一种高导热率复合相变材料及其制备方法与流程

本发明涉及复合相变材料领域，尤其涉及一种高导热率复合相变材料及其制备方法。

背景技术：

1、相变材料储能密度高和储能恒温的特性使其应用范围越来越广泛，但是纯相变材料的导热率比较低，一般只有0.2w/mk左右，因此相变材料在使用过程中的吸放热速度较慢；在热负荷较大的情况下，相变材料不能及时将热量完全吸收导致需要控温器件的温度继续上升，起不到恒定温度的作用。因此增加相变材料的导热率，提升相变材料的吸放热速度，才能将相变材料应用到热负荷需求高的场景中。

2、如专利cn2013105396640制备的高导热石蜡与石墨相变复合材料，将煤沥青熔化成液体与天然鳞片石墨混捏完毕后，将混合原料进行压制成型，将成型坯体炭化，石墨化后用固液相变材料石蜡进行浸渍，得到石蜡/石墨相变复合材料。此方法制备的高导热石蜡与石墨相变复合材料在制备过程中形状就固定了，同时采用浸渍法将相变材料与石墨复合，在使用过程中存在着相变材料渗出的问题。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种高导热率复合相变材料及其制备方法，根据本方法制备的高导热率复合相变材料导热率高、无相变材料析出、加工性能好，可以适用于热负荷需求高的控温场景中。

2、本发明所述的一种高导热率复合相变材料，其组成是75-92%的相变材料，1-3%的表面活性剂，2-8%凝胶剂，0.1-0.5%的晶习改变剂，1-4%的增容剂，3-15%导热剂。

3、所述的一种高导热率复合相变材料，其中，所述的相变材料为烷烃、石蜡、脂肪酸、酯及其混合物。

4、所述的一种高导热率复合相变材料，其中，所述的表面活性剂非离子表面活性剂如脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦酯、聚山梨酯及其混合物。

5、所述的一种高导热率复合相变材料，其中，所述的凝胶剂为取代脂肪酸及其金属盐、长链烷氨基衍生物、低聚α-氨基酸、环糊精衍生物。

6、所述的一种高导热率复合相变材料，其中，所述的晶习改变剂为六偏磷酸钠、纳米氢氧化铝、纳米二氧化钛及其混合物。

7、所述的一种高导热率复合相变材料，其中，所述的增容剂为聚乙烯吡咯烷酮、马来酸改性聚合物、丙烯酸改性聚合物、环氧改性聚合物。

8、所述的一种高导热率复合相变材料，其中，所述的导热剂为鳞片石墨、石墨纤维、氧化石墨及其混合物。

9、所述的高导热率复合相变材料的制备方法，其中，它包括如下步骤：

10、（1）按比例将相变材料、水、表面活性剂、晶习改变剂、增溶剂和导热剂在分散机中混合均匀后放出；

11、（2）将上述混合物加入无重力搅拌机中加热烘干其中的水分并使相变材料和导热剂充分结合得到高导热率复合相变材料。

12、所述的一种高导热率复合相变材料的制备方法，所述的分散机温度设置为65-85℃，分散速率2000-6000转/min，分散时间15-45min。

13、所述的一种高导热率复合相变材料的制备方法，其中，所述的无重力搅拌机温度设置为80-120℃，搅拌转速20-60转/min，搅拌时间2-8h。

14、有益效果：通过相变材料与导热剂的紧密结合，复合相变材料的导热率最高可达15w/mk。其次本发明制备的高导热率复合相变材料为粉体状，可通过低温压铸成型，加工简便。同时相变材料在表面活性剂、凝胶剂和增容剂的共同作用下，无论相变材料是固态还是液态情况下都不会析出。高导热率复合相变材料的这些特性使其适合用于高热负荷的应用场景中。

技术特征：

1.一种高导热率复合相变材料，其特征在于，其组成是75-92%的相变材料，1-3%的表面活性剂，2-8%凝胶剂，0.1-0.5%的晶习改变剂，1-4%的增容剂，3-15%导热剂。

2.根据权利要求1所述的一种高导热率复合相变材料，其特征在于，所述的相变材料为烷烃、石蜡、脂肪酸、酯及其混合物。

3.根据权利要求1所述的一种高导热率复合相变材料，其特征在于，所述的表面活性剂非离子表面活性剂如脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦酯、聚山梨酯及其混合物。

4.根据权利要求1所述的一种高导热率复合相变材料，其特征在于，所述的凝胶剂为取代脂肪酸及其金属盐、长链烷氨基衍生物、低聚α-氨基酸、环糊精衍生物。

5.根据权利要求1所述的一种高导热率复合相变材料，其特征在于，所述的晶习改变剂为六偏磷酸钠、纳米氢氧化铝、纳米二氧化钛及其混合物。

6.根据权利要求1所述的一种高导热率复合相变材料，其特征在于，所述的增容剂为聚乙烯吡咯烷酮、马来酸改性聚合物、丙烯酸改性聚合物、环氧改性聚合物。

7.根据权利要求1所述的一种高导热率复合相变材料，其特征在于，所述的导热剂为鳞片石墨、石墨纤维、氧化石墨及其混合物。

8.一种权利要求1所述的高导热率复合相变材料的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种高导热率复合相变材料的制备方法，其特征在于，所述的分散机温度设置为65-85℃，分散速率2000-6000转/min，分散时间15-45min。

10.根据权利要求8所述的一种高导热率复合相变材料的制备方法，其特征在于，所述的无重力搅拌机温度设置为80-120℃，搅拌转速20-60转/min，搅拌时间2-8h。

技术总结本发明提供了一种高导热率复合相变材料及其制备方法，该材料的组成是75‑92%的相变材料，1‑3%的表面活性剂，2‑8%凝胶剂，0.1‑0.5%的晶习改变剂，1‑4%的增容剂，3‑15%导热剂。本发明提供的高导热率复合相变材料可以通过直接压延或者压铸的方式进行加工，具有很好的加工性能。同时该材料的导热率最高可达15W/mK，解决了相变材料导热率低的问题，材料的吸放热速度大幅提升，可应用于电子器件和锂电池的热管理领域。技术研发人员：陈良杰受保护的技术使用者：湖北赛默新能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13