[发明专利]一种核壳结构相变材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种核壳结构相变材料及其制备方法，该核壳结构相变材料包括芯层和包覆于芯层外部的壳层；其中，壳层的材料包括基础支撑材料和导热增强剂，基础支撑材料选自高密度聚乙烯或加成型液体硅橡胶；芯层的材料包括相变材料及导热增强剂，芯层的材料中导热增强剂的用量占相变材料质量的0％～95％。通过以上方式，以高密度聚乙烯或加成型液体硅橡胶作为基础支撑材料，其与导热增强剂作为壳层材料，可显著提高核壳结构相变材料的导热性；通过壳层材料将芯层材料包在芯部，能够有效地防止相变材料在相变点温度以上液化后发生泄漏的问题。

技术领域

本发明涉及相变材料技术领域，具体涉及一种核壳结构相变材料及其制备方法。

背景技术

随着电子技术行业快速发展，电器越来越趋于小型化、集成化，电器的工作环境也面临着高功率、高热流密度的考验，若电器没有良好的冷却条件，势必影响电子器件的正常工作，无论是对电子器件的工作性能还是对于使用者的自身安全性都有非常大的影响，因此，这就对电子器件的热控提出了要求。

热控的主要目的是维持电子器件的工作环境的温度不超出正常工作温度范围并且控制温度场的均匀性和稳定性。实现热控的方式主要有主动热控和被动热控两种，主动热控需要消耗外界的能量来排热散热，被动热控只需要合理的使用导热材料及合理的设计器件内部结构便可实现热控。相变热控是被动热控的一种，是指利用相变材料在其相变点温度附近能大量吸收或释放热量而维持温度基本不变的特性来实现对设备温度场的控制。

相变热控技术属于储能型被动温控，其热控能力主要取决于所用材料自身的热物性能。定型相变材料由相变基体材料和支撑材料复合而成。目前定型相变材料使用的相变基体材料和支撑材料的热导率通常都比较低，相变基体材料多使用固-液相变材料，而相变材料处于液态时具有一定的流动性，使其容易发生泄漏，封装困难，这极大地限制了其实际应用功能。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种核壳结构相变材料及其制备方法。

本发明所采用的技术方案是：一种核壳结构相变材料，包括芯层和包覆于所述芯层外部的壳层；所述壳层的材料包括导热增强剂和基础支撑材料，所述基础支撑材料选自高密度聚乙烯或加成型液体硅橡胶；所述芯层的材料包括相变材料及导热增强剂，所述芯层的材料中导热增强剂的用量占相变材料质量的0％～95％。

高密度聚乙烯(简称“HDPE”)，是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂，其熔点为130℃，密度为0.946～0.976g/cm³，具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，且具有较高的刚性和韧性，机械强度好。优选地，加成型液体硅橡胶的组分包含乙烯基硅油、含氢硅油、催化剂、抑制剂和偶联剂。进一步优选地，乙烯基硅油选自粘度为100cs-10000cs的乙烯基硅油中的一种或多种。

优选地，所述壳层的材料中导热增强剂的用量占所述基础支撑材料质量的5％～95％。

优选地，所述导热增强剂选自膨胀石墨、碳纳米管、碳纤维、石墨烯、Cu粉、Ag粉、SiC粉末、Al₂O₃粉末中的一种或多种。壳层和芯层材料中的导热增强剂可相同或不同。

相变材料一般选择相变温度大于25℃的相变材料。优选地，所述相变材料选自石蜡、十八烷、聚乙二醇、植物油、豆油蜡中的一种或多种。

优选地，所述壳层的材料与所述芯层的材料体积比为(0.1～10)：1。

若壳层的材料中以高密度聚乙烯作为基础支撑材料，一般还会在壳层的材料中添加抗氧化剂，以防止壳层材料中的高分子材料HDPE老化和防止引入氧化支链影响材料的导热。

优选地，所述抗氧化剂的用量占所述基础支撑材料质量的3％～7％。