一种用于数据中心的相变冷却液及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种用于数据中心的相变冷却液及其制备方法，相变冷却液包括以下质量份数的组分：30～60份氟化液、10～15份导热颗粒、30～40份含氟嵌段聚合物胶束、1～5份分散剂；含氟嵌段聚合物胶束为含氟嵌段聚合物经过自组装后形成的胶束，含氟嵌段聚合物为含氟聚烯烃与聚乙二醇丙烯酸酯共聚合成；本发明专利技术的含氟嵌段聚合物胶束具有良好的相变储热能力，含氟聚烯烃与聚乙二醇丙烯酸酯嵌段共聚可提高相变储热介质与氟化液的相容性，不容易沉降分层，且再次凝固结晶后能稳定分散；制备所得的相变冷却液，绝缘性高，介电常数小加热/冷却循环1000次后不分层且其潜热蓄热性能未发现明显衰减，静置30天不发生沉降，适用于数据中心设备散热。备散热。

【技术实现步骤摘要】
一种用于数据中心的相变冷却液及其制备方法


[0001]本专利技术涉及冷却液
，尤其涉及一种用于数据中心的相变冷却液及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，用于数据中心的散热设备主要有两种方式，一种是普遍采用的风冷散热系统，但风冷系统能效比较低，散热设备耗能居高不下；另一种是液冷散热系统，目前有多种液体可被应用于传热，例如水、硅油、氟化液等等。然而与IT设备直接接触的浸没式冷却液需要呈电子惰性、介电强度高、毒性低、传热性能良好等特性，氟化液是目前最符合该要求的冷却液体，但其比热容在室温下仅为1～1.4J/(g
·
℃)，难以满足数据中心与日俱增的散热需求。目前已经得到应用的有气
‑
液相变通过低沸点的冷却液在一定温区下发生汽化，从而吸收大量相变焓，但液
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气相变容易导致箱体内部压强增大，不利安全稳定；同时，气体容易从箱体泄露导致冷却介质的不断减少并造成环境污染。除此之外，还存在固
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固相变或固
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液相变储热介质，但目前，大部分固固相变材料与氟化液相容性较差，容易产生沉降、堵塞箱体内部的细小通道。而一般的固液相变材料液化后容易分层，再次凝固结晶后难以稳定分散。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术中的缺陷，本专利技术提出一种用于数据中心的相变冷却液及其制备方法。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于数据中心的相变冷却液，包括以下质量份数的组分：30～60份氟化液、10～15份导热颗粒、20～50份含氟嵌段聚合物胶束、1～10份分散剂；含氟嵌段聚合物经过自组装后形成的胶束，所述含氟嵌段聚合物为含氟聚烯烃与聚乙二醇丙烯酸酯共聚合成。
[0005]进一步地，在所述的相变冷却液中，优选所述聚乙二醇丙烯酸酯的分子量为500
‑
5000，所述含氟嵌段聚合物的分子量为10000～1000000。
[0006]进一步地，在所述的相变冷却液中，优选所述含氟聚烯烃为聚六氟丙烯、聚八氟
‑1‑
丁烯、聚十二氟
‑1‑
己烯、聚十四氟
‑1‑
庚烯、聚十六氟
‑1‑
辛烯、聚十八氟
‑1‑
壬烯和聚二十氟
‑1‑
癸烯中的至少一种。
[0007]进一步地，在所述的相变冷却液中，优选所述含氟聚烯烃与聚乙二醇丙烯酸酯的嵌段重复单元比为1:(1～2)。
[0008]进一步地，在所述的相变冷却液中，优选所述含氟嵌段聚合物胶束的粒径为100～500nm。
[0009]进一步地，在所述的相变冷却液中，优选所述氟化液为四氟乙烯四聚体、四氟乙烯五聚体、四氟乙烯六聚体、四氟乙烯七聚体、六氟丙烯三聚体、六氟丙烯四聚体、六氟丙烯五聚体、全氟三丙胺、全氟三丁胺、全氟三戊胺、1,1,1,2,2,3,4,5,5,5
‑
十氟
‑3‑
甲氧基4
‑
(三
氟甲基)
‑
戊烷、1,1,2,2,3,3,4,4
‑
八氟
‑5‑
(1,1,2,2
‑
