一种具有微纳结构的柔性高导散热相变复合薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有微纳结构的柔性高导散热相变复合薄膜及其制备方法和应用，属于新能源材料与纳米技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种具有微纳结构的柔性高导散热相变复合薄膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于新能源材料与纳米
，具体涉及一种具有微纳结构的柔性高导散热相变复合薄膜及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]在光伏发电过程中，太阳能电池板光电转化效率除与半导体材料本身性能有关外，还受工作温度的影响
。
由于太阳能电池板在运行过程中会产生大量的热量，导致太阳能电池板的温度较周围环境高
。
过高的温度会导致太阳能光板光电转换效率降低，甚至会减小使用寿命
。
[0003]光伏背板的散热性能强弱会影响光伏电板的转换效率和使用寿命
。
目前，行业内广泛应用的导热界面器主要包括片状导热间隙填充材料和相变导热材料等
。
但因为导热材料与光伏背板的直接接触热阻较大，导热材料在宏观垂直方向上的导热性较差，以致导热效率较低且成本较高
。
[0004]针对上述问题，急需找到一种新的导热材料来解决导热材料与光伏背板的直接接触热阻较大，导热材料在宏观垂直方向上的导热性较差的问题，进而提高导热材料的导热效率，提高器件的工作效率，降低生产成本
。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种具有微纳结构的高导散热相变柔性复合薄膜及其制备方法，以解决现有的导热材料与光伏背板的直接接触热阻较大，导热材料在宏观垂直方向上的导热性较差，以致导热效率较低且成本较高的技术问题
。/>[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]本专利技术公开了一种具有微纳结构的柔性高导散热相变复合薄膜，由导热网络及填充在导热网络中的相变材料组成；所述导热网络的质量百分数为
10
％～
60
％，相变材料的质量百分数为
40
％～
90
％；所述导热网络为三维多孔微纳结构，由柔性导热硅层包覆碳导热材料和三聚氰胺形成
。
[0008]优选地，该具有微纳结构的柔性高导散热相变复合薄膜的热导率为
0.5
～
5.0W/m
·
K
，相变温度为
30
～
70℃
，热焓值为
150
～
210J/g。
[0009]本专利技术还公开了上述具有微纳结构的柔性高导散热相变复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
[0010]1)
将助溶剂和三聚氰胺混合分散在水中，再依次加入添加剂，碳导热材料，经过发泡，固化，得到碳导热材料作为骨架的三聚氰胺多孔复合薄膜；
[0011]2)
在步骤
1)
制得的碳导热材料作为骨架的三聚氰胺多孔复合薄膜的表面修饰柔性导热硅层，得到柔性高导热多孔复合薄膜；
[0012]3)
将相变材料填充于步骤
2)
制得的柔性高导热多孔复合薄膜中，获得具有微纳结构的柔性高导散热相变复合薄膜
。
[0013]优选地，步骤
1)
中，所述助溶剂：三聚氰胺：添加剂：碳导热材料的质量比为
(100
～
140):(120
～
160):(1
～
14):(2
～
10)
；所述分散的条件为
70
～
85℃
搅拌
20
～
30min
，发泡的条件为
90
‑
105℃
搅拌
40
‑
50min。
[0014]优选地，步骤
1)
中，所述碳导热材料为碳纳米线
、
碳纤维和碳纳米管中的任意一种，所述碳导热材料的含量为三聚氰胺含量的1～
5wt
％；所述助溶剂为多聚甲醛；所述添加剂包括发泡剂，匀泡剂和固化剂；所述发泡剂：匀泡剂：固化剂的质量比为
(5
～
7)
：
(2
～
4)
：
(1
～
1.5)。
所述发泡剂为正己烷或正戊烷；所述匀泡剂为二甲基硅油；所述固化剂为盐酸或磷酸
。
[0015]优选地，步骤
1)
中，所述碳导热材料作为骨架的三聚氰胺多孔复合薄膜的厚度为2～
20mm。
[0016]优选地，步骤
2)
中，所述碳导热材料作为骨架的三聚氰胺多孔复合薄膜：柔性导热硅层的质量比为
