一种相变微胶囊油性混悬液、制备方法及其应用与流程

文档序号:33185656发布日期:2023-02-04 06:21阅读:125来源:国知局

1.本发明涉及相变微胶囊技术领域,尤其涉及一种相变微胶囊油性混悬液、制备方法及其应用。


背景技术:

2.相变材料是指随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质,即从外界环境吸收热量或向外界环境放出热量,从而达到能量利用和控制环境温度的目的。尽管相变材料具有较高的相变潜热,在温度控制以及热量储存领域有着广泛的应用前景,但是相变材料也存在体积变化以及易与周围环境反应的问题,极大地限制了它的应用范围。
3.微胶囊技术是利用成膜囊壁将易挥发、易泄露或具有反应活性的液体或固体材料包封在壳层中形成微小颗粒。相变微胶囊就是利用微胶囊技术将相变材料包裹到微胶囊内部,微胶囊化的相变材料具有更大的传热面积,能很好地控制相变时材料的体积变化,提高相变材料的稳定性。相变微胶囊可以应用于众多领域,如建筑节能、纺织服装、食品工业、功能热流体以及军事领域等等。但是在实际应用中,特别是在水性基质或有机材料基质的应用中,相变微胶囊多存在分散不均匀,与基材的界面结合力较弱的问题,从而影响材料最终的使用性能。现已有部分专利公开了改善相变微胶囊在水性基质分散性的方法,但现有的相变微胶囊在有机溶剂中的分散性差,无法在油相介质中悬浮,在短时间内会发生沉积,相变潜热较低,悬液乳液分散不均匀,分散稳定性差等缺点,无法用于商业化。


技术实现要素:

4.本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术中的缺陷,本发明提出一种相变微胶囊油性混悬液、制备方法及其应用,相变微胶囊在油相中可长期均匀悬浮,保持高流动性和微胶囊不沉积,相变微胶囊油性混悬液相变潜热高、传热效率高,适用于idc(互联网数据中心)液冷技术,用作idc(互联网数据中心)冷却液。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种相变微胶囊油性混悬液,包括以下质量份数的组分:80~90份有机油相溶剂、5~10份活性分散剂以及5~10份相变微胶囊,所述相变微胶囊包括芯材,所述芯材为有机相变材料,所述有机相变材料为c
16~24
的正烷烃、c
6~10
的环烷烃中的至少一种。
6.进一步地,在所述的相变微胶囊油性混悬液中,优选所述相变微胶囊的粒径为0.5~10μm。
7.进一步地,在所述的相变微胶囊油性混悬液中,优选所述相变微胶囊还包括将所述芯材包裹的壁材,所述壁材为密胺树脂,微胶囊所述芯材在所述相变微胶囊的质量百分比≥85%。
8.进一步地,在所述的相变微胶囊油性混悬液中,优选所述c
16~24
的正烷烃为正十六烷、正十七烷、正十八烷、正十九烷、正二十烷、正二十一烷、正二十二烷、正二十三烷、正二十四烷中的至少一种,所述c
6~10
的环烷烃为环己烷、环壬烷、环辛烷、环癸烷中至少一种。
9.进一步地,在所述的相变微胶囊油性混悬液中,优选所述有机油相溶剂为二甲基硅油、改性硅油、矿物油、天然植物油、天然气合成油、pao基础油、合成脂、电子氟化液中的一种或多种。
10.进一步地,在所述的相变微胶囊油性混悬液中,优选所述活性分散剂为非离子型分散剂,所述非离子型分散剂为聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、吐温-20、吐温-80、聚乙烯吡咯烷酮、辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷中的至少两种。
11.进一步地,在所述的相变微胶囊油性混悬液中,优选所述相变微胶囊油性混悬液的相变潜热>180kj/kg、介电常数《2.2、导电系数》1w/k
·
m。
12.一种上述所述的相变微胶囊油性混悬液的制备方法,包括以下步骤:
