CN113652204A - 一种柔性导热相变凝胶材料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性导热相变凝胶材料及其制备方法与应用,将有机相变材料在高于相变温度条件下熔化后,向有机相变材料溶液中分批加入交联弹性体材料,加热并同时搅拌,随着交联弹性体含量的逐渐增加,适当升高温度使其充分均匀熔于有机相变材料,获得凝胶溶液,再向其中加入改性后的纳米片导热填料,加热搅拌,待其分散均匀,最后加入改性的纳米颗粒导热填料,加热搅拌,使其分散均匀,制得柔性导热相变凝胶材料。本发明以有机相变材料为主体,以交联弹性体对主体封装,以导热填料为导热通道,通过加热混合,制备出的柔性导热相变凝胶材料具有柔性,不易泄露,相变焓值高,导热系数良好及稳定性好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及有机相变材料技术领域,具体涉及一种柔性导热相变凝胶材料及其制备方法与应用。
背景技术
有机相变材料是一种理想的热管理材料,具有储存和释放大量热量的能力,在相变过程中能够保持相对恒定的温度,具有良好的化学稳定性和循环稳定性,低腐蚀性,相变焓值高,这使得它成为电子器件热管理领域中适合蓄热控温的介质,在5G电子器件热管理中具有广泛的应用前景。但其导热系数低(一般为0.1-0.5Wm-1K-1)、易泄露一直是限制其发展的两大瓶颈。在实际应用中,由于电子器件发热部位凹凸不平,直接加入固体有机相变材料不仅容易泄露,而且无法与其表面紧密贴合,空气热阻大,导热系数低。因此,如何提高有机相变材料的导热系数,防止泄露并与电子器件发热部位紧密贴合是其应用的关键。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种柔性导热相变凝胶材料的制备方法。
本发明的目的之二是提供上述制备方法制得的柔性导热相变凝胶材料,具有柔性,不易泄露,相变焓值高,导热系数高及稳定性好。
本发明的目的之三是提供上述柔性导热相变凝胶材料的用途。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
第一方面,本发明提供一种柔性导热相变凝胶材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取85-97份有机相变材料,在高于相变温度10℃的条件下加热搅拌,使其熔化成透明液体;
(2)称取3-15份交联弹性体材料,并分批加入步骤(1)熔化的有机相变材料中,加热搅拌直至交联弹性体材料全部溶解为止,获得相变凝胶材料;
(3)称取4-20份改性纳米片导热填料,1-5份改性纳米颗粒导热填料,先将改性纳米片加入步骤(2)制得的相变凝胶材料中,加热搅拌均匀后再加入改性纳米颗粒,加热搅拌均匀;冷却定型即得柔性导热相变凝胶材料。
进一步地,所述改性纳米片的改性方法为:先称取纳米片导热填料,球磨,再将研磨好的纳米片加入有机溶剂中,超声分散,取上层溶液,过滤,洗涤,干燥,再向剥离后的纳米片导热填料中加入对苯二甲酸改性剂,利用磁热反应器对其进行加热搅拌,洗涤,干燥,获得改性纳米片导热填料;
所述改性纳米颗粒的改性方法为:先称取纳米颗粒导热填料,加入有机溶剂中,超声分散,取上层溶液,过滤,洗涤,干燥,再向剥离后的纳米颗粒导热填料中加入对苯二甲酸改性剂,利用磁热反应器对其进行加热搅拌,洗涤,干燥,获得改性纳米颗粒导热填料。
优选的,所述有机相变材料选自直链烷烃类、一元醇类、脂肪酸类中一种。
更优选的,所述有机相变材料选自正十四烷、正十六烷、正十八烷、正二十烷、十四醇、十六醇、十八醇、月桂酸、软脂酸、硬脂酸中的一种。
