匀分布于所述载体中。所述载体为以下材料中的至少一种:泡棉材料、固态材料、液态材料、膏状体材料。所述泡棉材料可以是发泡橡胶或其它发泡高分子材料。所述固态材料，可以是导热橡胶、减震材料或其它弹性材料。所述液态材料可以是导热液态橡胶、液态有机聚合物或其它液态弹性体。所述导热膏状体材料可以是导热胶或导热脂。所述微胶囊带有外壳，所述外壳为厚度为1-2 μπι;所述胶囊最大直径在I μπι到500 μ m之间。所述微胶囊所使用的相变材料为一种相变材料,或一种以上相变材料的混合物。此外，所有胶囊中填装的相变材料可以采用同一种相变材料，也可以采用不同的相变材料。从上面所述可以看出，本发明提供的吸热材料，以数字电子设备中使用的多种材料作为载体，添加含有相变材料的胶囊。所采用的载体可以根据具体数字设备的要求进行选择，不仅不受环境、空间和具体设备的限制，在使用的过程中不用对数字电子设备的结构进行调整，因而对数字电子设备本身的工作没有任何影响和干扰。由于所述相变微胶囊可以使用数字电子设备本身的结构材料作为介质，没有复杂的外形设计，从而其生产制造业非常简单，可以推广应用到很多种类的设备中。本发明所提供的吸热材料，采用多种体积容易调整的材料，如泡棉，作为载体，仅需简单地裁剪或加工成合适的大小，就能够设置在数字电子设备各个需要散热的部位。同时，还可以根据吸收热量多少的不同而调节厚度、体积、形状以及微胶囊在导热载体中的浓度。因而本发明提供的吸热材料能够针对数字电子设备瞬时热起伏的特点，吸收瞬时升高的热量，对数字电子设备的的瞬时热峰值进行更为有效地控制。本发明所提供的吸热材料，也可以选择数字电子设备中的导热材料作为载体，和散热器件相连，辅助散热器件进行散热，提高散热效率。
图1是本发明所述的吸热材料结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。本发明所述的吸热材料，包括载体和含有至少一种相变材料的微胶囊，所述微胶囊均匀分布于所 述载体中。该载体可以采用泡棉材料、固态材料、液态材料、膏状体材料等。该载体材料可以是导热的，例如导热固态减震材料，如手机中的橡胶衬垫；或实体的导热弹性材料，如导热的填隙垫或胶体；或导热液态弹性体，如导热液态橡胶；或导热膏状体，如导热胶或导热脂。此外，载体材料也可以是不导热的，例如:泡棉材料，如发泡橡胶或其它发泡高分子材料。本发明所提供的吸热材料，可以单独地作为吸热材料，裁剪或加工成合适的形状后应用于数字电子设备需要散热的部位；也可以作为数字电子设备中原有的具有一定功能的部件使用(如减震垫、导热部件等)。图1为本发明的吸热材料实施例的示意图，包括载体1、微胶囊2。其中，所述载体I为以下材料中的至少一种:泡棉材料、固态材料、液态材料、膏状体材料。同时载体材可以由单一的一种材料构成，也可以由两种或以上的材料混合而成。所述微胶囊2为颗粒状，带有一层外壳3，内包有相变材料。所述微胶囊2，其最大直径在I μ m到500 μ m之间。微胶囊内部可以由一种相变材料构成，也可以由两种或以上的相变材料的混合物构成。所述外壳3可以保护所述微胶囊2在掺入载体I的过程中结构和性能不发生变化。将所述微胶囊2掺入所述载体I的方式，可以根据载体I的选择合适的方式，如搅拌、开炼、超声分散等，使得微胶囊2均匀分布于载体I中。当数字电子设备中的发热元件温度为正常工作温度时，微胶囊2中的相变材料不发生相变。当发热元件瞬时升高温度高于正常运转温度时，所述微胶囊中的相变材料开始相变(一般为熔化)，吸收一部分热量，从而达到控制瞬时热升高的目的。从上面所述可以看出，本发明所提供的吸热材料将相变材料的管理温度的性能和导热材料的导热性能相结合，使得吸热材料具备了一定的温度控制的能力，从而可以很好地针对数字电子设备瞬时热升高的特点对热量进行管理，有效地辅助散热器件控制瞬时热量，同时对数字电子设备原有部件的功能没有任何影响。下面结合图1所示结构，对本发明几种具体实施方式
