一种相变导热结构件及其制备方法与流程

1.本发明属于相变导热复合材料技术领域，具体涉及一种相变导热结构件及其制备方法。


背景技术：

2.在迈向5g及新能源汽车普及的重要产业背景下，终端市场和基站以及新能源电池领域均将产生大量新增导热材料需求。
3.尤其是在新能源汽车部件的设备中，目前越来越多的厂家选择在电池包部件或机械部件等发热体生成的热进行散热管理时，以提高向该散热体的导热储能效率为目的在发热体和散热体之间配置相变导热结构件的情形。
4.但目前的相变导热结构件更多的是关注与提升导热系数和相变储能性能，很少涉及到柔韧性问题，这样在受热时可能带来较大的内应力，或者因性脆的缘故直接导致结构损坏，对元器件造成不良影响。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种相变导热结构件及其制备方法。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种相变导热结构件，包括：a组分和b组分；所述a组分包括相变混合颗粒粉体，偶联剂，基体硅橡胶；所述b组分包括固化剂，分散剂，催化剂。
7.进一步的，所述a组分与b组分的重量比为10：2-5。
8.进一步的，所述a组分中的相变混合颗粒粉体与基体硅橡胶的重量比为2：1-1.5；所述偶联剂占a组分重量的0.5％-1％。
9.进一步的，所述相变混合颗粒粉体包括相变粉体，以及具有微观孔洞结构的物质。
10.进一步的，所述相变粉体与具有微观孔洞结构的物质的重量比为1:10-20。
11.进一步的，所述相变粉体包括烷烃蜡、石蜡、脂肪酸、聚乙二醇中的一种或几种，相变热焓在180-220j/g范围内。
12.进一步的，所述具有微观孔洞结构的物质包括膨胀石墨和/或二氧化硅气凝胶中，粒径在50-100μm范围内。
13.进一步的，所述偶联剂包括：硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种。
14.进一步的，所述b组分中的固化剂、分散剂、催化剂的重量比例为5-8:1-3:0.5-1。
15.第二方面，本发明还提供了一种相变导热结构件的制备方法，包括：将相变粉体、具有微观孔洞结构的物质混合，在80-100℃下使其处于融溶状态，真空下搅拌10-20min；将偶联剂加入，真空下搅拌20-30min；降温，将所得半块状粉体高速粉碎过筛，控制最大粒径小于150μm；加入有机基体硅橡胶，高速搅拌10-30min，制得a组分；将固化剂，分散剂，催化剂混合，真空下搅拌30-60min，制得b组分；将a组分和b组分混合，在70-90℃固化，制得相变
导热结构件。
16.本发明的有益效果是，对成本较低的相变粉体进行偶联剂表面改性，使其更易分散填充，然后用具有微观孔洞结构的物质对其进行吸附半固定，制成混合颗粒粉体，然后用有机硅橡胶对其进行包覆固化制得而成，从而达到兼具柔软性和低成本的双重目的。与现有技术相比，本发明提供的相变导热结构件的热焓＞50j/g，导热系数＞0.7w/mk，邵氏d硬度20-40，韧性良好，对比市场上现有的产品不存在性脆的缺点，达到了市场要求的散热储能效果，同时成本较低，符合物美价廉的要求。
17.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
18.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本发明的相变导热结构件制备方法的流程图。
具体实施方式
21.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例1
23.本实施例1提供了一种相变导热结构件，包括：a组分和b组分；所述a组分包括相变混合颗粒粉体，偶联剂，基体硅橡胶；所述b组分包括固化剂，分散剂，催化剂。
24.在本实施例中，可选的，所述a组分与b组分的重量比为10：2-5；所述a组分中的相变混合颗粒粉体与基体硅橡胶的重量比为2：1-1.5；所述偶联剂占a组分重量的0.5％-1％。
25.在本实施例中，优选的，所述相变混合颗粒粉体包括相变粉体，以及具有微观孔洞结构的物质；所述相变粉体与具有微观孔洞结构的物质的重量比为1:10-20。
26.具体的，所述相变粉体包括烷烃蜡、石蜡、脂肪酸、聚乙二醇中的一种或几种，相变热焓在180-220j/g范围内；所述具有微观孔洞结构的物质包括膨胀石墨和/或二氧化硅气凝胶中，粒径在50-100μm范围内。
27.在本实施例中，可选的，所述偶联剂包括：硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种。
28.在本实施例中，可选的，所述b组分中的固化剂、分散剂、催化剂的重量比例为5-8:1-3:0.5-1。
29.其中，分散剂可以是byk-430，byk-378，byk-333中的一种或几种。
30.实施例2
31.在实施例1的基础上，本实施例2提供了一种相变导热结构件的制备方法，包括：将相变粉体、具有微观孔洞结构的物质混合，在80-100℃下使其处于融溶状态，真空下搅拌10-20min；将偶联剂加入，真空下搅拌20-30min；降温，将所得半块状粉体高速粉碎过筛，控制最大粒径小于150μm,有利于增大填充率增大热焓；加入有机基体硅橡胶，高速搅拌10-30min，制得a组分；将固化剂，分散剂，催化剂混合，真空下搅拌30-60min，制得b组分；将a组分和b组分混合，在70-90℃固化，制得相变导热结构件。其中，真空下搅拌的速度为30-60r/min。
32.在上述实施例的基础上，以下例举具体制备方法。
33.实施例3
34.将8份50μm膨胀石墨、10份100μm膨胀石墨、180份热焓200j/g相变石蜡加入反应釜，不同粒径搭配有利于提高填充率增大热焓；100℃下，真空下搅拌20min，搅拌速度30r/min；
35.加入2份偶联剂硅烷偶联剂kh5060，60r/min高速搅拌30min；
36.降温，将所得半块状粉体高速粉碎过325目筛，取过筛，控制最大粒径小于150μm,有利于增大填充率提升热焓；粉体60份加入40份乙烯基有机硅橡胶，高速搅拌15min，制得a组分；
37.将13份含氢固化剂，6份分散剂byk430，1份铂金催化剂混合，真空下搅拌30min，制得b组分；
38.将上述a组分和b组分按5:1比例混合，70℃高温固化，制得相变导热结构件。
39.性能为：相变温度点在43-48℃范围内，热焓值为115j/g，邵氏d硬度25度，导热系数0.75w/mk。
40.实施例4
41.将6份50μm膨胀石墨、14份100μm膨胀石墨、140份热焓200j/g相变石蜡加入反应釜，不同粒径搭配有利于提高填充率增大热焓提升热焓；100℃下，真空下搅拌25min，搅拌速度40r/min；
42.加入1.5份偶联剂硅烷偶联剂kh5060，60r/min高速搅拌30min；
43.降温，将所得半块状粉体高速粉碎过325目筛，取过筛，控制最大粒径小于150μm,有利于增大填充率，粉体65份加入35份乙烯基有机硅橡胶，高速搅拌25min，制得a组分；
44.将15份含氢固化剂、4份分散剂byk430、1份铂金催化剂混合，真空下搅拌30min，制得b组分；
45.将上述a组分和b组分按5:1.5比例混合70℃高温固化，制得相变导热结构件。
46.性能为：相变温度点在43-48℃范围内，热焓值为101j/g，邵氏d硬度30度，导热系数0.92w/mk。
47.综上所述，本发明通过对成本较低的相变粉体进行偶联剂表面改性，使其更易分散填充，然后用具有微观孔洞结构的物质对其进行吸附半固定，制成混合颗粒粉体，然后用有机硅橡胶对其进行包覆固化制得而成，从而达到兼具柔软性和低成本的双重目的。与现有技术相比，本发明提供的相变导热结构件的热焓＞50j/g，导热系数＞0.7w/mk，邵氏d硬度20-40，韧性良好，对比市场上现有的产品不存在性脆的缺点，达到了市场要求的散热储
能效果，同时成本较低，符合物美价廉的要求。
48.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