13.s1、将相变微胶囊预干燥,加入到有机油相溶剂中搅拌分散;
14.s2、加入活性分散剂搅拌分散,得到混悬液;
15.s3、将混悬液超声分散并静置,得到相变微胶囊油性混悬液。
16.进一步地,在所述的相变微胶囊油性混悬液的制备方法中,优选在s1步骤中,预干燥温度为80~100℃,搅拌温度为35~50℃,转速为400~750rpm,搅拌时间至少30min;
17.在s2步骤中,预干燥温度为80~100℃,搅拌温度为35~50℃,转速为400~750rpm,搅拌时间至少50min;
18.在s3步骤中,超声时间为至少2h。
19.一种上述所述的相变微胶囊油性混悬液在idc冷却液上的应用。
20.本发明具有以下有益效果:本发明提供的相变微胶囊油性混悬液,相变微胶囊在油相中能长期均匀悬浮,至少可均匀悬浮30天,保持高流动性,相变微胶囊不产生分层、不沉积,解决了现有技术的相变微胶囊无法在油相介质中悬浮,短时间内会发生沉积的问题;本发明的相变微胶囊油性混悬液还可通过改变有机油相溶剂以及相变微胶囊的芯材,达到适用不同应用场景的效果。本发明的相变微胶囊油性混悬液单位质量能量密度高,相变潜热在180kj/kg以上;本发明的有机油相溶剂导热系数高、电绝缘性能好,可用于idc液冷技术;本发明材料的循环性能良好,原料来源广泛,成本低,无毒无味,安全可靠,制备工艺简单,适合产业化推广。本发明综合实现了idc冷却液具有较高的传热性能。
具体实施方式
21.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,下面将结合实施例对本发明做进一步详述,本实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明保护范围的限定。
22.本发明提供的一种相变微胶囊油性混悬液,包括以下质量份数的组分:80~90份有机油相溶剂、5~10份活性分散剂以及5~10份相变微胶囊,相变微胶囊包括芯材,芯材为有机相变材料,有机相变材料为c
16~24
的正烷烃、c
6~10
的环烷烃中的至少一种。
23.本发明提供的相变微胶囊油性混悬液,相变微胶囊在油相中能长期均匀悬浮,至少可均匀悬浮30天,保持高流动性和相变微胶囊不产生分层、不沉积,解决了现有技术的相变微胶囊无法在油相介质中悬浮,短时间内会发生沉积的问题;本发明还可通过改变有机油相溶剂以及相变微胶囊的芯材,进而改变相变微胶囊油性混悬液的相变温度,进而达到适用不同应用场景的效果。本发明的相变微胶囊油性混悬液单位质量能量密度高,相变潜
热在180kj/kg以上;本发明的有机油相溶剂导热系数高、电绝缘性能好,可用于idc液冷技术;本发明的材料的循环性能良好,原料来源广泛,成本低,无毒无味,安全可靠,制备工艺简单,适合产业化推广。本发明综合实现了idc冷却液具有较高的传热性能。
24.进一步地,优选相变微胶囊的粒径为0.5~10μm,粒径过大会影响相变微胶囊的分散性,导致分散性不好,易分层沉降;粒径过小会导致相变微胶囊成囊性不好,将微胶囊的粒径控制在该范围内可使得相变微胶囊的成囊性好,在油相介质的分散性好,不易分层、不易沉降。其中粒径尺寸可以通过已公布的方法获取,如通过剪切力、转速和浓度等方式调整。
25.相变微胶囊包括芯材和将芯材包裹的壁材,相变微胶囊的芯材的占比影响相变潜热,芯材比例少,相变焓值低,降低冷却液潜热,故而要控制芯材在相变微胶囊的质量百分比≥85%。进一步地,优选壁材为密胺树脂,密胺树脂由三聚氰胺和甲醛聚合形成;c
16~24
的正烷烃为正十六烷、正十七烷、正十八烷、正十九烷、正二十烷、正二十一烷、正二十二烷、正二十三烷、正二十四烷中的至少一种,c
6~10
的环烷烃为环己烷、环壬烷、环辛烷、环癸烷中的至少一种。芯材的选材决定相变微胶囊的相变温度,可通过改变相变微胶囊的芯材和有机油相溶剂,达到适用不同应用场景的效果,如使用十八烷作为芯材,适用28℃的相变温度场景;使用二十烷作为芯材,则适用于36℃的相变温度场景。具体根据所需温度环境选取相变微胶囊的芯材。
