一种传热介电流体组合物及其应用的制作方法

本申请涉及散热材料领域，更具体来涉及一种适合应用于航空电子设备的散热介电流体。

背景技术：

1、近年来，随着我国大飞机事业的飞速发展，对相应的各种航空材料也有了更高的需求，其中就包括用于对航空电子设备工作时的温度控制和冷却的航空流体。人们希望能够开发出一种具有更好性能的冷却流体，此种冷却流体能够在更高的使用温度下稳定地运作，具有更好的抗腐蚀性能以及更好的介电性能等。

2、目前国内的用于冷却航空电子设备的散热流体最主要是水-乙二醇型液体，在设备运作时，这些液体通过预先设计的散热流体管路，从而对航空电子器件进行冷却。水-乙二醇型散热液体的主要缺点在于使用温度上限低，导电性强，并且容易腐蚀电子器件和金属管路。

3、散热液体与电子设备直接接触的浸没式液冷技术能够实现极高的散热效率，因此受到人们越来越高的关注。浸没式液冷技术需要采用高介电强度的流体(称为介电流体)，该流体还应当具有导电性低(体电阻系数高)、对电子器件和金属材料腐蚀性小的特点，由于此种技术不再需要介电流体从专门设计的散热流体管道，因此很大程度降低了与管路设计相关的复杂性。但是，目前在全世界范围内，已经开发的用于此类浸没式散热的介电冷却液仍然存在一些显著的问题。例如，其中一个问题是散热介电液对航空橡胶等材料的兼容性较差，抗氧化性能也较差，为了提高其耐氧化性，往往需要向其中加入更多的抗氧剂(2至14重量％)来改善其抗氧化性能，但是较高含量的抗氧剂又会不可避免地导致该散热液的电阻系数降低和导电性增加，进而使得浸没于此种散热液的航空电子器件发生短路的风险大幅上升。第二个重要问题在于，现有的用于此用途的冷却液往往传热和冷却效率仍然偏低，并且可供正常使用的温度上限仍然偏低。人们迫切希望在现有技术的基础上，新开发出具有更好散热和冷却效率、更大体电阻系数、更高温度上限、更低腐蚀性、更优异的对橡胶的兼容性的传热介电流体材料。

4、为了解决上述问题，相关领域的企业和科研机构投入了大量的经费和精力进行了研究，但是迄今为止，人们并未开发出能够解决上述所有问题的方案。

技术实现思路

1、针对上述问题，本申请的发明人进行了大量深入的研究，出人意料地开发出了本发明的具有特别设计配方的传热介电流体组合物，有效解决了现有技术中长久以来急需解决的难题。

2、本申请的第一个方面提供了一种传热介电流体组合物，其包含：70-99.9重量％的茂金属合成基础油；0-20重量％的烷基萘；0-15重量％的合成酯；0-10重量％的粘度指数改进剂；大于0重量％且小于或等于1.99重量％的抗氧剂；0-0.199重量％的金属减活剂；0-1重量％的分散剂；0-0.1重量％的消泡剂；所述“重量％”以所述传热介电流体组合物的总重量为基准计。

3、根据本申请第一个方面的一个实施方式，所述茂金属合成基础油的含量为85-99重量％。

4、根据本申请第一个方面的另一个实施方式，所述茂金属合成基础油的运动粘度(100℃)为1-6mm2/s，闪点等于或高于150℃。根据本申请第一个方面的另一个实施方式，所述茂金属合成基础油的重均分子量小于或等于15000，分子量分布小于或等于2.0。

5、根据本申请第一个方面的另一个实施方式，所述的合成酯选自以下的一种或多种：己二酸酯、辛二酸酯、癸二酸酯、新戊二醇酯、三羟甲基丙烷酯、季戊四醇酯。

6、根据本申请第一个方面的另一个实施方式，所述的烷基萘的运动粘度(100℃)为2～13mm2/s，闪点等于或高于180℃。根据本申请第一个方面的另一个实施方式，所述烷基萘的分子量≤800。

7、根据本申请第一个方面的另一个实施方式，所述粘度指数改进剂选自以下的一种或多种：聚(甲基)丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚α-烯烃、乙烯-苯丙烯共聚物。

8、根据本申请第一个方面的另一个实施方式，所述粘度指数改进剂选自以下的一种或多种：聚(甲基)丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚α-烯烃、乙烯-苯丙烯共聚物。根据本申请第一个方面的另一个实施方式，所述粘度指数改进剂的重均分子量为3000至500万，分子量分布小于或等于5.0。

9、根据本申请第一个方面的另一个实施方式，所述抗氧剂是酚类抗氧剂和/或胺类抗氧剂。

10、根据本申请第一个方面的另一个实施方式，所述酚类抗氧剂选自以下的一种或多种：2,6-二叔丁基对甲酚、4,4’-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸酯、2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基苯酚和叔丁基苯酚、甲叉4,4’-硫代双-(2,6-二叔丁基苯酚)。

