CN105889708B

CN105889708B - 智能设备隔热膜及包含该隔热膜的智能设备

Info

Publication number: CN105889708B
Application number: CN201610422218.5A
Authority: CN
Inventors: 徐小希
Original assignee: JIAXING ZHONGYI CARBON Technology Co Ltd
Current assignee: Li Peng
Priority date: 2016-06-15
Filing date: 2016-06-15
Publication date: 2019-10-15
Anticipated expiration: 2036-06-15
Also published as: CN105889708A

Abstract

本发明涉及智能设备隔热膜，其包括基材层和隔热层，其中基材层所采用的基材为PET；隔热层由胶黏剂、隔热材料和辅料复合而成，其中各成分的重量百分比为：胶黏剂4%~30%，隔热材料为50%~95%，辅料为0%~25%。

Description

智能设备隔热膜及包含该隔热膜的智能设备

技术领域

本发明涉及智能设备的隔热技术，尤其涉及智能设备隔热膜以及包含该隔热膜的智能设备。

背景技术

目前，智能手机、平板电脑等智能设备成为人们生活的必需品之一，且仍在持续追求“轻薄”方面的技术革新。然而，在器件小型化的过程中，随着巨大规模集成电路的使用以及元件集成规模的提升，单位体积产生的热功率也在逐渐变大，而器件散热面积不变甚至变小，从而造成单位面积的热耗散达不到要求。同时，单个晶体管微弱亚阈值电流造成的静态功耗由于晶体管数量的大幅增加而变得日益显著，因此不可避免地出现了散热问题。

在实际使用过程中，部分元器件如CPU、GPU等在高负荷工作时产生大量热量，但借助于散热膜热量可以快速地散开，但某些元器件如相机元器件等则会受到这种热量的影响而温度升高，从而影响这些器件的寿命。同时，由于现有散热膜散热能力的不足，发热源的温度仍然偏高，当CPU等芯片长时间高速运转时，智能设备的后盖热量造成设备发烫，超过了人体体感温度，会导致使用者产生不安全感。

发明内容

为克服上述不足，提供一种不影响智能设备原有散热性能并保证智能设备后盖温度低于人体体感温度的智能设备隔热膜将是有利的；同时，提供一种包含上述智能设备隔热膜的智能设备也将是有利的。

为此，根据本发明的一个方面，提供一种智能设备隔热膜，其包括基材层和隔热层，其中所述基材层所采用的基材为PET（即聚对苯二甲酸乙二酯）；所述隔热层由胶黏剂、隔热材料和辅料复合而成，其中各成分的重量百分比为：胶黏剂4%~30%，隔热材料为50%~95%，辅料为0%~25%。

优选地，上述基材层厚度为10μm ~100μm, 上述隔热层厚度为100μm~200μm。

优选地，所述的隔热材料为低导热系数的绝热材料，所述低导热系数的绝热材料为气凝胶、二氧化硅、中空微球中的一种或者两种以上的混合物。

进一步优选地，所述的气凝胶为二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶中的一种或两种以上的混合物。

再进一步优选地，所述的二氧化硅为气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、玻璃纤维粉中的一种或两种以上的混合物。

又再进一步优选地，所述的中空微球为中空玻璃微球、丙烯酸树脂微球中的一种或两种以上的混合物。

优选地，所述的辅料为无机纤维或芳纶纤维中的一种或者两种以上的混合物。

优选地，所述的无机纤维为玻璃纤维、石英玻璃纤维、陶瓷纤维或玄武岩纤维中的一种或两种以上的混合物。

优选地，所述的胶黏剂为PVDF、PU中的一种或者两种以上的混合物，其中所述PVDF为溶剂型聚偏氟乙烯，其分子量为1万~200万，所述PU为溶剂型聚氨酯，其分子量为1万~200万。

进一步优选地，所述溶剂型聚偏氟乙烯和所述溶剂型聚氨酯其溶剂均为NMP、DMF中的一种或两种以上的混合物。

在本发明的该方面，智能设备隔热膜一方面可以贴在不发热器件或少发热器件上形成一层保护层，另一方面可以贴在大发热器件的散热膜上，在不影响智能设备原有散热性能的情况下降低智能设备的后盖温度使其低于人体体感温度，从而保证用户的使用安全。其中，PET材质的基材作为隔热层的载体，一方面起到固定隔热层的作用，另一方面起到增强隔热层抗拉强度和抗折强度的作用；胶粘剂借助于其间的范德瓦耳斯力和氢键等分子间作用力将隔热材料和辅料相互胶粘形成一个统一体，该统一体的微观结构可观察到气孔存在，其中气孔为纳米级气孔，可以将空气中气体分子固定，阻止其发生对流，即达到阻隔热传导的作用。

