CN112812756B - 低油性冷却液 - Google Patents

Abstract

本发明公开了低油性冷却液，按质量计，包括以下组分：偶联剂改性的可逆变色微胶囊颗粒，5‑7份，丙二醇，65‑75份，分散剂，3‑5份，消泡剂，2‑5份，偶联剂改性的纳米金属氧化物粉末，4‑7份，抗凝剂，3‑4份，防腐剂，2‑5份，防锈剂，1‑2份，本冷却液为无水型冷却液，以丙二醇为主，并以防腐剂、防锈剂配合，降低了对设备的腐蚀性，并增加可逆变色微胶囊颗粒使根据液体温度产生变化，直观颜色指示，并以偶联剂改性，配合分散剂提高其分散性，避免团聚及沉降现象，为提高热传导性，在配方中增加纳米金属氧化物粉末，同样偶联改性，通过对流传热及纳米粒子在液体中强烈的布朗运动传热作用的叠加提高导热性。

Description

低油性冷却液

技术领域

本发明涉及冷却液技术领域，具体涉及浸没式液冷设备用的低油性冷却液。

背景技术

随着微电子技术的快速发展，基于小型化、集成化的要求下，芯片组装密度不断提高，随之带来组件和设备服务器的热流密度不断加大，此种情况下一旦发生散热故障，将严重影响电子元器件的性能和寿命。

传统而言，计算机类的散热主要采用风冷冷却技术，以风扇驱使空气来直接冷却发热元器件，利用设备元器件之间的间隙和壳体进行热传导、对流和辐射换热，实现发热元件热量向周围环境散热和冷却的目的，但风冷技术瓶颈较大，大规模或大功率运用时面临高能耗，局部热岛效应、噪音问题等。

基于此，浸没式液冷技术应运而生，通过将整机或核心部件整体浸没在冷却液中进行冷却，其效率较高，但目前的冷却液多用于发动机等部件，在应用至本行业时，产生诸多问题，如导热性差，流动性差等问题，此外，因计算机类承受温度低，需时时监测温度，一般以温度传感器指示温度变化，但涉及能耗、安装等，较麻烦，需要改进。

发明内容

为解决上述至少一个技术缺陷，本发明提供了如下技术方案：

本申请文件提供低油性冷却液，按质量计，包括以下组分：

偶联剂改性的可逆变色微胶囊颗粒，5-7份

丙二醇，65-75份

分散剂，3-5份

消泡剂，2-5份

偶联剂改性的纳米金属氧化物粉末，4-7份

抗凝剂，3-4份

防腐剂，2-5份

防锈剂，1-2份；

其中，分散剂为BYK-190，防腐剂为硅酸盐，消泡剂为硅油。

本冷却液为无水型冷却液，以丙二醇为主，并以防腐剂、防锈剂配合，降低了对设备的腐蚀性，另一方面难以蒸发损失，并增加可逆变色微胶囊颗粒使根据液体温度产生变化，直观颜色指示，并以偶联剂改性，配合分散剂提高其分散性，避免团聚及沉降现象，为提高热传导性，在配方中增加纳米金属氧化物粉末，同样偶联改性，配合分散剂提高分散性，通过对流传热及纳米粒子在液体中强烈的布朗运动传热作用的叠加提高导热性。

进一步，偶联剂改性的可逆变色微胶囊颗粒的制备：以可逆变色组合物为芯材，以聚氨酯树脂为壁材形成悬浮液，继而离心分离出可逆变色微胶囊颗粒，之后以偶联剂改性；

其中可逆变色组合物，按质量计，包括1，3-二甲基-6-二乙基氨基荧烷2-3份、4，4’-(2-乙基己烷-1，1-二基)联苯酚3-4份、2，2-双(4’-羟苯基)-六氟丙烷6-7份、癸酸4-苄氧基苯基乙酯45-48份。