11、根据本申请第一个方面的另一个实施方式，所述胺类抗氧剂选自以下的一种或多种：萘胺、二苯胺、对苯二胺、2-辛基二苯胺、4-叔丁基-n-苯基苯胺、4,4’-二辛基二苯胺、n,n-二苯基对苯二胺、间甲二苯胺、4-叔丁基二苯胺、辛基丁基二苯胺、n-苯基-α-萘胺、辛基化苯基-α-萘胺。

12、根据本申请第一个方面的另一个实施方式，所述金属减活剂选自以下的一种或多种：苯三氮唑、甲基苯并三氮唑、噻二唑、甲基苯三唑-醛-胺缩合物与噻二唑多硫化合物的复合物、甲基苯三唑-醛-胺缩合物与噻二唑多硫化合物的复合物、苯三唑-醛-胺缩合物与n,n’,n”-三[1-(苯三唑)烷基]三聚氰胺的复合物、甲基苯三唑-醛-胺缩合物与n,n’,n”-三[1-(苯三唑)烷基]三聚氰胺的复合物。

13、根据本申请第一个方面的另一个实施方式，所述分散剂选自以下的一种或多种：聚异丁烯丁二酰亚胺、硼化的聚异丁烯丁二酰亚胺。

14、根据本申请第一个方面的另一个实施方式，所述消泡剂选自以下的一种或多种：有机硅氧烷型消泡剂、聚丙烯酸酯型消泡剂、醚醇型消泡剂。

15、本申请的第二个方面提供了一种对航空电子设备进行热管理的方法，所述方法包括：使得本申请的传热介电流体组合物与所述航空电子设备的至少一个元件或部件直接接触。

16、在下文的具体实施方式部分中，结合附图对本申请的方法、设备和装置进行进一步的介绍。

技术特征：

1.一种传热介电流体组合物，其包含：

2.如权利要求1所述的传热介电流体组合物，其特征在于，所述茂金属合成基础油的含量为85-99重量％。

3.如权利要求1所述的传热介电流体组合物，其特征在于，所述茂金属合成基础油的运动粘度(100℃)为1-6mm2/s，闪点等于或高于150℃，重均分子量小于或等于15000，分子量分布小于或等于2.0。

4.如权利要求1所述的传热介电流体组合物，其特征在于，所述的合成酯选自以下的一种或多种：己二酸酯、辛二酸酯、癸二酸酯、新戊二醇酯、三羟甲基丙烷酯、季戊四醇酯。

5.如权利要求1所述的传热介电流体组合物，其特征在于，所述的烷基萘的运动粘度(100℃)为2～13mm2/s，闪点等于或高于180℃。

6.如权利要求1所述的传热介电流体组合物，其特征在于，所述粘度指数改进剂选自以下的一种或多种：聚(甲基)丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚α-烯烃、乙烯-苯丙烯共聚物，重均分子量为3000至五百万，分子量分布小于或等于5.0。

7.如权利要求1所述的传热介电流体组合物，其特征在于，所述抗氧剂是酚类抗氧剂和/或胺类抗氧剂；

8.如权利要求1所述的传热介电流体组合物，其特征在于，所述金属减活剂选自以下的一种或多种：苯三氮唑、甲基苯并三氮唑、噻二唑、甲基苯三唑-醛-胺缩合物与噻二唑多硫化合物的复合物、甲基苯三唑-醛-胺缩合物与噻二唑多硫化合物的复合物、苯三唑-醛-胺缩合物与n,n’,n”-三[1-(苯三唑)烷基]三聚氰胺的复合物、甲基苯三唑-醛-胺缩合物与n,n’,n”-三[1-(苯三唑)烷基]三聚氰胺的复合物。

9.如权利要求1所述的传热介电流体组合物，其特征在于，

10.一种对航空电子设备进行热管理的方法，所述方法包括：使得权利要求1-9中任一项所述的传热介电流体组合物与所述航空电子设备的至少一个元件或部件直接接触。

技术总结本申请提供了一种传热介电流体组合物及其应用，所述组合物包含70‑99.9重量％的茂金属合成基础油；0‑20重量％的烷基萘；0‑15重量％的合成酯；0‑10重量％的粘度指数改进剂；大于0重量％且小于或等于1.99重量％的抗氧剂；0‑0.199重量％的金属减活剂；0‑1重量％的分散剂；0‑0.1重量％的消泡剂。本申请开发的传热介电流体组合物适合用于各种大功率的航空电子设备的热管理，具有散热和冷却效率高、体电阻系数大、使用温度上限高、腐蚀性小、对橡胶具有优异的兼容性等优点。技术研发人员：吴越,王曹旭,李彦受保护的技术使用者：润威新材料科技（上海）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11