四氟乙氧基)戊烷、2
‑
(三氟甲基)
‑3‑
乙氧基十二氟己烷中的至少一种。
[0010]进一步地，在所述的相变冷却液中，优选所述导热颗粒为气相二氧化硅、纳米氧化铝、纳米氧化锌、纳米氮化硼、纳米碳化硅和纳米氢氧化铝中的至少一种。
[0011]进一步地，在所述的相变冷却液中，优选所述分散剂为十二烷基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷和十二烷基三乙氧基硅烷中的至少一种。
[0012]一种含氟嵌段聚合物的合成方法，包括以下步骤：
[0013]S1、将引发剂、催化剂、乙二醇丙烯酸酯和溶剂加入充满氮气保护的反应容器中进行反应，得到第一混合溶液；
[0014]S2、将第一混合溶液沉淀，提纯，得到聚乙二醇丙烯酸酯大分子引发剂；
[0015]S3、将聚乙二醇丙烯酸酯大分子引发剂、催化剂、含氟烯烃和溶剂加入充满氮气保护的反应容器中，得到第二混合溶液；
[0016]S4、将第二混合溶液沉淀，提纯，得到含氟嵌段聚合物。
[0017]进一步地，在所述的含氟嵌段聚合物的合成方法中，优选在S1步骤中，乙二醇丙烯酸酯、引发剂与催化剂的摩尔比为：(50～1000)：1：1，溶剂与乙二醇丙烯酸酯体积比为(1～4)：1，反应时间为12～24h。
[0018]进一步地，在所述的含氟嵌段聚合物的合成方法中，优选所述引发剂为2
‑
溴异丁酸乙酯、2
‑
溴丙酸甲酯和二氯化苄中的至少一种；
[0019]所述催化剂为CuCl、CuCl2、CuBr、CuBr2和FeCl3中的至少一种；
[0020]所述溶剂为非质子性溶剂，所述非质子性溶剂为THF、DMF和DMSO中的至少一种。
[0021]进一步地，在所述的含氟嵌段聚合物的合成方法中，优选在S3步骤中，所述聚乙二醇丙烯酸酯大分子引发剂、催化剂与含氟烯烃的摩尔比为1：(1～10)：(50～1000)，所述溶剂与聚乙二醇丙烯酸酯大分子引发剂体积比为(1～4)：1，反应时间为12～24h。
[0022]进一步地，在所述的含氟嵌段聚合物的合成方法中，优选在S3步骤中，所述、含氟烯烃为六氟丙烯、八氟
‑1‑
丁烯、十二氟
‑1‑
己烯、十四氟
‑1‑
庚烯、十六氟
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辛烯、十八氟
‑1‑
壬烯和二十氟
‑1‑
癸烯中的至少一种；
[0023]所述引发剂为2
‑
溴异丁酸乙酯、2溴丙酸甲酯、二氯化苄中的至少一种；
[0024]所述催化剂为CuCl、CuCl2、CuBr、CuBr2、FeCl3中的一种；
[0025]所述溶剂为非质子性溶剂，所述非质子性溶剂为THF、DMF和DMSO中的至少一种。
[0026]进一步地，在所述的含氟嵌段聚合物的合成方法中，优选在S1、S3步骤中，还可加入络合剂，所述络合剂与催化剂的摩尔比为1:1，所述络合剂为五甲基二亚乙基三胺、五(丙烯酸甲酯)二乙烯三胺中的至少一种。
[0027]一种含氟嵌段聚合物胶束的自组装方法，包括以下步骤：
[0028]S1、将所合成的含氟嵌段聚合物溶解于非质子性溶剂中，其中非质子溶剂包括THF、DMF和DMSO中的至少一种；
[0029]S2、将S1所得溶液缓慢滴加入全氟溶剂中，其中全氟溶剂沸点高于所述非质子性溶剂；
[0030]S3、将S2所得溶液进行旋蒸，除去非质子性溶剂，得到含氟嵌段聚合物胶束。
[0031]进一步地，在所述的含氟嵌段聚合物胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于数据中心的相变冷却液，其特征在于，包括以下质量份数的组分：30～60份氟化液、10～15份导热颗粒、20～50份含氟嵌段聚合物胶束、1～10份分散剂；所述含氟嵌段聚合物胶束为含氟嵌段聚合物经过自组装后形成的胶束，所述含氟嵌段聚合物为含氟聚烯烃与聚乙二醇丙烯酸酯共聚合成。2.根据权利要求1所述的相变冷却液，其特征在于，所述聚乙二醇丙烯酸酯的分子量为500
‑
5000，所述含氟嵌段聚合物的分子量为10000～1000000。3.根据权利要求1所述的相变冷却液，其特征在于，所述含氟聚烯烃为聚六氟丙烯、聚八氟
‑1‑
丁烯、聚十二氟
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己烯、聚十四氟