微胶囊颗粒的制备方法众多，如界面聚合法、缩聚法、液中固化包覆法、悬浮包覆法等，本方案中选用悬浮分离的方法制备胶囊颗粒，之后偶连改性，以提高分散性。

进一步，将微胶囊颗粒置于2.5％浓度的KH550偶联剂溶液中，搅拌转速3000-3500rpm，温度30-35℃，在上述条件下，胶囊颗粒的分散性更好。

进一步，纳米金属氧化物粉末包括氧化铝、氧化镁，如颗粒粒径为0.5-3.0μm，优选1.5-2.5μm。

进一步，将纳米金属氧化物置于2％浓度的KH560偶联剂溶液中进行改性，搅拌转速2500-2800rpm，温度42-45℃，在上述条件下，分散性增强。

进一步，抗凝剂为二乙二醇二甲醚，促进流动性。

进一步，防锈剂为苯并三氮唑、苯并三唑、甲苯并三唑中之一或多个，避免对主板等原件造成影响。

进一步，分散剂为BYK-190，防腐剂为硅酸盐，消泡剂为硅油。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明全新设计无水型冷却液，以丙二醇为主，以纳米金属氧化物提高导热性，并赋予热变色功能，适用浸没式设备。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

偶联剂改性的可逆变色微胶囊颗粒的制备，以悬浮分离的方式进行，其中芯材为四种组分，1，3-二甲基-6-二乙基氨基荧烷2-3份、4，4’-(2-乙基己烷-1，1-二基)联苯酚3-4份、2，2-双(4’-羟苯基)-六氟丙烷6-7份、癸酸4-苄氧基苯基乙酯45-48份。

可选的比例如A：1，3-二甲基-6-二乙基氨基荧烷2份、4，4’-(2-乙基己烷-1，1-二基)联苯酚3份、2，2-双(4’-羟苯基)-六氟丙烷6份、癸酸4-苄氧基苯基乙酯45份。

B：1，3-二甲基-6-二乙基氨基荧烷3份、4，4’-(2-乙基己烷-1，1-二基)联苯酚4份、2，2-双(4’-羟苯基)-六氟丙烷7份、癸酸4-苄氧基苯基乙酯48份。

C：1，3-二甲基-6-二乙基氨基荧烷2.5份、4，4’-(2-乙基己烷-1，1-二基)联苯酚3.5份、2，2-双(4’-羟苯基)-六氟丙烷6.5份、癸酸4-苄氧基苯基乙酯46份。

D：1，3-二甲基-6-二乙基氨基荧烷3份、4，4’-(2-乙基己烷-1，1-二基)联苯酚4份、2，2-双(4’-羟苯基)-六氟丙烷7份、癸酸4-苄氧基苯基乙酯48份。

E：1，3-二甲基-6-二乙基氨基荧烷2份、4，4’-(2-乙基己烷-1，1-二基)联苯酚4份、2，2-双(4’-羟苯基)-六氟丙烷6份、癸酸4-苄氧基苯基乙酯47份等等。

以常用型号的聚氨酯树脂为壁材，以壁材与芯材形成悬浮液，继而离心分离出微胶囊颗粒，颗粒粒径3.0μm左右，之后将预备的2.5％浓度的KH550偶联剂溶液置于搅拌容器中，设定搅拌转速3000-3500rpm，温度30-35℃，时间1-2.5h，如条件一：转速3200rpm，温度32℃，时间1h下，偶联改性效果更好。

以上述A、B、C、D、E中组分分别按照条件一中搅拌参数进行偶联改性，并设置对比例，以上述A、B、C、D、E中组分分别按照条件二中搅拌参数进行偶联改性，KH550偶联剂浓度2％，转速3600rpm，温度常温，时间2h。

之后两组试验例与丙二醇混合均匀，静止观察，在72h后，发现条件一中A、B、C、D、E组分下微胶囊沉降约3％左右，条件二中A、B、C、D、E中组分下微胶囊沉降约15％以上。