进行详细说明。本发明的实施例1包括载体1、微胶囊2和外壳3。载体I为泡棉材料。微胶囊2为颗粒状，其最大直径为20 μ m到50 μ m,使用32°C相变温度的相变材料制作。外壳3厚度在I μ m到2 μ m之间。制造方式，可采用原位超声分散的方式将微胶囊2均匀分散于泡棉材料中。所述微胶囊2通过参与整个发泡的化学反应过程与泡棉材料均匀结合。所述吸热材料制成之后，裁剪为所需要的形状，通过物理结合或者使用背胶等形式接触安装于数字电子设备中需要散热的部位。在此需要说明的是，实施例1中所述的泡棉材料可以是发泡聚氨酯、发泡硅橡胶、发泡三元乙丙橡胶(EPDM)等发泡高分子材料，其内部结构可以是开孔的，也可以是闭孔的；其外表面特征可以是带有表面封闭的表皮的，也可以是开放表面的。由于泡棉材料体积可压缩的性质，在本实施例所述的导热材料成型后，可以应用于芯片填充后空隙不规则或芯片填充后空隙较大的数字电子设备中。从上面所述可以看出，由于本发明所提供的吸热材料可以选用泡棉材料作为载体，在使用的时候不需要对其外形进行复杂的加工，制作简单。若外壳3选用的材料参与发泡的化学反应，则微胶囊2可以更紧密地与载体I结合。当数字电子设备散热量较大的时候，可以在很大范围内调整微胶囊2的密度，具有很强的实用性。本发明的实施例2包括载体1、微胶囊2和外壳3。其中，载体I为固体弹性材料。所述固体弹性材料可以是数字电子设备中使用的的弹性材料，如橡胶(导热硅橡胶、EPDM、或导热颗粒掺杂的导热橡胶等)。微胶囊2最大直径为20 μ m到50 μ m,使用32°C相变温度的相变材料制作。外壳3使用不渗透的密封材料制作，其厚度在Iym到2μπι之间。制造方式，将微胶囊2添加到所述导热弹性材料的原料中，一起制作成型。若所述弹性材料采用硅橡胶，则可以在所述硅橡胶塑炼时，将所述微胶囊2连同生胶一起开炼，使微胶囊2均匀分散在硅橡胶之中。在硅橡 胶固化成型后，加工为所需形状，可以通过物理结合或者使用背胶等形式接触安装于发热元器件和散热器件之间。本实施例中载体I的弹性材料也可以由三元乙丙橡胶(EPDM)或导热颗粒掺杂的导热橡胶等其它橡胶替代。本发明的实施例3包括载体1、微胶囊2和外壳3。所述载体I为液态材料。所述液态材料可以是导热液态橡胶或液态聚合物。所述微胶囊2为颗粒状，其最大直径为20 μ m到50 μ m,使用32°C相变温度的相变材料制作。所述外壳3使用不渗透的密封材料，其厚度在I μ m到2 μ m之间。制造方式，可采用搅拌的方式使所述微胶囊2均匀分散到所述载体I中。另外，实施例3中所述的载体I也可以使用膏状体材料，如导热颗粒掺杂的膏状体材料、硅凝胶或其它膏状凝胶。若使用膏状体材料做载体，如硅凝胶，其混合、制作方式与实施例3相同。根据发热元器件实际本发明的实施例4包括载体1、微胶囊2和外壳3。所述载体I可以是前述3个实施例的载体材料中的一种，或一种以上的混合物。所述微胶囊2为颗粒状，其最大直径为20 μ m到50 μ m,使用两种相变材料的混合物制作，所述相变材料的混合物包括32°C相变温度的相变材料和90°C相变温度的相变材料。所述外壳3厚度在I μ m到2 μ m之间。采用如搅拌、开炼、超声分散或其它适合的方式将所述微胶囊2均匀混合在所述载体I中。上述的加工制作方法使得所述吸热材料可以应用于热峰值为90°C的数字电子设备中。当数字电子设备的发热元器件温度高于32°C且低于90°C时，微胶囊中的32°C相变材料发生相变，吸收热量，起到一定的降温作用；当发热元器件的温度达到热峰值90°C时，所述微胶囊2中的90°C相变温度的相变材料发生相变，由固态变为液态，对峰值热量进行控制。同样，根据发热元器件的实际工作情况，微胶囊2所使用的相变材料也可以使用两种以上的相变材料的混合物。实施例4中，由于在制作时所述微胶囊2所采用的相变材料可以由多种相变材料简单混合而成，使得所述吸热材料对热量的管理更加灵活。