本发明涉及电子设备温控
技术领域：
，具体涉及一种双组分固化型相变储热材料及其制备方法。
背景技术：
对于具有短时高发热特性的电子设备，其相变温控是利用相变材料的相变储热来吸收电子设备在短时间内产生的大量热，因为储热过程近似恒温，电子设备可以在短时间内维持在一定的温度范围内，当电子设备不发热时，相变材料可以反向相变释放其所吸收储存热量，恢复原始状态。对于具有间歇发热特性或处于波动温度环境下的电子设备，其相变温控是当电子设备处于高发热期间或高温环境下，相变材料通过相变储存热量，维持电子设备温度在某一温度以下，防止温度过高，当电子设备处于低发热期间或低温环境下，相变材料反向相变释放热量，维持电子设备温度在某一温度以上，防止温度过低，即是控制电子设备的温度波动幅度。现有的相变材料，主要可分为固液相变储热材料和固固相变储热材料，固液相变储热材料虽然具有价廉易得的优点，但其存在过冷和相分离现象，会导致储热性能恶化，易出现泄漏、污染或腐蚀基材和铜、腐蚀电子元件、封装容器价格高、固化效果差等缺陷，但其可进行灌封操作，有效贴合元器件和线路表面，接触面积较大。固固相变储热材料的膨胀系数较小，污染性小，不存在过冷和相分离现象，相变可逆性好，使用寿命长，因此，固固相变储热材料对电子设备是一种较优的选择方案。但是，现有的固固相变储热材料多为直接加工成型的固态材料，在将固固相变储热材料安装于元器件或线路上时，不能进行灌封操作，不能很好的覆盖发热面，造成受热面不均匀，储热能力因此降低。因此，人们迫切需要一种可进行灌封操作，且灌封后可固化，具有较好的储热效果，同时对基材及铜等金属无腐蚀污染性的新型相变储热材料。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是：提供一种双组分固化型相变储热材料及其制备方法和应用，其可进行灌封操作，灌封后可固化，具有较好的储热效果，同时对基材及铜等金属无腐蚀污染性。为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种双组分固化型相变储热材料，其特征在于，由包括a组分和b组分的原料混合而成，所述a组分包括40～100质量份的相变材料，10～70质量份的聚硅氧烷和0.1-3质量份的催化剂；所述b组分包括40-100质量份的相变材料，10～70质量份的聚硅氧烷和0.1-10质量份的交联剂。在一种优选的实施方式中，还包括在a组分或b组分中加入稳定剂、固化剂、阻燃剂中的至少一种，在a组分或b组分中，所述稳定剂的加入量为0.1-5质量份，所述固化剂的加入量为0.1-8质量份，所述阻燃剂的加入量为1-20质量份。在一种优选的实施方式中，所述相变材料为相变石蜡、相变微胶囊中的至少一种。在一种优选的实施方式中，所述稳定剂为聚乙二醇、季戊四醇、亚磷酸酯中的至少一种。在一种优选的实施方式中，所述固化剂为氨丙基三乙氧基硅烷、环氧丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。在一种优选的实施方式中，所述阻燃剂为磷酸硼、三聚氰胺磷酸盐、多聚磷酸盐中的至少一种。在一种优选的实施方式中，所述聚硅氧烷为羟基封端聚硅氧烷。在一种优选的实施方式中，所述催化剂为有机锡化合物、铂催化剂中的至少一种。在一种优选的实施方式中，所述交联剂为正硅酸乙酯、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷中的至少一种。在一种优选的实施方式中，所述a组分：b组分的质量比为1:(0.5-3)。上述任一项所述的双组分固化型相变储热材料的制备方法，包括以下步骤：取相变材料，经真空干燥处理的聚硅氧烷、催化剂经混合得到a组分原料，真空加热并搅拌，冷却制得a组分；将相变材料，经真空干燥处理的聚硅氧烷、交联剂混合得到b组分原料，真空加热并搅拌，冷却制得b组分；将a组分和b组分在熔融状态下混合；在所述a组分原料或所述b组分原料中加入稳定剂、固化剂、阻燃剂中的至少一种的任选步骤。