优选的,所述交联弹性体材料选自苯乙烯嵌段共聚物、聚烯烃弹性体、乙烯-辛烯嵌段共聚物、聚二甲基硅氧烷中一种或多种。
优选的,所述纳米片导热填料选自六方氮化硼纳米片和/或石墨烯纳米片。
优选的,所述纳米颗粒导热填料选自氮化铝、氧化铝、二氧化硅、碳化硅、氧化锌中的一种或多种。
优选的,所述有机溶剂选自四氢呋喃、环己烷、环戊烷、四氯化碳中的一种。
第二方面,本发明还提供由上述制备方法制得的柔性导热相变凝胶材料。
本发明的柔性导热相变凝胶材料具有柔性,不易泄露,相变温度范围为25-60℃,相变焓值高,导热系数高。
第三方面,本发明还提供上述柔性导热相变凝胶材料在电子器件的热管理系统中的应用。
本发明的柔性导热相变凝胶材料以有机相变材料为主体,用交联弹性体材料对主体封装,以改性纳米片、改性纳米颗粒等导热填料作为导热通道,通过有机相变材料与交联弹性体材料之间的物理交联作用和交联弹性体材料与导热填料之间的Π-Π相互作用力实现制得。
与现有技术相比,本发明所选用的有机相变材料具有低腐蚀性,相变焓值高等优点,其相变温度范围为25-60℃,适用于5G电子器件的热管理;所选用的交联弹性体材料不仅对有机相变材料具有封装防泄露作用,而且赋予该材料柔性特征,电子器件表面凹凸不平,而该材料的柔性特征使其与电子器件紧密贴合,减小空气热阻;所选用的导热填料为改性纳米片与改性纳米颗粒,两者结合构成的一种导热通道,有效提高了有机相变材料的导热系数,加速了5G电子器件的热扩散,且具有电绝缘性。
附图说明
图1为实施例1制备的十八烷@乙烯-辛烯嵌段共聚物@改性石墨烯纳米片@改性二氧化硅纳米颗粒柔性导热相变凝胶材料的实物图。
图2为实施例1制备的十八烷@乙烯-辛烯嵌段共聚物@改性石墨烯纳米片@改性二氧化硅纳米颗粒柔性导热相变凝胶材料的柔性展示图。
图3为实施例2制备的二十烷@苯乙烯嵌段共聚物@改性六方氮化硼纳米片@改性碳化硅纳米颗粒柔性导热相变凝胶材料的实物图。
图4为实施例2制备的二十烷@苯乙烯嵌段共聚物@改性六方氮化硼纳米片@改性碳化硅纳米颗粒柔性导热相变凝胶材料的柔性展示图。
图5为实施例3制备的十八醇@聚烯烃弹性体@改性六方氮化硼纳米片@改性氮化铝纳米颗粒柔性导热相变凝胶材料的实物图。
图6为实施例3制备的十八醇@聚烯烃弹性体@改性六方氮化硼纳米片@改性氮化铝纳米颗粒柔性导热相变凝胶材料的柔性展示图。
图7为实施例4制备的十六醇@苯乙烯嵌段共聚物@改性石墨烯纳米片@改性氧化铝纳米颗粒柔性导热相变凝胶材料的实物图。
图8为实施例4制备的十六醇@苯乙烯嵌段共聚物@改性石墨烯纳米片@改性氧化铝纳米颗粒柔性导热相变凝胶材料的柔性展示图。
图9为实施例5制备的月桂酸@乙烯-辛烯嵌段共聚物@改性六方氮化硼纳米片@改性氧化铝纳米颗粒柔性导热相变凝胶材料的实物图。
图10为实施例5制备的月桂酸@乙烯-辛烯嵌段共聚物@改性六方氮化硼纳米片@改性氧化铝硅纳米颗粒柔性导热相变凝胶材料的柔性展示图。
图11为对比例1制备的二十烷@苯乙烯嵌段共聚物@改性六方氮化硼纳米片柔性导热相变凝胶材料的实物图。
图12为对比例1制备的二十烷@苯乙烯嵌段共聚物@改性六方氮化硼纳米片柔性导热相变凝胶材料的柔性展示图。
图13为对比例2制备的二十烷@苯乙烯嵌段共聚物@改性碳化硅纳米颗粒柔性导热相变凝胶材料的实物图。
图14为对比例2制备的二十烷@苯乙烯嵌段共聚物@改性碳化硅纳米颗粒柔性导热相变凝胶材料的柔性展示图。
图15为对比例3制备的二十烷@苯乙烯嵌段共聚物柔性导热相变凝胶材料的实物图。
图16为对比例3制备的二十烷@苯乙烯嵌段共聚物柔性导热相变凝胶材料的柔性展示图。
具体实施方式