26.相变微胶囊通过现有技术获取,如使用常规的乳液聚合法,在一具体的实施例中,以200ml乳液、十八烷作为芯材制备相变微胶囊,具体工艺步骤如下:
27.1)分散剂溶液制备。将3.1g氢氧化钠加入396g去离子水中,搅拌溶解。将21g马来酸酐(sma)加入溶液中,加热搅拌,温度为50℃,搅拌至sma溶解,得到橙黄色sma溶液。
28.2)预聚合。将7.6g 37%的甲醛水溶液与7.6g去离子水混合,滴加10%氢氧化钠溶液调节ph=8.5,加入3.6g三聚氰胺,并加热至70℃,溶液透明后,得到稳定的尿素—甲醛预聚体溶液,备用。
29.3)乳化。量取69gsma溶液,加入去离子水至138g,加入一定量的乳化剂op-10,加入66.6g十八烷,乳化温度为50℃,乳化转速为1300r/min,乳化30min,形成稳定乳状液。
30.4)成囊。降低转速至300r/min,温度保持在40℃,滴加预聚体溶液于乳状液中,滴完后搅拌20min;然后匀速升温至80℃,保温反应。2h后,滴加4.8g尿素溶液(25%),除去游离的甲醛。反应1h后,加入10%氢氧化钠溶液调节ph=8.5,停止加热,搅拌冷却至常温。
31.5)后处理。反应完毕,将微胶囊乳液倒出,降温分离,抽滤。所得的微胶囊用石油醚和去离子水各洗涤2次,干燥便得到白色粉末状的相变微胶囊。
32.进一步地,优选有机油相溶剂为二甲基硅油、改性硅油(主要为羟基改性硅油)、矿物油、天然植物油、天然气合成油、pao基础油(聚α烯烃基础油)、合成脂(季戊四醇合成脂以及其他可用于液冷的合成脂)、电子氟化液中的一种或多种。本发明的有机油相溶剂导热系数高、电绝缘性能好,可用于idc液冷技术。
33.进一步地,优选活性分散剂为非离子型分散剂,由于本发明的相变微胶囊油性混悬液倾向于应用于idc液冷技术,idc冷却液要求高度绝缘,故而本发明选用非离子分散剂,非离子型分散剂为聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、吐温-20、吐温-80、聚乙烯吡咯烷酮、辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷中的至少两种;
通过多元活性分散剂的协同作用,来改性微胶囊表面官能团,通过两种或两种以上的活性分散剂对相变微胶囊进行改性,使微胶囊表面形成多种活性官能团,新产生的官能团互相协同,产生亲油基团,达到高分散性,使得相变微胶囊在油相介质中长时间处于均匀分散悬浮,不会发生分层、沉积。多种活性分散剂协同作用可提高可活性分散剂性能,进而减少活性分散剂的用量,并降低了活性分散剂的应用成本,以及减少活性分散剂对生态环境的破坏。
34.相变微胶囊油性混悬液的相变潜热>180kj/kg、介电常数《2.2、导电系数》1w/k
·
m。相变微胶囊油性混悬液的相变潜热高、导热系数高、绝缘性能好,可用于idc液冷技术,用于制备idc冷却液。
35.一种上述的相变微胶囊油性混悬液微胶囊的制备方法,包括以下步骤:
36.s1、将相变微胶囊预干燥,加入到有机油相溶剂中搅拌分散;优选在s1步骤中,预干燥温度为80~100℃,搅拌温度为35~50℃,转速为400~750rpm,搅拌时间至少30min。
37.s2、加入活性分散剂搅拌分散,预干燥温度为80~100℃,搅拌温度为35~50℃,转速为400~750rpm,搅拌时间至少50min,得到混悬液。
38.s3、将混悬液超声分散并静置,超声功率可为500w,超声频率可为40khz,超声时间为至少2h,以使相变微胶囊均匀分散,得到相变微胶囊油性混悬液。
39.一种上述的相变微胶囊油性混悬液在idc冷却液上的应用,相变微胶囊油性混悬液的相变潜热高、导热系数高、绝缘性能好,相变潜热>180kj/kg、介电常数《2.2、导电系数》1w/k
