[发明专利]一种冷却介质组合物及其制备方法

说明书

本公开涉及一种冷却介质组合物，所述冷却介质组合物中包括：80‑90重量份的低黏度合成型基础油、5‑15重量份的氟化液、0.5‑2重量份的偶联剂、0.1‑1重量份的抗氧剂、0.01‑0.1重量份的金属减活剂、0.1‑1重量份的分散剂和0.01‑0.1重量份的阻燃剂。该组合物具有良好的流动性能、黏温性能、换热性能和电性能，以及优异的化学和热稳定性、较高的闪点、良好的材料兼容性，该组合物可以满足动力电池、数据中心等电子设备浸没式冷却的技术要求，且具有一定的成本优势。

技术领域

本公开涉及冷却介质技术领域，具体地，涉及一种冷却介质组合物及其制备方法和应用。

背景技术

随着动力电池、数据中心和芯片等电子技术的发展，电子元件的热流密度正在持续增加，某些电子元件上局部热流密度可达到1.5KW/cm²。为了更好地解决电子设备的散热问题，提髙其工作稳定性和延长其寿命，必须对高热流密度的电子设备进行热能控制。目前最常用的两种热能管理方式为风冷和液冷，其中液冷又可分为直接式液冷和间接式液冷。

风冷热管理系统结构简单、成本较低、安全稳定、维护方便，故大量的早期电子设备的热能控制皆选用了风冷方式，如现有的许多动力电池、数据中心等。但是风冷本身的散热换热效率相对较低，无法满足高热流密度电子元件的散热要求。

间接液冷技术是指液体冷却介质主要通过设计的冷板或冷管与电子元件进行换热。间接式液冷具有换热效率高，传热速度快，温度均匀性控制好，技术相对比较成熟等优点，是目前应用最广的高效电子设备热能控制方案，实际应用中间接式液冷技术选用的冷却介质主要为水和乙二醇的混合物。直接液冷技术是指冷却介质与电子元器件直接接触的换热过程，主要方式为浸没式冷却。浸没式是指将电子设备部分或全部浸没在冷却介质内换热，这样使得电子设备和冷却介质的接触面积比较大，在相同的条件下传热更充分，散热更均匀。

风冷和间接式液冷在一定程度上可以缓解电子设备的散热问题，但是不足以满足高热流密度电子元件的散热要求，其缺点明显，传热过程复杂，存在接触热阻及对流换热热阻，热阻总和大，换热效率低，同时可能导致电子设备内部热量叠加，无法达到控制设备中温度场的均匀。而直接浸没式冷却技术即将整个电子设备完全浸没在冷却介质中，相比于现有的间接式冷却技术，其具有换热效率高、结构简单、安全性能高、维护方便等诸多优点，虽然现在只有少数应用案例，但随着相关技术的发展，其将会是解决电子设备热失控问题的最佳选择。

由于浸没式冷却时电子设备与冷却介质直接接触，这也就要求冷却介质必须具有良好的绝缘性以防止电子设备工作时短路，此外，还需冷却介质具有良好的稳定性、电性能、材料相容性、换热性、安全性等。目前市场上应用较多且综合性能最好的浸没式冷却介质为氟化液，但氟化液成本相对较高，这将极大地限制其使用范围。

因此，亟需提供一种满足电子设备热管理要求且具有一定成本优势的浸没式冷却介质组合物。

发明内容

本公开的目的是提供一种电子设备浸没式冷却介质组合物及其制备方法，该组合物具有良好的流动性能、黏温性能、换热性能和电性能，以及优异的化学和热稳定性、较高的闪点、良好的材料兼容性，可以满足动力电池、数据中心等电子设备浸没式冷却的技术要求，且具有一定的成本优势。

为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种冷却介质组合物，所述冷却介质组合物中包括：80-90重量份的低黏度合成型基础油、5-15重量份的氟化液、0.5-2重量份的偶联剂、0.1-1重量份的抗氧剂、0.01-0.1重量份的金属减活剂、0.1-1重量份的分散剂和0.01-0.1重量份的阻燃剂。

本公开第二方面提供了第一方面所述冷却介质组合物的制备方法，其中，所述方法包括如下步骤：按组分配比将低黏度合成型基础油、抗氧剂、金属减活剂、分散剂和阻燃剂均匀混合后注入调合釜中，采用自动批量调和或同步剂量调和方式进行调合，在40-50℃下搅拌1-2小时后，在搅拌状态下依次缓慢加入偶联剂和氟化液，搅拌1-2小时后即可得。