为进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明进行详细的说明。本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
(1)先称取石墨烯纳米片导热填料,将其放入尼龙球磨罐中,加入玛瑙求进行研磨,再将研磨好的纳米片倒入试剂瓶中,向其中加入四氢呋喃有机溶剂,在180W功率下超声,取上层溶液,过滤,用去离子水洗涤,放入烘箱干燥,获得剥离分散性好的纳米片导热填料;再向剥离后的纳米片导热填料中加入对苯二甲酸改性剂,利用磁热反应器对其进行加热搅拌,再用去离子水洗涤,洗去残留改性剂,在烘箱中干燥,获得改性石墨烯纳米片导热填料备用;
(2)称取二氧化硅纳米颗粒导热填料,向其中加入四氢呋喃有机溶剂,在180W功率下超声,取上层溶液,过滤,用去离子水洗涤,放入烘箱干燥,再向其中加入对苯二甲酸改性剂,利用磁热反应器对其进行加热搅拌,再用去离子水洗涤,洗去残留改性剂,在烘箱中干燥,获得改性二氧化硅纳米颗粒导热填料备用;
(3)称取8.7g十八烷,倒入试剂瓶中,在高于相变温度10℃的油浴锅中加热搅拌,使其熔化成透明液体;
(4)称取1.3g乙烯-辛烯嵌段共聚物,并分批加入步骤(2)中,加热搅拌均匀至溶解完全,再加入下一批,直至全部溶解搅拌均匀为止,获得相变凝胶材料;
(5)称取2g份改性石墨烯纳米片导热填料,0.5g改性二氧化硅纳米颗粒导热填料,先将改性纳米片加入步骤(4)中,加热搅拌均匀后再加入改性二氧化硅纳米颗粒,加热搅拌均匀;
(6)冷却定型即得柔性导热相变凝胶材料。
图1为实施例1制备的十八烷@乙烯-辛烯嵌段共聚物@改性石墨烯纳米片@改性二氧化硅纳米颗粒柔性导热相变凝胶材料的实物图。
图2为实施例1制备的十八烷@乙烯-辛烯嵌段共聚物@改性石墨烯纳米片@改性二氧化硅纳米颗粒柔性导热相变凝胶材料的柔性展示图。
实施例2
(1)先称取六方氮化硼纳米片导热填料,将其放入尼龙球磨罐中,加入玛瑙求进行研磨,再将研磨好的纳米片倒入试剂瓶中,向其中加入四氢呋喃有机溶剂,在180W功率下超声,取上层溶液,过滤,用去离子水洗涤,放入烘箱干燥,获得剥离分散性好的纳米片导热填料;再向剥离后的纳米片导热填料中加入对苯二甲酸改性剂,利用磁热反应器对其进行加热搅拌,再用去离子水洗涤,洗去残留改性剂,在烘箱中干燥,获得改性六方氮化硼纳米片导热填料备用;
(2)称取碳化硅纳米颗粒导热填料,向其中加入四氢呋喃有机溶剂,在180W功率下超声,取上层溶液,过滤,用去离子水洗涤,放入烘箱干燥,再向其中加入对苯二甲酸改性剂,利用磁热反应器对其进行加热搅拌,再用去离子水洗涤,洗去残留改性剂,在烘箱中干燥,获得改性碳化硅纳米颗粒导热填料备用;
(3)称取9.1g二十烷,倒入试剂瓶中,在高于相变温度10℃的油浴锅中加热搅拌,使其熔化成透明液体;
(4)称取0.9g苯乙烯嵌段共聚物,并分批加入步骤(2)中,加热搅拌均匀至溶解完全,再加入下一批,直至全部溶解搅拌均匀为止,获得相变凝胶材料;
(5)称取2.72g改性六方氮化硼纳米片导热填料,0.68g改性碳化硅纳米颗粒导热填料,先将改性六方氮化硼纳米片加入步骤(4)中,加热搅拌均匀后再加入改性碳化硅纳米颗粒,加热搅拌均匀;
(6)冷却定型即得柔性导热相变凝胶材料。
图3为实施例2制备的二十烷@苯乙烯嵌段共聚物@改性六方氮化硼纳米片@改性碳化硅纳米颗粒柔性导热相变凝胶材料的实物图。
图4为实施例2制备的二十烷@苯乙烯嵌段共聚物@改性六方氮化硼纳米片@改性碳化硅纳米颗粒柔性导热相变凝胶材料的柔性展示图。
实施例3