根据本发明的另一个方面，提供一种智能设备，其具有上述的智能设备隔热膜。

通过参考下面所描述的实施方式，本发明的上述这些方面和其他方面将会得到更清晰地阐述。

附图说明

图1是根据本发明的一个优选实施方式的智能设备隔热膜的基本结构示意图；

图2是图1所示智能设备隔热膜的隔热层的微观结构示意图；

图3 是包含图1所示智能设备隔热膜的智能设备例如手机的实测隔热效果示意图；

图4是图3中测得的未经隔热膜处理的手机（仅有散热膜）和经过隔热膜处理的手机（在散热膜上再贴一层隔热膜）温度随时间变化的曲线。

附图标记说明：

隔热膜 100

基材 101 隔热层 102

胶黏剂 103 隔热材料 104

辅料 105 气孔 106

手机 200

散热膜 300

温度测量仪 400

具体实施方式

根据要求，这里将披露本发明的具体实施方式。然而，应当理解的是，这里所披露的实施方式仅仅是本发明的典型例子而已，其可体现为各种形式。因此，这里披露的具体细节不被认为是限制性的，而仅仅是作为权利要求的基础以及作为用于教导本领域技术人员以实际中任何恰当的方式不同地应用本发明的代表性的基础，包括采用这里所披露的各种特征并结合这里可能没有明确披露的特征。

本文所称“智能设备”是指手机、平板和笔记本等电子设备、精密设备。

传热的基本方式分为热传导，热对流和热辐射三种方式，对应的隔热材料隔热机理分为阻隔型隔热、反射型隔热以及辐射型隔热。以手机为例，其内主要的传热方式为热传导，次要传热方式为热对流和热辐射。因此，手机中可以发挥作用的隔热效果主要为阻止热传导的阻隔型隔热膜，根据本发明的优选实施方式的智能设备隔热膜为阻隔型隔热膜，其与元器件直接接触或者与散热膜直接接触，在不需要的传导方向阻止热的传播，达到定向散热的目的。

目前市面上的阻隔型隔热膜为工业生产或者建筑家用，其最低只能做到0.5mm，且在机械性能、使用标准上难以满足手机的使用，本专利发明了一种新的隔热膜，此隔热膜厚度最低可达0.1mm且机械性能、使用标准上都达到手机的要求。

如图1和图2所示，根据本发明优选实施方式的智能设备隔热膜100包括基材层101和隔热层102，其中基材层101所采用的基材为PET，即聚对苯二甲酸乙二酯；隔热层102由胶黏剂103、隔热材料104和辅料105复合而成，其微观结构可观察到气孔106存在，其中气孔106为纳米级气孔，可以将空气中气体分子固定，阻止其发生对流，即达到阻隔热传导的作用。所述隔热层102中各成分的重量百分比为：胶黏剂4%~30%，隔热材料为50%~95%，辅料为0%~25%。

表1是5个具体实施例中隔热层各组分的重量百分比。

表1

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						胶黏剂	4%	30%	10%	27%	25%
隔热材料	95%	70%	65%	50%	70%
						辅料	1%	0	25%	23%	5%

在实施例1-5中，上述基材层厚度分别为10μm 、30μm 、50μm 、80μm 和100μm；上述隔热层厚度分别为100μm、130μm 、150μm 、180μm 和200μm。

在实施例1-5中，隔热材料为低导热系数的绝热材料，上述低导热系数的绝热材料具体可为气凝胶、二氧化硅、中空微球中的一种或者两种以上的混合物；上述气凝胶具体可为二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶中的一种或两种以上的混合物；上述二氧化硅具体可为气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、玻璃纤维粉中的一种或两种以上的混合物。上述中空微球具体可为中空玻璃微球、丙烯酸树脂微球中的一种或两种以上的混合物；辅料为无机纤维或芳纶纤维中的一种或者两种以上的混合物；上述无机纤维具体可为玻璃纤维、石英玻璃纤维、陶瓷纤维或玄武岩纤维中的一种或两种以上的混合物；胶黏剂为PVDF（即聚偏氟乙烯）、PU（即聚氨酯）中的一种或者两种以上的混合物；其中所述PVDF为溶剂型聚偏氟乙烯，其分子量为1万~200万，所述PU为溶剂型聚氨酯，其分子量为1万~200万，所述溶剂型聚偏氟乙烯和所述溶剂型聚氨酯其溶剂均为NMP （即N-甲基吡咯烷酮）、DMF（即二甲基甲酰胺）中的一种或两种以上的混合物。

