[发明专利]正十八烷相变微乳液及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种微乳液及其制备方法和应用，尤其涉及一种相变微乳液及其制备方法和应用。

背景技术

微电子技术的迅猛发展，促使各种功能模块高度集成化，芯片温度则不断攀升，芯片的热流密度急剧增长，由此带来的散热问题日益突出。微通道散热器是一种新兴的高效液冷散热技术，在大规模集成电路和高功率芯片的热管理技术中正逐步得到应用，其工作原理是利用冷却工质在为通道中流动时带走大量热量，从而达到冷却散热效果。目前，微通道散热用冷却工质主要为水，虽然与一般的冷却工质相比水具有较大的比热，但在高热流密度和泵功有限的条件下，其热导率和比热容仍显得偏小，散热效率有限，消耗量很大，仍无法满足实际所需。为提高冷却工质的表观比热，目前多采用的方法是在基液中分散有机固-液相变材料来制备相变微胶囊悬浮液、相变乳状液等，但相变微胶囊悬浮液和相变乳状液的微胶囊颗粒、相变颗粒在微米级，流体粘度大，用于微通道时流动阻力大，甚至会粘污、堵塞微通道，泵功消耗大。而且，微胶囊颗粒为有机材料，热导率低，使得流体中心的温度偏低，部分不发生相变，降低了强化传热效果；乳状液为热力学不稳定体系，进行数次固液相变循环后容易发生破乳、分层现象，致使产品失效。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种相变潜热高、适用温度范围宽、稳定性好、可用作高效散热冷却工质的正十八烷相变微乳液，还相应提供一种配方简单、成本低、制备容易的该正十八烷相变微乳液的制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种正十八烷相变微乳液，所述相变微乳液包括水和以下质量分数的组分：

正十八烷       5%～40%，

表面活性剂     2%～20%，

脂肪醇类        0～20%，和

无机盐类        0～3%。

上述的正十八烷相变微乳液中，所述表面活性剂优选为亲水亲油平衡值（HLB值）大于或等于8的表面活性剂中的一种或多种复配。

上述的正十八烷相变微乳液中，所述表面活性剂优选为工业级剂料。相较现有技术中所采用的乳化效率高但价格昂贵的表面活性剂，本发明技术方案优选采用的表面活性剂可为化工业副产品，价廉易得，来源广泛，且乳化效率优异。

上述的正十八烷相变微乳液主要为水包油体系（O/W型），因此，所述表面活性剂优选为Tween80、Tween60、Tween40、Tween20、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、土耳其红油、聚氧乙烯蓖麻油系列（EL20、30、35、40、60、80）、聚氧乙烯氢化蓖麻油系列（CO40、RH40）、十八烷基硫酸钠、十八烷基聚氧乙烯醚、十八烷基聚氧乙烯醚磷酸酯一种或多种。

上述的正十八烷相变微乳液中，优选采用中短链长的脂肪醇类作为助表面活性剂，所述的脂肪醇类优选为乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、正己醇中的至少一种。在上述本发明的微乳体系中，这些优选脂肪醇的加入可以增加油水界面膜的柔性，调节HLB值，降低界面张力，使界面易于弯曲，有利于微乳液的自发形成，使微乳液的粒径更小，体系更稳定，同时有利于增加体系的增溶水量或油量。

上述的正十八烷相变微乳液中，所述的无机盐类优选为NaCl、KCl、CaCl₂、MgCl₂、AlCl₃中的至少一种。在上述本发明的微乳体系中，这些优选无机盐的加入可以调节油水界面膜的电子层厚度，利于微乳液的形成，使体系更稳定，同时利于增加体系的增容油量或水量。

上述的正十八烷相变微乳液中，所述的正十八烷优选为98%AR级。

上述的正十八烷相变微乳液中，所述的相变微乳液优选为澄清透明或淡蓝色微乳液，所述的相变微乳液中分散液滴的粒径大小分布优选为10nm～100nm。

上述本发明的技术方案中，所述的正十八烷相变微乳液是以正十八烷为油相，在所述表面活性剂以及优选的助表面活性剂的作用下，油水界面张力大大降低，甚至产生瞬时负界面张力，引起自发乳化形成微乳液，并保持其良好稳定性；基于该特性，本发明的正十八烷相变微乳液在微通道内循环过程中不会发生破乳、分层等可能导致失效的状况，有效使用寿命更长。