此外，不同的相变材料可以混合装入微胶囊2，也可以各自装入不同的微胶囊，再按照实施例1-4的方式加工制作。上述实施例1、2、4中，吸热材料可制作成片状，根据需要剪裁，安装在发热元器件和散热器件之间。在上述各个实施例中，微胶囊2在载体I中混合的浓度可以根据发热元器件发散热量的大小来调整。本发明的上述各实施例通过在适当在载体中引入固态相变材料，当如手机等电子设备长时间工作时，机内温度超过相变材料临界温度时，相变材料由固态转变为液态，逐步吸收部分多余热量，维持手机外壳温度恒定在临界点不变。手机通话结束后，相变材料由液态变为固态，将储存的多余能量以热形式释放出来。通过这种方式，来解决偶发的长时间通话时，出现手机机壳过热现象。这种方法同样适用手机以外其他移动电子设备如手写本、笔记本电脑等。上面所述可以看出，本发明所提供的吸热材料，载体可以是各种数字电子设备中的导热材料，应用时很少受数字电子设备中的空间、形状敏感性等的限制。本发明所述吸热材料不仅仅能够有效地辅助散热器件控制热量，还能够有效地针对数字电子设备瞬时热起伏的特点，控制热峰值，从而能显著地提高散热效率，改善散热效果。另外，所属领域的普通技术人员应当理解:以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明 ，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种吸热材料，包括载体和含有至少一种相变材料的微胶囊，所述微胶囊均匀分布于所述载体中。
2.根据权利要求1所述的吸热材料，其特征在于，所述载体为以下材料中的至少一种:泡棉材料、固体材料、液态材料、膏状体材料。
3.根据权利要求2所述的吸热材料，其特征在于，所述泡棉材料为发泡高分子材料； 所述导热泡棉材料的内部结构是开孔的或闭孔的； 其外表面特征是带有表面封闭的表皮的或开放表面的。
4.根据权利要求2所述的吸热材料，其特征在于，所述固体材料为弹性介质材料。
5.根据权利要求4所述的吸热材料，其特征在于，所述弹性材料为硅橡胶，或EPDM，或导热颗粒掺杂的导热橡胶。
6.根据权利要求2所述的吸热材料，其特征在于，所述液态材料为液态橡胶或液态凝胶；所述膏状体材料为硅凝胶。
7.根据权利要求4-6任意一项所述的吸热材料，其特征在于，所述载体材料为导热材料。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的吸热材料，其特征在于，所述微胶囊外壳的厚度为 1-2 μ m。
9.根据权利要求7所述的吸热材料，其特征在于，所述微胶囊的最大直径在Iμπι到500 μ m之间。
10.根据权利要求8所述的吸热材料，其特征在于，所述微胶囊的最大直径为20-50 μ mD
11.根据权利要求1所述的吸热材料，其特征在于，所述微胶囊所使用的相变材料为一种相变材料，或一种以上相变材料的混合物；或者在所述载体材料中混合有多种微胶囊,每种微胶囊中包含一种相变材料。
12.根据权利要求11所述的吸热材料，其特征在于，所述微胶囊所使用的相变材料为相变温度为32-80°C的相变材料、90-100°C的相变材料中的一种，或者一种以上的混合物。
全文摘要
本发明公开了一种数字电子设备的吸热材料。至少包括一个载体和相变微胶囊。所述载体为泡棉材料、固态材料、液态材料或膏状体材料。所述相变微胶囊带有一层外壳；所述相变微胶囊包括一种或多种相变材料。本发明所提供的吸热材料将相变微胶囊掺杂在载体中，其应用不受环境、空间大小的限制，可以设置于数字电子设备任意需要吸热的部位。另外还能够针对数字电子设备瞬时热起伏的特点进行有效地控制，具备很强的实用性。
文档编号C09K5/08GK103146355SQ20111040387
公开日2013年6月12日 申请日期2011年12月7日 优先权日2011年12月7日
发明者吴晓宁 申请人:北京中石伟业科技股份有限公司