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庚烯、聚十六氟
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辛烯、聚十八氟
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壬烯和聚二十氟
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癸烯中的至少一种。4.根据权利要求1所述的相变冷却液，其特征在于，所述含氟聚烯烃与聚乙二醇丙烯酸酯的嵌段重复单元比为1:(1～2)。5.根据权利要求1所述的相变冷却液，其特征在于，所述含氟嵌段聚合物胶束的粒径为100～500nm。6.根据权利要求1所述的相变冷却液，其特征在于，所述氟化液为四氟乙烯四聚体、四氟乙烯五聚体、四氟乙烯六聚体、四氟乙烯七聚体、六氟丙烯三聚体、六氟丙烯四聚体、六氟丙烯五聚体、全氟三丙胺、全氟三丁胺、全氟三戊胺、1,1,1,2,2,3,4,5,5,5
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十氟
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甲氧基4
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(三氟甲基)
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戊烷、1,1,2,2,3,3,4,4
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八氟
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(1,1,2,2
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四氟乙氧基)戊烷、2
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(三氟甲基)
‑3‑
乙氧基十二氟己烷中的至少一种。7.根据权利要求1所述的相变冷却液，其特征在于，所述导热颗粒为气相二氧化硅、纳米氧化铝、纳米氧化锌、纳米氮化硼、纳米碳化硅和纳米氢氧化铝中的至少一种。8.根据权利要求1所述的相变冷却液，其特征在于，所述分散剂为十二烷基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷和十二烷基三乙氧基硅烷中的至少一种。9.一种含氟嵌段聚合物的合成方法，用于获取权利要求1
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8任意一项所述的含氟嵌段聚合物，其特征在于，包括以下步骤：S1、将引发剂、催化剂、乙二醇丙烯酸酯和溶剂加入充满氮气保护的反应容器中进行反应，得到第一混合溶液；S2、将第一混合溶液沉淀，提纯，得到聚乙二醇丙烯酸酯大分子引发剂；S3、将聚乙二醇丙烯酸酯大分子引发剂、催化剂、含氟烯烃和溶剂加入充满氮气保护的反应容器中，得到第二混合溶液；S4、将第二混合溶液沉淀，提纯，得到含氟嵌段聚合物。10.根据权利要求9所述的含氟嵌段聚合物的合成方法，其特征在于，在S1步骤中，乙二醇丙烯酸酯、引发剂与催化剂的摩尔比为：(50～1000)：1：1，溶剂与乙二醇丙烯酸酯体积比为(1～4)：1，反应时间为12～24h。11.根据权利要求10所述的含氟嵌段聚合物的合成方法，其特征在于，所述引发剂为2
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溴异丁酸乙酯、2
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【专利技术属性】
技术研发人员：谢晶冰，施翊璇，汤弢，
申请(专利权)人：纯钧新材料深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：