(1)先称取六方氮化硼纳米片导热填料,将其放入尼龙球磨罐中,加入玛瑙求进行研磨,再将研磨好的纳米片倒入试剂瓶中,向其中加入四氢呋喃有机溶剂,在180W功率下超声,取上层溶液,过滤,用去离子水洗涤,放入烘箱干燥,获得剥离分散性好的纳米片导热填料;再向剥离后的纳米片导热填料中加入对苯二甲酸改性剂,利用磁热反应器对其进行加热搅拌,再用去离子水洗涤,洗去残留改性剂,在烘箱中干燥,获得改性六方氮化硼纳米片导热填料备用;
(2)称取氮化铝纳米颗粒导热填料,向其中加入四氢呋喃有机溶剂,在180W功率下超声,取上层溶液,过滤,用去离子水洗涤,放入烘箱干燥,再向其中加入对苯二甲酸改性剂,利用磁热反应器对其进行加热搅拌,再用去离子水洗涤,洗去残留改性剂,在烘箱中干燥,获得改性氮化铝纳米颗粒导热填料备用;
(3)称取8.5g十八醇,倒入试剂瓶中,在高于相变温度10℃的油浴锅中加热搅拌,使其熔化成透明液体;
(4)称取1.5g聚烯烃弹性体,并分批加入步骤(2)中,加热搅拌均匀至溶解完全,再加入下一批,直至全部溶解搅拌均匀为止,获得相变凝胶材料;
(5)称取1.4g改性六方氮化硼纳米片导热填料,0.35g改性氮化铝纳米颗粒导热填料,先将改性六方氮化硼纳米片加入步骤(4)中,加热搅拌均匀后再加入改性氮化铝纳米颗粒,加热搅拌均匀;
(6)冷却定型即得柔性导热相变凝胶材料。
图5为实施例3制备的十八醇@聚烯烃弹性体@改性六方氮化硼纳米片@改性氮化铝纳米颗粒柔性导热相变凝胶材料的实物图。
图6为实施例3制备的十八醇@聚烯烃弹性体@改性六方氮化硼纳米片@改性氮化铝纳米颗粒柔性导热相变凝胶材料的柔性展示图。
实施例4
(1)先称取石墨烯纳米片导热填料,将其放入尼龙球磨罐中,加入玛瑙求进行研磨,再将研磨好的纳米片倒入试剂瓶中,向其中加入四氢呋喃有机溶剂,在180W功率下超声,取上层溶液,过滤,用去离子水洗涤,放入烘箱干燥,获得剥离分散性好的纳米片导热填料;再向剥离后的纳米片导热填料中加入对苯二甲酸改性剂,利用磁热反应器对其进行加热搅拌,再用去离子水洗涤,洗去残留改性剂,在烘箱中干燥,获得改性石墨烯纳米片导热填料备用;
(2)称取氧化铝纳米颗粒导热填料,向其中加入四氢呋喃有机溶剂,在180W功率下超声,取上层溶液,过滤,用去离子水洗涤,放入烘箱干燥,再向其中加入对苯二甲酸改性剂,利用磁热反应器对其进行加热搅拌,再用去离子水洗涤,洗去残留改性剂,在烘箱中干燥,获得改性氧化铝纳米颗粒导热填料备用;
(3)称取9.4g十六醇,倒入试剂瓶中,在高于相变温度10℃的油浴锅中加热搅拌,使其熔化成透明液体;
(4)称取0.6g苯乙烯嵌段共聚物,并分批加入步骤(2)中,加热搅拌均匀至溶解完全,再加入下一批,直至全部溶解搅拌均匀为止,获得相变凝胶材料;
(5)称取0.8g改性石墨烯纳米片导热填料,0.2g改性氧化铝纳米颗粒导热填料,先将改性石墨烯纳米片加入步骤(4)中,加热搅拌均匀后再加入改性氧化铝纳米颗粒,加热搅拌均匀;
(6)冷却定型即得柔性导热相变凝胶材料。
图7为实施例4制备的十六醇@苯乙烯嵌段共聚物@改性石墨烯纳米片@改性氧化铝纳米颗粒柔性导热相变凝胶材料的实物图。
图8为实施例4制备的十六醇@苯乙烯嵌段共聚物@改性石墨烯纳米片@改性氧化铝纳米颗粒柔性导热相变凝胶材料的柔性展示图。
实施例5
(1)先称取六方氮化硼纳米片导热填料,将其放入尼龙球磨罐中,加入玛瑙求进行研磨,再将研磨好的纳米片倒入试剂瓶中,向其中加入四氢呋喃有机溶剂,在180W功率下超声,取上层溶液,过滤,用去离子水洗涤,放入烘箱干燥,获得剥离分散性好的纳米片导热填料;再向剥离后的纳米片导热填料中加入对苯二甲酸改性剂,利用磁热反应器对其进行加热搅拌,再用去离子水洗涤,洗去残留改性剂,在烘箱中干燥,获得改性六方氮化硼纳米片导热填料备用;