瞬态平面热源法测量实施例1~5中隔热膜100的导热系数如表1所示：

表2

实施例	导热系数w/m·k
		实施例1	0.034
实施例2	0.034
		实施例3	0.030
实施例4	0.032
		实施例5	0.033

从表2可以看出，实施例1~5中隔热膜100的导热系数非常低。

图3和图4 为实施例2 的智能设备隔热膜100贴在手机200的散热膜（例如中易碳素公司生产的石墨膜）300上之后实测智能设备隔热膜100的隔热效果及测试的温度曲线示意图，其中，温度测量仪400,线①测量的是室温，线②测量的是散热膜300表面温度,线③测量的是智能设备隔热膜100表面的温度，分别对应图4中的温度曲线。

图4是图3中测得的仅经散热膜散热处理的手机温度、经过散热膜散热处理以及智能设备隔热膜隔热处理的手机温度、以及室温随时间变化的曲线。从图4可以看出，虽然仅经散热膜散热处理的手机温度和经过散热膜散热处理以及智能设备隔热膜隔热处理的手机温度相比室温都要高出很多，但经过散热膜散热处理以及智能设备隔热膜隔热处理的手机温度明显比仅经散热膜散热处理的手机温度要低很多。隔热膜100一方面可以在手机上形成一层保护层，另一方面贴在手机的散热膜上，使得在维持散热膜300水平高导热基础上将竖直低导热的通道阻断，阻隔传统发热源的竖直热流，将热源散发出的热量与后盖隔离，使得后盖温度低于人体体感温度，同时又不影响手机的散热性能。

本领域技术人员应能理解，上述实施例均是示例性而非限制性的。在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以得到新的实施例并取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。某些技术特征出现在不同的从属权利要求中并不意味着不能将这些技术特征进行组合以取得有益效果。

Claims

1.一种便携式智能设备隔热膜，包括基材层和隔热层，其中所述基材层所采用的基材为PET；其特征在于：所述隔热层由胶黏剂、隔热材料和辅料复合而成，其中各成分的重量百分比为：胶黏剂4%~30%，隔热材料为50%~95%，辅料为1%~25%，并且所述辅料为无机纤维或芳纶纤维中的一种或者两种以上的混合物。

2.根据权利要求1所述的便携式智能设备隔热膜，其特征在于：所述基材层厚度为10μm~100μm，所述隔热层厚度为100μm~200μm。

3.根据权利要求1所述的便携式智能设备隔热膜，其特征在于：所述的隔热材料为低导热系数的绝热材料，所述低导热系数的绝热材料为气凝胶、二氧化硅、中空微球中的一种或者两种以上的混合物。

4.根据权利要求3所述的便携式智能设备隔热膜，其特征在于：所述的气凝胶为二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶中的一种或两种以上的混合物。

5.根据权利要求3所述的便携式智能设备隔热膜，其特征在于：所述的二氧化硅为气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、玻璃纤维粉中的一种或两种以上的混合物。

6.根据权利要求3所述的便携式智能设备隔热膜，其特征在于：所述的中空微球为中空玻璃微球、丙烯酸树脂微球中的一种或两种以上的混合物。

7.根据权利要求1所述的便携式智能设备隔热膜，其特征在于：所述的无机纤维为玻璃纤维、石英玻璃纤维、陶瓷纤维或玄武岩纤维中的一种或两种以上的混合物。

8.根据权利要求1所述的便携式智能设备隔热膜，其特征在于：所述的胶黏剂为PVDF、PU中的一种或者两种以上的混合物，其中所述PVDF为溶剂型聚偏氟乙烯，其分子量为1万~200万，所述PU为溶剂型聚氨酯，其分子量为1万~200万。

9.根据权利要求8所述的便携式智能设备隔热膜，其特征在于：所述溶剂型聚偏氟乙烯和所述溶剂型聚氨酯其溶剂均为NMP、DMF中的一种或两种以上的混合物。

10.一种便携式智能设备，其具有根据权利要求1-9中任一项所述的便携式智能设备隔热膜。