一种包含聚乙二醇硫氮杂化改性体的组合物、及其用于液冷剂的用途以及浸没式液冷系统技术方案

本申请公开了一种包含聚乙二醇硫氮杂化改性体的组合物、及其用于液冷剂的用途以及浸没式液冷系统。所述组合物包括全氟聚醚、聚乙二醇硫氮杂化改性体、1H,1H,5H

【技术实现步骤摘要】
一种包含聚乙二醇硫氮杂化改性体的组合物、及其用于液冷剂的用途以及浸没式液冷系统


[0001]本申请涉及液态冷却介质
，具体涉及一种包含聚乙二醇硫氮杂化改性体的组合物、及其用于液冷剂的用途以及浸没式液冷系统。

技术介绍

[0002]伴随着科技的进步，电子行业发展迅速，电子设备例如高性能计算机主机、数据中心服务器等在运行过程中会产生大量热量，从而降低运行效率，如何及时将这些热量传递和转化成为制约行业发展的因素之一。
[0003]目前使用的散热设备有两类，业内普遍采用的是风冷散热系统例如基于风扇的冷却系统，但因其需要大量的功率，而且驱动此类系统所需的功率成本随着服务器密度的增加而指数增加，能效比较低，耗能居高不下。传统的风冷模式均采用间接接触冷却的方式进行，其具有传热过程复杂，存在接触热阻及对流换热热阻，热阻总和大，换热效率较低，换热过程高低温热源间温差较大，需要较低的室外低温热源引导换热过程进行等多种弊端。而在大型的数据中心，仅靠风冷已经不足以满足高热流密度服务器的散热要求。
[0004]另一类是采用液冷散热系统。由于液体的比热容远远大于空气，单位体积可传输的热量远高于空气，散热速度也远超空气，因此能够吸收大量的热量而保持温度不会发生明显的变化，使得置于液冷系统中的器件的温度能够得到良好的控制，并且任何突发的操作都不会造成器件内部的温度发生瞬间大幅度的变化。液冷的制冷效率远高于风冷散热方式，同时液冷在噪音方面也能得到很好地控制。因此，液冷散热系统相比于传统风冷散热系统，不但具有更好的节能效果、制冷能力以及更小的噪音，还可以通过提高功率密度来减小服务器的尺寸。
[0005]液冷散热系统包括间接接触式液冷和直接浸没式液冷。其中，间接接触式液冷中的液冷剂(本文也称冷却液)与发热器件不直接接触，如CN101751096B披露的超级计算机表贴式蒸发冷却装置、CN102711414A中采用的液冷冷板与发热器件接触，间接带走热量的装置。这两种方案只能冷却处理CPU、GPU等具备规则散热表面的发热器件散发出来的热量，而对电路板上的其他发热器件如内存、电阻等部件无能为力，因此往往还需要与风冷结合。此外由于冷却液与发热器件不直接接触，中间存在接触热阻和传导热阻，导致换热效能低。在同等发热器件表面温度情况下，比直接液体冷却需要更低的冷却液温度。
[0006]直接浸没式液冷是近年备受业界关注的新型散热技术。直接浸没式冷却是将电子器件例如服务器完全浸入装满冷却液的箱体中，冷却液直接带走服务器的芯片、内存等部件产生的热量。浸没式液冷具有明显的优势。首先，在浸没式液冷中，冷却液与发热设备直接接触，具有较低的对流热阻，传热系数高；其次，冷却液具有较高的热导率和比热容，运行温度变化率较小；再次，这种方式无需风扇，降低了能耗和噪音，制冷效率高；最后，冷却液绝缘性能优良，闪点高不易燃，且无毒、无害、无腐蚀。所以液冷技术适用于对热流密度、绿色节能需求高的大型数据中心、超级计算、工业及其他计算领域和科研机构，特别是对于地
处严寒、高海拔地区，或者地势较为特殊、空间有限的数据中心，以及对环境噪音要求较高，距离人群办公、居住场所较近，需要静音的数据中心具有明显的优势。
[0007]直接浸没式液冷由于冷却液直接与电子器件接触，需要冷却液与器件具有良好的相容性，例如不对器件中的芯片、线路等造成溶胀腐蚀，不对电子设备造成短路危险等。因此，对液冷剂的性能提出了较高要求，不仅要具有无毒、无害、无腐蚀性、抗氧化、高闪点、不可燃、良好的绝缘性，还要均衡考虑粘度适合、高比热容、高热流密度等诸多因素。而制备兼顾上述要求的液冷剂一直是业内亟需解决的问题。
[0008]目前，已开发了一些直接浸没式液冷系统，CN108351674A提供了一种采用3M公司的氟化液的浸没冷却系统，这些氟化液是由全氟化合物构成的氟素类惰性液体，主要为全氟胺类化合物。CN112135811A公开了通式为CFY＝CXN(R
f
)CF2R
f
’
的全氟氨基烯烃化合物，可用于电子设备的直接浸没式液冷。CN111475002A公开的冷却液的主成分为全氟胺类化合物，其为全氟三乙胺、全氟三丙胺、全氟三丁胺、全氟三戊胺和全氟N
‑
甲基吗啉中的一种或两种以上混合物，其可用于电子设备的冷却系统。但是，现有的含全氟胺类化合物、全氟氨基烯烃化合物的冷却液与电子设备材料的兼容性并不好，仍有较大的改进空间，另外，上述冷却液也无法同时兼顾高比热容、粘度适合、高导热率等制约液冷效果的因素。
[0009]因此，现有技术中的液冷剂仍有很多改进的空间，用于电子设备的液冷剂的性能还有待进一步提高。