技术特征：
1.一种相变导热结构件，其特征在于，包括：a组分和b组分；所述a组分包括相变混合颗粒粉体，偶联剂，基体硅橡胶；所述b组分包括固化剂，分散剂，催化剂。2.如权利要求1所述的相变导热结构件，其特征在于，所述a组分与b组分的重量比为10：2-5。3.如权利要求2所述的相变导热结构件，其特征在于，所述a组分中的相变混合颗粒粉体与基体硅橡胶的重量比为2：1-1.5；所述偶联剂占a组分重量的0.5％-1％。4.如权利要求1所述的相变导热结构件，其特征在于，所述相变混合颗粒粉体包括相变粉体，以及具有微观孔洞结构的物质。5.如权利要求4所述的相变导热结构件，其特征在于，所述相变粉体与具有微观孔洞结构的物质的重量比为1:10-20。6.如权利要求4所述的相变导热结构件，其特征在于，所述相变粉体包括烷烃蜡、石蜡、脂肪酸、聚乙二醇中的一种或几种，相变热焓在180-220j/g范围内。7.如权利要求4所述的相变导热结构件，其特征在于，所述具有微观孔洞结构的物质包括膨胀石墨和/或二氧化硅气凝胶中，粒径在50-100μm范围内。8.如权利要求1所述的相变导热结构件，其特征在于，所述偶联剂包括：硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种。9.如权利要求1所述的相变导热结构件，其特征在于，所述b组分中的固化剂、分散剂、催化剂的重量比例为5-8:1-3:0.5-1。10.一种相变导热结构件的制备方法，包括：将相变粉体、具有微观孔洞结构的物质混合，在80-100℃下使其处于融溶状态，真空下搅拌10-20min；将偶联剂加入，真空下搅拌20-30min；降温，将所得半块状粉体高速粉碎过筛，控制最大粒径小于150μm；加入有机基体硅橡胶，高速搅拌10-30min，制得a组分；将固化剂，分散剂，催化剂混合，真空下搅拌30-60min，制得b组分；将a组分和b组分混合，在70-90℃固化，制得相变导热结构件。

技术总结
本发明属于相变导热复合材料技术领域，具体涉及一种相变导热结构件及其制备方法。所述相变导热结构件包括：A组分和B组分；所述A组分包括相变混合颗粒粉体，偶联剂，基体硅橡胶；所述B组分包括固化剂，分散剂，催化剂。本发明的有益效果是，对成本较低的相变粉体进行表面改性，然后用具有微观孔洞结构的物质对其进行吸附半固定，制成混合颗粒粉体，然后用有机硅橡胶对其进行包覆固化制得而成，从而达到兼具柔软性和低成本的双重目的。软性和低成本的双重目的。软性和低成本的双重目的。


技术研发人员：胡海洋 徐世中
受保护的技术使用者：碳元科技股份有限公司
技术研发日：2021.12.29
技术公布日：2022/3/8