(500
～
2000):(2
～
20)
；所述柔性导热硅层包括石墨纳米颗粒和有机硅表面活性剂；所述石墨纳米颗粒：有机硅表面活性剂的质量比为
(1
～
4):(5
～
16)
；所述石墨纳米颗粒尺寸为
0.4
～1μ
m
；所述有机硅表面活性剂为聚二甲基硅氧烷
、
环甲基硅氧烷
、
氨基硅氧烷
、
聚甲基苯基硅氧烷和聚醚聚硅氧烷共聚物中的至少一种
。
[0017]优选地，步骤
2)
中，所述柔性导热硅层的厚度为1～
10
μ
m
；所述柔性高导热多孔复合薄膜是连通，柔性，不规则的三维多孔微纳结构薄膜
。
[0018]优选地，步骤
3)
中，所述相变材料为肉豆蔻酸
、
棕榈酸
、
癸酸
、
硬脂酸
、
月桂酸
、
聚乙二醇
、
石蜡
/SBS
和月桂酸
‑
硬脂酸
/SiO2中的至少一种
。
[0019]本专利技术还公开了上述具有微纳结构的柔性高导散热相变复合薄膜在制备户外光伏组件及
5G
基站元器件中的应用
。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0021]本专利技术公开了一种具有微纳结构的高导散热相变柔性复合薄膜，该具有微纳结构的高导散热相变柔性复合薄膜由导热网络及填充在导热网络中的相变材料组成，相变材料可以在相变过程中吸收或释放大量的热量，从而在散热和保温方面具有很好的性能，相变材料的储能性能可以根据其储热和释热温度进行调节，从而满足不同的应用需求；导热网络由具有柔性的导热硅包覆的碳导热材料和三聚氰胺形成的三维多孔微纳结构构成，具有微纳结构的高导散热相变柔性复合薄膜中的微观结构可以提高薄膜的表面积和通透性，有利于物质的吸附和传输，同时，微纳结构还可以增强薄膜的机械性能和稳定性
。
该具有微纳结构的柔性高导散热相变复合薄膜中导热网络的质量百分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具有微纳结构的柔性高导散热相变复合薄膜，其特征在于，由导热网络及填充在导热网络中的相变材料组成；所述导热网络的质量百分数为
10
％～
60
％，相变材料的质量百分数为
40
％～
90
％；所述导热网络为三维多孔微纳结构，由柔性导热硅层包覆碳导热材料和三聚氰胺形成
。2.
根据权利要求1所述的具有微纳结构的柔性高导散热相变复合薄膜，其特征在于，该具有微纳结构的柔性高导散热相变复合薄膜的热导率为
0.5
～
5.0W/m
·
K
，相变温度为
30
～
70℃
，热焓值为
150
～
210J/g。3.
权利要求1～2任意一项所述的具有微纳结构的柔性高导散热相变复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)
将助溶剂和三聚氰胺混合分散在水中，再依次加入添加剂，碳导热材料，经过发泡，固化，得到碳导热材料作为骨架的三聚氰胺多孔复合薄膜；
2)
在步骤
1)
制得的碳导热材料作为骨架的三聚氰胺多孔复合薄膜的表面修饰柔性导热硅层，得到柔性高导热多孔复合薄膜；
3)
将相变材料填充于步骤
2)
制得的柔性高导热多孔复合薄膜中，获得具有微纳结构的柔性高导散热相变复合薄膜
。4.
根据权利要求3所述的具有微纳结构的柔性高导散热相变复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤
1)
中，所述助溶剂：三聚氰胺：添加剂：碳导热材料的质量比为
(100
～
140):(120
～
160):(1
～
14):(2
～
10)
；所述分散的条件为
70
～
85℃
搅拌
20
～
30min
，发泡的条件为
90
‑
105℃
搅拌
40
‑
50min。5.
根据权利要求3所述的具有微纳结构的柔性高导散热相变复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤
1)
中，所述碳导热材料为碳纳米线
、
碳纤维和碳纳米管中的任意一种，所述碳导热材料的含量为三聚氰胺含量的1～
5wt
％；所述助溶剂为多聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁大伟，陈佳龙，丁书江，张东阳，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：