[发明专利]高导热性层状相变复合材料

说明书

在一个方面中，层状相变复合材料包括：包含相变材料、多个氮化硼颗粒和粘结剂的相变层；以及位于相变层的相反侧上的第一覆盖层和第二覆盖层。在另一个方面中，制造所述层状相变复合材料的方法包括：由第一组合物形成第一覆盖层；由相变组合物形成相变层，其中形成相变层包括使相变组合物在3向振动台上振动；以及由第二组合物形成第二覆盖层。

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年1月8日提交的美国临时专利申请序列号62/958,644的权益。相关申请通过引用整体并入本文。

背景技术

诸如电视、收音机、计算机、医疗器械、商业机器和通信设备的电子装置的电路设计已经变得越来越小且越来越薄。这样的电子组件的功率增加导致热产生增加。此外，更小的电子组件被更密集地封装在越来越小的空间内，导致热产生更强。同时，电子装置中的温度敏感性元件通常需要保持在规定的运行温度内以避免显著的性能劣化或者甚至系统故障。因此，制造商持续面临使电子装置中产生的热消散的挑战。

仍然需要用于各种装置中，特别是电子装置中的热管理的新方法，并且对具有增强的散热能力的电绝缘材料的需求增加。

发明内容

本文公开了具有高导热性的层状相变复合材料。

在一个方面中，层状相变复合材料包括：包含相变材料、多个氮化硼颗粒和粘结剂的相变层；以及位于相变层的相反(两)侧上的第一覆盖层和第二覆盖层。

在另一个方面中，制造所述层状相变复合材料的方法包括：由第一组合物形成第一覆盖层；由相变组合物形成相变层，其中形成相变层包括使相变组合物在3向振动台上振动；以及由第二组合物形成第二覆盖层。

在又一个方面中，制品可以包含所述层状相变复合材料。

上述特征和其他特征通过以下附图、具体实施方式和权利要求来例示。

附图说明

附图为示例性实施方案，其中相同的元件编号相同。

图1为高导热性层状相变复合材料的一个实施方案的图示；

图2为实施例1的相变层在固化之后的俯视图的显微图像；以及

图3为实施例1的层状相变复合材料的截面的扫描电子显微图像。

具体实施方式

相变材料(phase change material，PCM)是可以在相转变例如熔化和凝固期间分别吸收和释放大量潜热的具有高熔化热的物质。在相变期间，相变材料的温度(本文中被称为转变温度)可以几乎保持恒定，基本上抑制或阻止热能流过该材料。以这种方式，可以由相变材料可逆地储存和除去热。虽然相变材料的固体块具有非常大的理论吸热容量，但是由于在整个材料中的热传递困难，因此该过程通常不是快速的。因此，开发用于其中需要热较快传入和传出材料的各种应用的包含相变材料的制品是具有挑战性的。

为了提高进出相变材料的热传递，开发了包括相变层的层状相变复合材料。相变层包含相变材料、多个氮化硼颗粒和粘结剂。在相变层中包含氮化硼颗粒使得热进出相变层的传递速率出乎意料地提高。氮化硼颗粒和相变材料的组合可以特别有利于用作热管理材料，尤其是在电子装置中，有利之处在于相变材料的高结晶性可以允许高的潜热容量和能量吸收的组合，同时氮化硼可以引入较高的热导率和电绝缘。特性的这种组合可以引起改善的热管理、较低的热积累、较少的问题，并且可以允许更好地管理温度间歇现象。层状相变复合材料可以为制品提供改善的热稳定性，从而减少性能的劣化并增加制品的寿命。

进一步发现，如果在三个方向上振动的同时形成相变层，则相变材料中的氮化硼颗粒，特别是氮化硼颗粒的小片可以在垂直于相变层的宽表面的方向上取向。氮化硼颗粒的垂直取向可以导致相变层的热导率的进一步提高。