偶联剂改性的纳米金属氧化物粉末的制备：

其中纳米金属氧化物粉末为氧化铝或氧化镁，或二者混合，其中颗粒粒径为0.5-3.0μm，优选1.5-2.5μm。

同样的，偶联改性为将纳米金属氧化物置于2％浓度的KH560偶联剂溶液中进行改性，搅拌转速2500-2800rpm，温度42-45℃，优选条件一：以2％浓度的KH560偶联剂溶液，转速2700rpm，温度44℃，时间1.5h进行改性，在72h，丙二醇为溶剂的沉降测试中，该条件下纳米金属氧化物的沉降约4％左右，超出上述条件的纳米金属氧化物的沉降约10％左右。

对于分散剂、消泡剂、抗凝剂、防腐剂、防锈剂而言，其中分散剂选用BYK-190，抗凝剂为二乙二醇二甲醚，防锈剂为苯并三氮唑、苯并三唑、甲苯并三唑中之一或多个，防腐剂为硅酸盐，消泡剂为硅油，如201硅油。

实施例1

冷却液的制备：

组分：将A组分下，条件一制备的微胶囊颗粒，粒径3.0μm左右，具体而言，将微胶囊颗粒置于预备的2.5％浓度的KH550偶联剂醇溶液中，转速3200rpm，温度32℃，时间1h，进行偶联改性，占比5份。

纳米金属氧化物粉末为氧化铝，其中颗粒粒径为1.5-2.5μm，将纳米金属氧化物置于2％浓度的KH560醇偶联剂溶液中进行改性，转速2700rpm，温度44℃，时间1.5h进行改性形成偶联剂改性的纳米金属氧化物颗粒，占比4份。

丙二醇，占比75份；分散剂选用BYK-190，占比3份；抗凝剂为二乙二醇二甲醚，占比为3份；防锈剂为苯并三氮唑，占比为1份；防腐剂为硅酸钠，占比为2份；消泡剂为201硅油，占比为2份。

混合：混合时先将偶联改性的可逆变色微胶囊颗粒与1/3分散剂、约1/3丙二醇混合均匀。

将偶联改性的纳米氧化物与1/3分散剂、约1/3丙二醇进行混合均匀。

将余下的丙二醇与剩余防锈剂、防腐剂等混合均匀。

最后将上述三种混合物混至一起，形成冷却液。

实施例2

冷却液的制备：

组分均与实施例1中相同，比例如下：偶联改性的微胶囊颗粒，占比7份。

偶联改性的纳米金属氧化物粉末为氧化铝，占比7份。

丙二醇，占比65份；分散剂选用BYK-190，占比5份；抗凝剂为二乙二醇二甲醚，占比为4份；防锈剂为苯并三氮唑，占比为2份；防腐剂为硅酸钠，占比为2份；消泡剂为201硅油，占比为5份。

混合：混合时先将偶联改性的可逆变色微胶囊颗粒与1/3分散剂、约1/3丙二醇混合均匀。

将偶联改性的纳米氧化物与1/3分散剂、约1/3丙二醇进行混合均匀。

将余下的丙二醇与剩余防锈剂、防腐剂等混合均匀。

最后将上述三种混合物混至一起，形成冷却液。

实施例3

冷却液的制备：

组分均与实施例1中相同，比例如下：偶联改性的微胶囊颗粒，占比6份。

偶联改性的纳米金属氧化物粉末为氧化铝，占比5份。

丙二醇，占比70份；分散剂选用BYK-190，占比4份；抗凝剂为二乙二醇二甲醚，占比为4份；防锈剂为苯并三氮唑，占比为1份；防腐剂为硅酸钠，占比为4份；消泡剂为201硅油，占比为4份。

混合：混合时先将偶联改性的可逆变色微胶囊颗粒与1/3分散剂、约1/3丙二醇混合均匀。

将偶联改性的纳米氧化物与1/3分散剂、约1/3丙二醇进行混合均匀。

将余下的丙二醇与剩余防锈剂、防腐剂等混合均匀。

最后将上述三种混合物混至一起，形成冷却液。

对比例1

冷却液的制备：

组分均与实施例1中相同，比例如下：偶联改性的微胶囊颗粒，占比10份。

偶联改性的纳米金属氧化物粉末为氧化铝，占比3份。

丙二醇，占比65份；分散剂选用BYK-190，占比5份；抗凝剂为二乙二醇二甲醚，占比为4份；防锈剂为苯并三氮唑，占比为2份；防腐剂为硅酸钠，占比为2份；消泡剂为201硅油，占比为5份。