(2)称取氧化铝纳米颗粒导热填料,向其中加入四氢呋喃有机溶剂,在180W功率下超声,取上层溶液,过滤,用去离子水洗涤,放入烘箱干燥,再向其中加入对苯二甲酸改性剂,利用磁热反应器对其进行加热搅拌,再用去离子水洗涤,洗去残留改性剂,在烘箱中干燥,获得改性氧化铝纳米颗粒导热填料备用;
(3)称取9.1g月桂酸,倒入试剂瓶中,在高于相变温度10℃的油浴锅中加热搅拌,使其熔化成透明液体;
(4)称取0.9g乙烯-辛烯嵌段共聚物,并分批加入步骤(2)中,加热搅拌均匀至溶解完全,再加入下一批,直至全部溶解搅拌均匀为止,获得相变凝胶材料;
(5)称取0.44g改性六方氮化硼纳米片导热填料,0.11g改性氧化铝纳米颗粒导热填料,先将改性六方氮化硼纳米片加入步骤(4)中,加热搅拌均匀后再加入改性氧化铝纳米颗粒,加热搅拌均匀;
(6)冷却定型即得柔性导热相变凝胶材料。
图9为实施例5制备的月桂酸@乙烯-辛烯嵌段共聚物@改性六方氮化硼纳米片@改性氧化铝纳米颗粒柔性导热相变凝胶材料的实物图。
图10为实施例5制备的月桂酸@乙烯-辛烯嵌段共聚物@改性六方氮化硼纳米片@改性氧化铝纳米颗粒柔性导热相变凝胶材料的柔性展示图。
对比例1
(1)称取9.1g二十烷,倒入试剂瓶中,在高于相变温度10℃的油浴锅中加热搅拌,使其熔化成透明液体;
(2)称取0.9g苯乙烯嵌段共聚物,并分批加入步骤(1)中,加热搅拌均匀至溶解完全,再加入下一批,直至全部溶解搅拌均匀为止,获得相变凝胶材料;
(3)称取3.4g改性六方氮化硼纳米片导热填料,将改性六方氮化硼纳米片加入步骤(2)中,加热搅拌均匀;
(4)冷却定型即得柔性导热相变凝胶材料。
图11为对比例1制备的二十烷@苯乙烯嵌段共聚物@改性六方氮化硼纳米片柔性导热相变凝胶材料的实物图。
图12为对比例1制备的二十烷@苯乙烯嵌段共聚物@改性六方氮化硼纳米片柔性导热相变凝胶材料的柔性展示图。
对比例2
(1)称取9.1g二十烷,倒入试剂瓶中,在高于相变温度10℃的油浴锅中加热搅拌,使其熔化成透明液体;
(2)称取0.9g苯乙烯嵌段共聚物,并分批加入步骤(1)中,加热搅拌均匀至溶解完全,再加入下一批,直至全部溶解搅拌均匀为止,获得相变凝胶材料;
(3)称取3.4g改性碳化硅纳米颗粒导热填料,将改性碳化硅纳米颗粒加入步骤(2)中,加热搅拌均匀;
(4)冷却定型即得柔性导热相变凝胶材料。
图13为对比例2制备的二十烷@苯乙烯嵌段共聚物@改性碳化硅纳米颗粒柔性导热相变凝胶材料的实物图。
图14为对比例2制备的二十烷@苯乙烯嵌段共聚物@改性碳化硅纳米颗粒柔性导热相变凝胶材料的柔性展示图。
对比例3
(1)称取9.1g二十烷,倒入试剂瓶中,在高于相变温度10℃的油浴锅中加热搅拌,使其熔化成透明液体;
(2)称取0.9g苯乙烯嵌段共聚物,并分批加入步骤(1)中,加热搅拌均匀至溶解完全,再加入下一批,直至全部溶解搅拌均匀为止,获得相变凝胶材料;
(3)冷却定型即得柔性导热相变凝胶材料。
图15为实施例2制备的二十烷@苯乙烯嵌段共聚物柔性导热相变凝胶材料的实物图。
图16为实施例2制备的二十烷@苯乙烯嵌段共聚物柔性导热相变凝胶材料的柔性展示图。
通过DSC差示扫描量热仪测得实施例1-5与对比例1-3制备的柔性导热相变凝胶材料的相变温度和相变焓值,通过Hot disk测得导热系数,具体数值见表1:
表1
由表1可知,比较实施例2和对比例1-3,在不添加导热填料的情况下,对比例3制得的相变凝胶材料导热系数为0.38W/mK,在仅添加改性六方氮化硼纳米片导热填料或改性碳化硅纳米颗粒导热填料的情况下,对比例1制得的相变凝胶材料导热系数为1.1W/mK,对比例2制得的相变凝胶材料导热系数为0.98W/mK,而在同时添加改性六方氮化硼纳米片导热填料和改性碳化硅纳米颗粒导热填料的情况下,实施例2制得的相变凝胶材料导热系数为3.2W/mK,远高于对比例1-3,说明改性纳米片与改性纳米颗粒两者结合构成的一种导热通道,有效提高了有机相变材料的导热系数,具有协同增效作用。