本发明将a组分和b组分在熔融状态下混合，固化后聚硅氧烷形成网状结构，相变材料被束缚在网状结构中，形成了固化相变储热材料。本发明的有益效果是：(1)可将a组分和b组分灌封于电子设备中，同时发生固化反应从而形成覆盖电子元件或线路的相变储热材料，从而具有优异的导热性能。(2)本发明所述的双组分固化型相变储热材料可室温固化。在高温下可快速固化。(3)所述双组份固化型相变储热材料在使用前，将a组分和b组分混合，此时混合物处于溶胶状态，可将混合物灌封于电子设备中，同时发生固化反应从而形成覆盖电子元件或线路的相变储热材料，从而具有优异的导热性能，本发明所述的双组分固化型相变储热材料对电子元件或线路中的基材和铜等金属不具有腐蚀污染性，保证了电子设备的安全、稳定运行。具体实施方式为使本领域技术人员清楚明确的了解所述双组分固化型相变储热材料及其制备方法，以下对其制备过程进行详细说明。实施例1本实施例提供一种双组份固化型相变储热材料，由a组分和b组分按质量比为1:1混合而成，所述a组分包括60质量份的相变石蜡、50质量份的羟基封端聚硅氧烷和1质量份的二月桂酸二丁基锡；所述b组分包括50质量份的相变石蜡，50质量份的羟基封端聚硅氧烷、2质量份的正硅酸乙酯、0.8质量份的聚乙二醇(分子量为400)、0.8质量份的氨丙基三乙氧基硅烷、0.8质量份的环氧丙基三甲氧基硅烷、5质量份的磷酸硼。本实施例选用聚乙二醇作为稳定剂，其加入的作用为：保持化学平衡，降低表面张力，防止光、热分解或氧化分解等作用，增强产品的稳定性。本实施例选用氨丙基三乙氧基硅烷和环氧丙基三甲氧基硅烷作为固化剂，其加入的作用为：加速a组分和b组分混合后的固化过程。本实施例选用磷酸硼作为阻燃剂，其加入的作用为：提高材料的阻燃性能。本实施例还提供上述相变储热材料的制备方法，包括以下步骤：a组分的制备：称取50质量份的羟基封端聚硅氧烷，在温度110℃，相对真空度0.07mpa的条件下真空干燥2小时，密闭冷却至室温。称取60质量份的相变石蜡、上述经干燥处理的羟基封端聚硅氧烷、1质量份的二月桂酸二丁基锡，混合加入真空搅拌机中，加热搅拌，真空搅拌机的真空度为110pa，转速为400rpm，温度为70℃，时间为40分钟。冷却制得a组分。b组分的制备：称取50质量份的羟基封端聚硅氧烷，在温度110℃，相对真空度0.07mpa的条件下真空干燥2小时，密闭冷却至室温。称取50质量份的相变石蜡、上述经干燥处理的羟基封端聚硅氧烷、2质量份的正硅酸乙酯、0.8质量份的聚乙二醇、0.8质量份的氨丙基三乙氧基硅烷、0.8质量份的环氧丙基三甲氧基硅烷、5质量份的磷酸硼，混合加入真空搅拌机中，加热搅拌，真空搅拌机的真空度为110pa，转速为200rpm，温度为70℃，时间为40分钟。冷却制得b组分。将a组分和b组分按质量比1：1熔融后混合搅拌均匀，经加热固化后制备得到双组份固化型相变储热材料。实施例2本实施例提供一种双组份固化型相变储热材料，由a组分和b组分按质量比为1:1混合而成，所述a组分包括60质量份的相变石蜡、40质量份的羟基封端聚硅氧烷和0.8质量份的铂催化剂；所述b组分包括60质量份的相变石蜡，50质量份的羟基封端聚硅氧烷、2质量份的甲基三乙酰氧基硅烷、0.8质量份的聚乙二醇、1质量份的氨丙基三乙氧基硅烷、0.8质量份的环氧丙基三甲氧基硅烷、4质量份的磷酸硼、3质量份的三聚氰胺磷酸盐。本实施例提供上述相变储热材料的制备方法，包括以下步骤：a组分的制备：称取40质量份的羟基封端聚硅氧烷，在温度110℃，相对真空度0.07mpa的条件下真空干燥2小时，密闭冷却至室温。称取60质量份的相变石蜡、上述经干燥处理的羟基封端聚硅氧烷、0.8质量份的铂催化剂，混合加入真空搅拌机中，加热搅拌，真空搅拌机的真空度为110pa，转速为400rpm，温度为70℃，时间为40分钟。冷却制得a组分。