混合：混合时先将偶联改性的可逆变色微胶囊颗粒与1/3分散剂、约1/3丙二醇混合均匀。

将偶联改性的纳米氧化物与1/3分散剂、约1/3丙二醇进行混合均匀。

将余下的丙二醇与剩余防锈剂、防腐剂等混合均匀。

最后将上述三种混合物混至一起，形成冷却液。

对比例2

冷却液的制备：

组分占比与实施例3中相同，不同之处为偶联改性的微胶囊颗粒为A组分下，条件二下制备形成，即KH550偶联剂浓度2％，转速3600rpm，温度常温，时间2h，对A组分下微胶囊颗粒进行改性。

偶联改性的纳米金属氧化物粉末为以2％浓度的KH560偶联剂溶液，转速3500rpm，温度30℃，时间2h进行改性形成。

混合：各组分直接混至一起，形成冷却液。

将上述实施例、对比例制备的冷却液进行性能的检测。

表1：腐蚀性检测

注：以现行国标检测

表2导热性检测

注：普通水与导热液为同等质量下，同等条件下进行升温及降温

此外，在导热性检测过程中发现，本冷却液在常温下显色为橙色，在65℃褪为无色，在超过100℃时产生不可逆变色。

此外，在对实施例及对比例进行72h静置沉降试验中发现，实施例1中沉降比为5％左右，实施例2/3沉降比为7％左右，对比例1/2的沉降比大于20％。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.低油性冷却液，其特征在于：按质量计，包括以下组分：

偶联剂改性的可逆变色微胶囊颗粒，5-7份

丙二醇，65-75份

分散剂，3-5份

消泡剂，2-5份

偶联剂改性的纳米金属氧化物粉末，4-7份

抗凝剂，3-4份

防腐剂，2-5份

防锈剂，1-2份；

其中分散剂为BYK-190，防腐剂为硅酸盐，消泡剂为硅油；

低油性冷却液的制备如下：

组分：将偶联剂改性的可逆变色微胶囊颗粒置于预备的2.5%浓度的KH550偶联剂醇溶液中，转速3200rpm，温度32℃，时间1h，进行偶联改性；

将纳米金属氧化物置于2%浓度的KH560醇偶联剂溶液中进行改性，转速2700rpm，温度44℃，时间1.5h进行改性形成偶联剂改性的纳米金属氧化物颗粒；

混合：混合时先将偶联改性的可逆变色微胶囊颗粒与1/3分散剂、1/3丙二醇混合均匀；将偶联改性的纳米氧化物与1/3分散剂、1/3丙二醇进行混合均匀；将余下的丙二醇与剩余分散剂、防锈剂、防腐剂、消泡剂、抗凝剂混合均匀；最后将上述三种混合物混至一起，形成冷却液；

偶联剂改性的可逆变色微胶囊颗粒的制备：以可逆变色组合物为芯材，以聚氨酯树脂为壁材形成悬浮液，继而离心分离出可逆变色微胶囊颗粒，之后以偶联剂改性；

其中可逆变色组合物，按质量计，包括1，3-二甲基-6-二乙基氨基荧烷2-3份、4，4’-(2-乙基己烷-1，1-二基)联苯酚3-4份、2，2-双(4’-羟苯基)-六氟丙烷6-7份、癸酸4-苄氧基苯基乙酯45-48份。

2.如权利要求1所述的低油性冷却液，其特征在于：纳米金属氧化物粉末包括氧化铝、氧化镁。

3.如权利要求1所述的低油性冷却液，其特征在于：抗凝剂为二乙二醇二甲醚。

4.如权利要求1所述的低油性冷却液，其特征在于：防锈剂为苯并三唑、甲苯并三唑中之一或多个。