Claims (10)
1.一种柔性导热相变凝胶材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)称取85-97份有机相变材料,在高于相变温度10℃的条件下加热搅拌,使其熔化成透明液体;
(2)称取3-15份交联弹性体材料,并分批加入步骤(1)熔化的有机相变材料中,加热搅拌直至交联弹性体材料全部溶解为止,获得相变凝胶材料;
(3)称取4-20份改性纳米片导热填料,1-5份改性纳米颗粒导热填料,先将改性纳米片加入步骤(2)制得的相变凝胶材料中,加热搅拌均匀后再加入改性纳米颗粒,加热搅拌均匀;冷却定型即得柔性导热相变凝胶材料。
2.根据权利要求1所述的一种柔性导热相变凝胶材料的制备方法,其特征在于,所述改性纳米片的改性方法为:先称取纳米片导热填料,球磨,再将研磨好的纳米片加入有机溶剂中,超声分散,取上层溶液,过滤,洗涤,干燥,再向剥离后的纳米片导热填料中加入对苯二甲酸改性剂,利用磁热反应器对其进行加热搅拌,洗涤,干燥,获得改性纳米片导热填料;
所述改性纳米颗粒的改性方法为:先称取纳米颗粒导热填料,加入有机溶剂中,超声分散,取上层溶液,过滤,洗涤,干燥,再向剥离后的纳米颗粒导热填料中加入对苯二甲酸改性剂,利用磁热反应器对其进行加热搅拌,洗涤,干燥,获得改性纳米颗粒导热填料。
3.根据权利要求1或2所述的一种柔性导热相变凝胶材料的制备方法,其特征在于,所述有机相变材料选自直链烷烃类、一元醇类、脂肪酸类中一种。
4.根据权利要求3所述的一种柔性导热相变凝胶材料的制备方法,其特征在于,所述有机相变材料选自正十四烷、正十六烷、正十八烷、正二十烷、十四醇、十六醇、十八醇、月桂酸、软脂酸、硬脂酸中的一种。
5.根据权利要求1或2所述的一种柔性导热相变凝胶材料的制备方法,其特征在于,所述交联弹性体材料选自苯乙烯嵌段共聚物、聚烯烃弹性体、乙烯-辛烯嵌段共聚物、聚二甲基硅氧烷中一种或多种。
6.根据权利要求1或2所述的一种柔性导热相变凝胶材料的制备方法,其特征在于,所述纳米片导热填料选自六方氮化硼纳米片和/或石墨烯纳米片。
7.根据权利要求1或2所述的一种柔性导热相变凝胶材料的制备方法,其特征在于,所述纳米颗粒导热填料选自氮化铝、氧化铝、二氧化硅、碳化硅、氧化锌中的一种或多种。
8.根据权利要求2所述的一种柔性导热相变凝胶材料的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂选自四氢呋喃、环己烷、环戊烷、四氯化碳中的一种。
9.权利要求1至8任一项所述的制备方法制得的柔性导热相变凝胶材料。
10.权利要求9所述的柔性导热相变凝胶材料在电子器件的热管理系统中的应用。
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Cited By (4)
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---|---|---|---|---|
CN114316497A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-12 | 青岛理工大学 | 一种低接触热阻相变触发型热界面材料及其制备方法 |
CN114554801A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-05-27 | 东莞市零度导热材料有限公司 | 一种高导热、绝缘柔性复合相变导热垫片及其制备方法 |