b组分的制备：称取50质量份的羟基封端聚硅氧烷，在温度110℃，相对真空度0.07mpa的条件下真空干燥2小时，密闭冷却至室温。称取60质量份的相变石蜡、上述经干燥处理的羟基封端聚硅氧烷、2质量份的甲基三乙酰氧基硅烷、0.8质量份的聚乙二醇、1质量份的氨丙基三乙氧基硅烷、0.8质量份的环氧丙基三甲氧基硅烷、4质量份的磷酸硼、3质量份的三聚氰胺磷酸盐，混合加入真空搅拌机中，加热搅拌，真空搅拌机的真空度为110pa，转速为200rpm，温度为70℃，时间为40分钟。冷却制得b组分。将a组分和b组分按质量比1：1熔融后混合搅拌均匀，经室温固化后制备得到双组份固化型相变储热材料。取实施例1-2中制备得到的双组份固化型相变储热材料，对其相关性能参数进行测试，结果如表1所示：表1实施例1-2的双组份固化型相变储热材料的性能参数项目实施例1实施例2相变点/℃4443相变潜热/j/g153.25159.43击穿强度/v/mm16591748由表中数据数据可知，本发明制备的双组份固化型相变储热材料具有优异的储热性能，且具有较高的机械强度，适用于做灌封材料。实施例3将实施例1中的a组分和b组分熔融并混合均匀后灌封于10v，2.2a的快充充电器适配器进行效果测试，结果显示，未灌封本发明相变储热材料的快充充电器，在正常使用9min中，充电充电适配器外壳温度升至30℃，灌封有本发明相变储热材料的充电适配器，在正常使用20min后，充电适配器外壳温度升至30℃。实验结果表明，本发明的相变储热材料可以使发热源在快速升温过程中将多余热量储存于相变材料中，有效降低电子器件在使用中的升温速率，升温变得缓慢，降低电子器件因温度瞬间升高而烧坏的可能性。实施例4a组分的制备：称取10质量份的羟基封端聚硅氧烷，在温度110℃，相对真空度0.07mpa的条件下真空干燥2小时，密闭冷却至室温。称取40质量份的相变石蜡、上述经干燥处理的羟基封端聚硅氧烷、0.1质量份的二月桂酸二丁基锡，混合加入真空搅拌机中，加热搅拌，真空搅拌机的真空度为110pa，转速为400rpm，温度为70℃，时间为40分钟，冷却制得a组分。b组分的制备：称取10质量份的羟基封端聚硅氧烷，在温度110℃，相对真空度0.07mpa的条件下真空干燥2小时，密闭冷却至室温。称取40质量份的相变石蜡、上述经干燥处理的羟基封端聚硅氧烷、0.1质量份的正硅酸乙酯，混合加入真空搅拌机中，加热搅拌，真空搅拌机的真空度为110pa，转速为400rpm，温度为70℃，时间为40分钟。冷却制得b组分。取a组分和b组分按质量比为1:0.5进行熔融混合，固化后制得双组份固化型相变储热材料。实施例5a组分的制备：称取70质量份的羟基封端聚硅氧烷，在温度150℃，相对真空度0.08mpa的条件下真空干燥3小时，密闭冷却至室温。称取100质量份的相变石蜡、上述经干燥处理的羟基封端聚硅氧烷、3质量份的二月桂酸二丁基锡，混合加入真空搅拌机中，加热搅拌，真空搅拌机的真空度为110pa，转速为400rpm，温度为70℃，时间为40分钟。冷却制得a组分。b组分的制备：称取70质量份的羟基封端聚硅氧烷，在温度150℃，相对真空度0.08mpa的条件下真空干燥3小时，密闭冷却至室温。称取100质量份的相变石蜡、上述经干燥处理的羟基封端聚硅氧烷、10质量份的环氧丙基三甲氧基硅烷，混合加入真空搅拌机中，加热搅拌，真空搅拌机的真空度为110pa，转速为400rpm，温度为70℃，时间为40分钟。冷却制得b组分。取a组分和b组分按质量比为1:0.5进行熔融混合，固化后制得双组份固化型相变储热材料。实施例6a组分的制备：称取10质量份的羟基封端聚硅氧烷，在温度110℃，相对真空度0.07mpa的条件下真空干燥2小时，密闭冷却至室温。称取40质量份的相变微胶囊、上述经干燥处理的羟基封端聚硅氧烷、0.1质量份的二月桂酸二丁基锡，混合加入真空搅拌机中，加热搅拌，真空搅拌机的真空度为110pa，转速为400rpm，温度为70℃，时间为40分钟。