·
m,衰变率低,循环稳定性好,循环寿命可达1500次,可用于idc液冷技术,用作idc冷却液。
40.以下通过具体的实施例对本发明进一步解释说明。
41.实施例1
42.一种相变微胶囊油性混悬液,包括以下质量份数的组分:90份有机油相溶剂二甲基硅油、5份活性分散剂(3份的聚氧乙烯辛基苯酚醚-10和2份的吐温-20)以及5份十八烷相变微胶囊(控制粒径约为0.5μm,芯材为正十八烷,芯材在相变微胶囊的质量百分比≥85%)。其中,二甲基硅油可替换为改性硅油、矿物油、天然植物油、天然气合成油、pao基础油、合成脂、电子氟化液中的一种或多种;聚氧乙烯辛基苯酚醚-10和吐温-20可替换为吐温-80、聚乙烯吡咯烷酮、辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷中的至少两种;相变微胶囊的芯材可替换为正十六烷、正十七烷、正十九烷、正二十烷、正二十一烷、正二十二烷、正二十三烷、正二十四烷、环己烷、环壬烷、环辛烷、环癸烷中的一种或多种。
43.制备方法如下:
44.s1、将5份的十八烷相变微胶囊80℃下预干燥1h,加入到90份有机油相溶剂中搅拌至分散均匀,具体地,搅拌温度为35℃,转速为750rpm,搅拌时间为60min。
45.s2、将3份的聚氧乙烯辛基苯酚醚-10加入s1得到的溶液中,搅拌25min,再加入2份的吐温-20搅拌25min,具体地,搅拌温度为35℃,转速为750rpm,得到混悬液。
46.s3、将混悬液超声分散并静置,超声功率500w、超声功率40khz,超声2h,得到相变微胶囊油性混悬液。
47.相变微胶囊油性混悬液的相变温度为27.98℃、相变潜热为187j/g、介电常数为
2.1、密度(25℃)为0.76g/cm3、运动粘度(40℃)为5.8cst,至少可均匀悬浮30天,保持高流动性和相变微胶囊不产生分层、不沉积。
48.上述所述的相变微胶囊油性混悬液在idc冷却液上的应用:在自搭建的idc冷板式液冷模型中,冷却循环箱中装2l上述的相变微胶囊油性混悬液,对恒定功率100w的芯片进行散热模拟,与装有冷却液为水的装置相比,芯片表面平均温度为32.2℃,下降了3.1℃;循环次数500次时,相变微胶囊油性混悬液的衰变率只为0.611,通过寿命预测,循环寿命可达900次。
49.实施例2
50.一种相变微胶囊油性混悬液,包括以下质量份数的组分:80份有机油相溶剂(65份的改性二甲基硅油、15份的pao基础油)、10份活性分散剂(7份聚乙烯吡咯烷酮和3份的吐温-80)以及10份正十六相变微胶囊(控制粒径约为5μm,芯材为正十六烷,芯材在相变微胶囊的质量百分比≥85%)。
51.制备方法如下:
52.s1、65份的改性二甲基硅油和15份的pao基础油磁力搅拌至溶液分散均匀,得到有机油相分散溶液;将10份正十六烷相变微胶囊90℃下预干燥1.5h,加入到有机油相分散溶液中搅拌至分散均匀,具体地,搅拌温度为45℃,转速为500rpm,搅拌时间为45min。
53.s2、将7份聚乙烯吡咯烷酮加入s1得到的溶液中,搅拌30min,再加入3份的吐温-80搅拌35min,具体地,搅拌温度为40℃,转速为500rpm,得到混悬液。
54.s3、将混悬液超声分散并静置,超声功率500w、超声功率40khz,超声2.5h,得到相变微胶囊油性混悬液。
55.得到的相变微胶囊油性混悬液的相变温度为17.18℃、相变潜热为204j/g、介电常数为2.1、密度(25℃)为0.97g/cm3、运动粘度(40℃)为8.5cst,至少可均匀悬浮30天,保持高流动性和相变微胶囊不产生分层、不沉积。
56.上述所述的相变微胶囊油性混悬液在idc冷却液上的应用:在自搭建的idc冷板式液冷模型中,冷却循环箱中装2l微胶囊相变微胶囊油性混悬液,对恒定功率100w的芯片进行散热模拟,与装有冷却液为水的装置相比,芯片表面平均温度为32.0℃,下降了3.2℃;循环次数500次时,相变微胶囊油性混悬液的衰变率只为0.378,通过寿命预测,循环寿命可达960次。