技术实现思路

[0010]为了解决现有的液冷剂存在的上述缺陷，本专利技术通过提供一种包含聚乙二醇硫氮杂化改性体的组合物、及其用于液冷剂的用途以及浸没式液冷系统，解决了现有技术中液冷剂组分的兼容性较差的问题，保护电子设备不被破坏，本申请提供的液冷剂具有良好的流动性、高的比热容及极佳的散热功能。
[0011]为达到上述目的，本申请提供了如下的技术方案：
[0012]一种组合物，包括如下组分：
[0013][0014]其中，所述全氟聚醚具有如下通式：R
a
‑
(C(R1)FCF2O)
n
‑
(CF2O)
m
‑
(CF2)
i
‑
R
b
，
[0015]其中R
a
选自F、CF3、CF2CF3、CF2CF2CF3或CF(CF3)CF3基团，R
b
选自F、CF3、CF2CF3、CF2CF2CF3或CF(CF3)CF3基团，R1选自F、CF3、CF2CF3、CF2CF2CF3或CF(CF3)CF3基团，m为2
‑
20之间的整数，n为3
‑
30之间的整数，且m≤n，i为0
‑
2之间的整数；
[0016]所述聚乙二醇硫氮杂化改性体具有如下通式：
[0017][0018]其中，p为10
‑
100之间的整数，Rh独立地选自Cl、Br或I。
[0019]优选地，其中，
[0020][0021]优选地，全氟聚醚中m为2
‑
15之间的整数，n为3
‑
20之间的整数，聚乙二醇硫氮杂化改性体中p为10
‑
50之间的整数。
[0022]更优选地，m为2
‑
10之间的整数，n为3
‑
20之间的整数。
[0023]优选地，本申请的全氟聚醚选自如下化合物中的一种或多种：
[0024]化合物1：R
a
‑
(C(R1)FCF2O)
n
‑
(CF2O)
m
‑
(CF2)
i
‑
R
b本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合物，包括如下组分：其中，所述全氟聚醚具有如下通式：R
a
‑
(C(R1)FCF2O)
n
‑
(CF2O)
m
‑
(CF2)
i
‑
R
b
，其中R
a
选自F、CF3、CF2CF3、CF2CF2CF3或CF(CF3)CF3基团，R
b
选自F、CF3、CF2CF3、CF2CF2CF3或CF(CF3)CF3基团，R1选自F、CF3、CF2CF3、CF2CF2CF3或CF(CF3)CF3基团，m为2
‑
20之间的整数，n为3
‑
30之间的整数，且m≤n，i为0
‑
2之间的整数；所述聚乙二醇硫氮杂化改性体具有如下通式：其中，p为10
‑
100之间的整数，Rh独立地选自Cl、Br或I。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，m为2
‑
15之间的整数，n为3
‑
20之间的整数，p为10
‑
50之间的整数。4.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，m为2
‑
10之间的整数，n为3
‑
20之间的整数，p为10
‑
50之间的整数。5.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，全氟聚醚选自如下化合物中的一种或多种：化合物1：R
a
‑
(C(R1)FCF2O)
n
‑
(CF2O)
m
‑
(CF2)
i
‑
R
b
，R
a
＝CF(CF3)CF3，R
b
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金明，周黎旸，汪星平，张广欣，李昊，田小平，雷志刚，
申请(专利权)人：浙江巨化技术中心有限公司，
类型：发明
国别省市：