冷却制得a组分。b组分的制备：称取10质量份的羟基封端聚硅氧烷，在温度110℃，相对真空度0.07mpa的条件下真空干燥2小时，密闭冷却至室温。称取40质量份的相变微胶囊、上述经干燥处理的羟基封端聚硅氧烷、0.1质量份的多聚磷酸盐，混合加入真空搅拌机中，加热搅拌，真空搅拌机的真空度为110pa，转速为400rpm，温度为70℃，时间为40分钟。冷却制得b组分。取a组分和b组分按质量比为1:2进行熔融混合，固化后制得双组份固化型相变储热材料。实施例7a组分的制备：称取10质量份的羟基封端聚硅氧烷，在温度110℃，相对真空度0.07mpa的条件下真空干燥2小时，密闭冷却至室温。称取40质量份的相变石蜡、上述经干燥处理的羟基封端聚硅氧烷、0.1质量份的铂催化剂，混合加入真空搅拌机中，加热搅拌，真空搅拌机的真空度为110pa，转速为400rpm，温度为70℃，时间为40分钟。冷却制得a组分。b组分的制备：称取10质量份的羟基封端聚硅氧烷，在温度110℃，相对真空度0.07mpa的条件下真空干燥2小时，密闭冷却至室温。称取40质量份的相变石蜡、上述经干燥处理的羟基封端聚硅氧烷、0.1质量份的甲基三乙酰氧基硅烷，混合加入真空搅拌机中，加热搅拌，真空搅拌机的真空度为110pa，转速为400rpm，温度为70℃，时间为40分钟。冷却制得b组分。取a组分和b组分按质量比为1:2.5进行熔融混合，固化后制得双组份固化型相变储热材料。实施例8a组分的制备：称取10质量份的羟基封端聚硅氧烷，在温度110℃，相对真空度0.07mpa的条件下真空干燥2小时，密闭冷却至室温。称取40质量份的相变石蜡、上述经干燥处理的羟基封端聚硅氧烷、0.1质量份的二月桂酸二丁基锡、0.1质量份的聚乙二醇、0.1质量份的氨丙基三乙氧基硅烷、1质量份的磷酸硼，混合加入真空搅拌机中，加热搅拌，真空搅拌机的真空度为110pa，转速为400rpm，温度为70℃，时间为40分钟。冷却制得a组分。b组分的制备：称取10质量份的羟基封端聚硅氧烷，在温度110℃，相对真空度0.07mpa的条件下真空干燥2小时，密闭冷却至室温。称取40质量份的相变石蜡、上述经干燥处理的羟基封端聚硅氧烷、0.1质量份的正硅酸乙酯，混合加入真空搅拌机中，加热搅拌，真空搅拌机的真空度为110pa，转速为400rpm，温度为70℃，时间为40分钟。冷却制得b组分。取a组分和b组分按质量比为1:3进行熔融混合，固化后制得双组份固化型相变储热材料。实施例9a组分的制备：称取10质量份的羟基封端聚硅氧烷，在温度110℃，相对真空度0.07mpa的条件下真空干燥2小时，密闭冷却至室温。称取40质量份的相变石蜡、上述经干燥处理的羟基封端聚硅氧烷、0.1质量份的二月桂酸二丁基锡，混合加入真空搅拌机中，加热搅拌，真空搅拌机的真空度为110pa，转速为400rpm，温度为70℃，时间为40分钟。冷却制得a组分。b组分的制备：称取10质量份的羟基封端聚硅氧烷，在温度110℃，相对真空度0.07mpa的条件下真空干燥2小时，密闭冷却至室温。称取40质量份的相变石蜡、上述经干燥处理的羟基封端聚硅氧烷、0.1质量份的正硅酸乙酯、0.1质量份的聚乙二醇、0.1质量份的氨丙基三乙氧基硅烷、1质量份的磷酸硼，混合加入真空搅拌机中，加热搅拌，真空搅拌机的真空度为110pa，转速为400rpm，温度为70℃，时间为40分钟。冷却制得b组分。取a组分和b组分按质量比为1:3进行熔融混合，固化后制得双组份固化型相变储热材料。实施例10本实施例与实施例8基本相同，区别在于，聚乙二醇为5质量份，氨丙基三乙氧基硅烷为8质量份，磷酸硼为20质量份。实施例11本实施例与实施例9基本相同，区别在于，聚乙二醇为5质量份，氨丙基三乙氧基硅烷为8质量份，磷酸硼为20质量份。以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。当前第1页12