57.实施例3
58.一种相变微胶囊油性混悬液,包括以下质量份数的组分:85份有机油相溶剂(70份矿物油、15份天然气合成油)、7.5份活性分散剂(2.5份辛基三乙氧基硅烷和5份十二烷基三甲氧基硅烷)以及7.5份二十烷相变微胶囊(控制粒径约为10μm,芯材为正二十烷,芯材在所述相变微胶囊的质量百分比≥85%)。
59.制备方法如下:
60.s1、将70份矿物油、15份天然气合成油磁力搅拌至溶液分散均匀,得到有机油相分散溶液;将7.5份二十烷相变微胶囊100℃下预干燥2h,加入到有机油相分散溶液中搅拌至分散均匀,具体地,搅拌温度为50℃,转速为400rpm,搅拌时间为35min。
61.s2、将5份十二烷基三甲氧基硅烷加入s1得到的溶液中,搅拌40min,再加入2.5份辛基三乙氧基硅烷搅拌45min,具体地,搅拌温度为50℃,转速为400rpm,得到混悬液。
62.s3、将混悬液超声分散并静置,超声功率500w、超声功率40khz,超声2h,得到相变微胶囊油性混悬液。
63.相变微胶囊油性混悬液的相变温度为36.61℃、相变潜热为181j/g、介电常数为2.0、密度(25℃)为0.85g/cm3、运动粘度(40℃)为6.7cst,至少可均匀悬浮30天,保持高流动性和相变微胶囊不产生分层、不沉积。
64.上述所述的相变微胶囊油性混悬液在idc冷却液上的应用:在自搭建的idc冷板式液冷模型中,冷却循环箱中装2l相变微胶囊悬液,对恒定功率100w的芯片进行散热模拟,与装有冷却液为水的装置相比,芯片表面平均温度为31.8℃,下降了3.5℃;循环次数500次时,相变微胶囊油性混悬液的衰变率只为0.324,通过寿命预测,循环寿命可达1060次。
65.实施例4
66.一种相变微胶囊油性混悬液,包括以下质量份数的组分:88份有机油相溶剂天然植物油、6份活性分散剂(2份甲基三甲氧基硅烷、2份乙基三乙氧基硅烷和2份辛基三乙氧基硅烷)以及6份正十九烷相变微胶囊(控制粒径约为10μm,芯材为正十九烷,芯材在相变微胶囊的质量百分比≥85%)。
67.制备方法如下:
68.s1、将6份正十九烷相变微胶囊100℃下预干燥2h,加入到88份有机油相溶剂天然植物油中搅拌至分散均匀,具体地,搅拌温度为45℃,转速为600rpm,搅拌时间为50min。
69.s2、将2份甲基三甲氧基硅烷加入s1得到的溶液中,搅拌20min,再加入2份乙基三乙氧基硅烷搅拌25min,再加入2份辛基三乙氧基硅烷搅拌30min,具体地,搅拌温度为55℃,转速为550rpm,得到混悬液。
70.s3、将混悬液超声分散并静置,超声功率500w、超声功率40khz,超声2h,得到相变微胶囊油性混悬液。
71.相变微胶囊油性混悬液的相变温度为31.6℃、相变潜热为187j/g、介电常数为2.1、密度(25℃)为0.81g/cm3、运动粘度(40℃)为6.6cst,至少可均匀悬浮30天,保持高流动性和相变微胶囊不产生分层、不沉积。
72.上述所述的相变微胶囊油性混悬液在idc冷却液上的应用:在自搭建的idc冷板式液冷模型中,冷却循环箱中装2l微胶囊相变微胶囊油性混悬液,对恒定功率100w的芯片进行散热模拟,与装有冷却液为水的装置相比,芯片表面平均温度为32.3℃,下降了2.8℃;循环次数500次时,相变微胶囊油性混悬液的衰变率只为0.498,通过寿命预测,循环寿命可达860次。
73.实施例5
74.一种相变微胶囊油性混悬液,包括以下质量份数的组分:84份有机油相溶剂(65份电子氟化液、19份合成脂)、8份活性分散剂(2份聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、2份吐温-80、2份聚乙烯吡咯烷酮和2份辛基三乙氧基硅烷)以及8份正十八烷相变微胶囊(控制粒径约为10μm,芯材为正十八烷)。
75.制备方法如下:
76.s1、将65份电子氟化液、19份合成脂搅拌至溶液分散均匀,得到有机油相分散溶液;将8份正十八烷相变微胶囊95℃下预干燥2h,加入到有机油相分散溶中搅拌至分散均匀,具体地,搅拌温度为45℃,转速为600rpm,搅拌时间为50min。
77.s2、将2份聚氧乙烯辛基苯酚醚-10加入s1得到的溶液中,搅拌10min,再加入2份吐温-80搅拌10min,再加入2份吐温-80搅拌15min,再加入2份聚乙烯吡咯烷酮搅拌15min,再加入2份辛基三乙氧基硅烷搅拌30min,具体地,搅拌温度为55℃,转速为550rpm,得到混悬液。
78.s3、将混悬液超声分散并静置,超声功率500w、超声功率40khz,超声2h,得到相变微胶囊油性混悬液。
79.相变微胶囊油性混悬液的相变温度为27.6℃、相变潜热为192j/g、介电常数为2.2、密度(25℃)为0.86g/cm3、运动粘度(40℃)为8.3cst,至少可均匀悬浮30天,保持高流动性和相变微胶囊不产生分层、不沉积。
80.上述所述的相变微胶囊油性混悬液在idc冷却液上的应用:在自搭建的idc冷板式液冷模型中,冷却循环箱中装2l相变微胶囊油性混悬液,对恒定功率100w的芯片进行散热模拟,与装有冷却液为水的装置相比,芯片表面平均温度为31.3℃,下降了4.1℃;循环次数500次时,相变微胶囊油性混悬液的衰变率只为0.304,通过寿命预测,循环寿命可达1200次。
81.实施例6
82.一种相变微胶囊油性混悬液,包括以下质量份数的组分:87份有机油相溶剂(60份的二甲基硅油,15份的pao基础油,12份的天然气合成油)、5份活性分散剂(2.8份的十二烷基三甲氧基硅烷、1.2份的乙基三乙氧基硅烷和1份甲基三甲氧基硅烷)以及8份相变微胶囊(控制粒径约为7.5μm,芯材为环己烷和环辛烷,芯材在相变微胶囊的质量百分比≥85%)。
83.制备方法如下:
84.s1、将60份的二甲基硅油、15份的pao基础油、12份的天然气合成油搅拌至溶液分散均匀,得到有机油相分散溶液;将8份相变微胶囊95℃下预干燥2h,加入到有机油相分散溶中搅拌至分散均匀,具体地,搅拌温度为45℃,转速为600rpm,搅拌时间为50min。
85.s2、将2.8份聚氧乙烯辛基苯酚醚-10加入s1得到的溶液中,搅拌10min,再加入1.2份乙基三乙氧基硅烷搅拌10min,再加入2份吐温-80搅拌15min,再加入1份甲基三甲氧基硅烷搅拌15min,再加入2份辛基三乙氧基硅烷搅拌30min,具体地,搅拌温度为55℃,转速为550rpm,得到混悬液。
86.s3、将混悬液超声分散并静置,超声功率500w、超声功率40khz,超声2h,得到相变微胶囊油性混悬液。
87.相变微胶囊油性混悬液的相变温度为13.2℃、相变潜热为205j/g、介电常数为2.1、密度(25℃)为0.87g/cm3、运动粘度(40℃)为8.2cst,至少可均匀悬浮30天,保持高流动性和相变微胶囊不产生分层、不沉积。
88.上述所述的相变微胶囊油性混悬液在idc冷却液上的应用:在自搭建的idc冷板式液冷模型中,冷却循环箱中装2l的相变微胶囊油性混悬液,对恒定功率100w的芯片进行散热模拟,与装有冷却液为水的装置相比,芯片表面平均温度为30.2℃,下降了5.2℃;循环次数500次时,相变微胶囊油性混悬液的衰变率只为0.279,通过寿命预测,循环寿命可达1500次。
89.对比例1
90.相比上述实施例1至6,本对比例的一种相变微胶囊油性混悬液,只添加单一的活
性分散剂,包括以下质量份数的组分:87份有机油相溶剂(75份的二甲基硅油,12份的天然气合成油)、5份活性分散剂(十二烷基三甲氧基硅烷)以及8份相变微胶囊(控制粒径约为7.5μm,芯材为十八烷,芯材在相变微胶囊的质量百分比≥85%)。
91.制备方法如下:
92.s1、将75份的二甲基硅油,12份的天然气合成油搅拌至溶液分散均匀,得到有机油相分散溶液;将8份相变微胶囊95℃下预干燥1h,加入到有机油相分散溶液中搅拌至分散均匀,具体地,搅拌温度为45℃,转速为600rpm,搅拌时间为50min。
93.s2、将5份十二烷基三甲氧基硅烷加入s1得到的溶液中,搅拌30min,具体地,搅拌温度为55℃,转速为550rpm,得到混悬液。
94.s3、将混悬液超声分散并静置,超声功率500w、超声功率40khz,超声2h,得到相变微胶囊油性混悬液。
95.相变微胶囊油性悬液;其相变温度为29.2℃、相变潜热为185j/g、介电常数为2.1、密度(25℃)为0.87g/cm3、运动粘度(40℃)为7.3cst,可均匀悬浮20天,相变微胶囊产生分层、沉积。
96.上述所述的相变微胶囊油性混悬液在idc冷却液上的应用:在自搭建的idc冷板式液冷模型中,冷却循环箱中装2l微胶囊相变微胶囊油性混悬液,对恒定功率100w的芯片进行散热模拟,与装有冷却液为水的装置相比,芯片表面平均温度为34.3℃,下降了1.0℃;循环次数500次时,相变微胶囊油性混悬液失效,表现为微胶囊完全沉积,潜热大幅度下降,仅为112j/g,下降率高达39.5%。
97.对比例2
98.一种相变微胶囊水性溶液液,包括以下质量份数的组分:90份水、5份活性分散剂(3份的聚氧乙烯辛基苯酚醚-10和2份的吐温-20)以及5份十八烷相变微胶囊(控制粒径约为0.5μm,芯材为正十八烷,芯材在相变微胶囊的质量百分比≥85%)。
99.制备方法如下:
100.s1、将5份的十八烷相变微胶囊80℃下预干燥1h,加入到水中搅拌至分散均匀,具体地,搅拌温度为35℃,转速为750rpm,搅拌时间为60min。
101.s2、将3份的聚氧乙烯辛基苯酚醚-10加入s1得到的溶液中,搅拌25min,再加入2份的吐温-20搅拌25min,具体地,搅拌温度为35℃,转速为750rpm,得到混悬液。
102.s3、将混悬液超声分散并静置,超声功率500w、超声功率40khz,超声2h,得到相变微胶囊油性混悬液。
103.相变微胶囊水相混悬液的相变温度为27.81℃、相变潜热为164j/g、介电常数为2.0、密度(25℃)为0.84g/cm3、运动粘度(40℃)为5.9cst。均匀悬浮7天后相变微胶囊产生分层、沉积到容器底部。
104.在自搭建的idc冷板式液冷模型中,冷却循环箱中装2l上述的相变微胶囊水相混悬液,对恒定功率100w的芯片进行散热模拟,与装有冷却液为水的装置相比,芯片表面平均温度为34.2℃,下降了1.5℃;环次数300次时,相变微胶囊水相混悬液失效,表现为微胶囊大量破壁、完全沉积,微胶囊内十八烷油相流出,可以看到明显分层,潜热大幅度下降,仅为32j/g,下降率高达80.5%。
105.由实施例1-6的变微胶囊油性混悬液质量检测结果可知,本发明的油性混悬液相
变潜热高,绝缘稳定性好,相变潜热>180kj/kg、介电常数《2.2、导电系数》1w/k
·
m,分散稳定性能好,至少可均匀悬浮30天,保持高流动性和相变微胶囊不产生分层、不沉积,适用于idc液冷技术时,冷却效果好,循环稳定性好,衰变率低,循环寿命最高可达1500次;而对比例1-2的相变混悬液,相变潜热低,分散稳定性差,易沉积、易分层,不适宜用于idc液冷技术。
106.可以理解的,以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制;应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,可以对上述技术特点进行自由组合,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围;因此,凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰,均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1