CN116113217A (zh) * | 2023-02-18 | 2023-05-12 | 广东工业大学 | 一种柔性导热离子液体相变凝胶材料及其制备方法与应用 |
CN116640366A (zh) * | 2023-06-27 | 2023-08-25 | 广东力王新材料有限公司 | 一种橡胶相变材料及其制备工艺 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105524595A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-04-27 | 华南理工大学 | 一种高导热复合相变材料及其制备方法 |
US20170101571A1 (en) * | 2015-10-09 | 2017-04-13 | Hiroyuki Fukushima | 2-dimensional thermal conductive materials and their use |
CN110041896A (zh) * | 2019-05-08 | 2019-07-23 | 东南大学 | 一种导热增强的纳米复合相变材料及其制备方法 |
-
2021
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20170101571A1 (en) * | 2015-10-09 | 2017-04-13 | Hiroyuki Fukushima | 2-dimensional thermal conductive materials and their use |
CN105524595A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-04-27 | 华南理工大学 | 一种高导热复合相变材料及其制备方法 |
CN110041896A (zh) * | 2019-05-08 | 2019-07-23 | 东南大学 | 一种导热增强的纳米复合相变材料及其制备方法 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114316497A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-12 | 青岛理工大学 | 一种低接触热阻相变触发型热界面材料及其制备方法 |
CN114316497B (zh) * | 2021-12-28 | 2024-04-19 | 青岛理工大学 | 一种低接触热阻相变触发型热界面材料及其制备方法 |
CN114554801A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-05-27 | 东莞市零度导热材料有限公司 | 一种高导热、绝缘柔性复合相变导热垫片及其制备方法 |
CN116113217A (zh) * | 2023-02-18 | 2023-05-12 | 广东工业大学 | 一种柔性导热离子液体相变凝胶材料及其制备方法与应用 |
CN116113217B (zh) * | 2023-02-18 | 2023-08-22 | 广东工业大学 | 一种柔性导热离子液体相变凝胶材料及其制备方法与应用 |
CN116640366A (zh) * | 2023-06-27 | 2023-08-25 | 广东力王新材料有限公司 | 一种橡胶相变材料及其制备工艺 |
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