一种具有循环散热功能的冷凝胶及其制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及热管理技术领域，具体公开了一种具有循环散热功能的冷凝胶的制备工艺，制备方法包括以下步骤：制备聚季铵盐

【技术实现步骤摘要】
一种具有循环散热功能的冷凝胶及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及新能源蓄电池技术
、
及芯片半导体器件封装等热管理
，更具体地，本专利技术涉及一种具有循环散热功能的冷凝胶的制备工艺
。

技术介绍

[0002]新能源及电子器件集成度的不断提高一方面带来了更快
、
更便宜
、
更强劲的电子产品，但同时也带来了更加严峻的散热问题
。
而散热的好坏直接影响到电子器件的性能
、
寿命以及可靠性
。
新能源作为当今世界的发展潮流，其中新能源电池常见的锂电池有磷酸铁锂电池
、
三元锂电池和六菱形电池，做新能源汽车最成功的企业有美国的特斯拉和中国的比亚迪，其大多数车型使用的电池组是由三元锂电池组成，在电池组工作中会产生大量的热量，因此，需要使用到冷凝胶对蓄电池进行散热
。
[0003]新能源汽车的生产过程中，会使用到新能源蓄电池来为其进行供电
、
提供动力，同时，在新能源蓄电池生产时，会使用到散热冷凝胶来对其进行降温处理
。
但现有的冷凝胶一般只是通过简易的材料来对蓄电池或电子器件进行散热，在使用过程中，冷凝胶可能会存在因导热性差和力学性能差而导致其散热效果不佳和使用寿命短，进而无法长时间有效地对蓄电池进行散热处理
。
因此，亟需一种导热性好
、
力学性能好
、
使用寿命长的冷凝胶
。
专利技术内容
[0004]针对现有技术中存在的一些问题，本专利技术第一个方面提供了一种具有循环散热功能的冷凝胶的制备工艺
。
[0005]本专利技术中所述分子量
12
万
~15
万的聚乙烯醇为西安天正药用辅料有限公司
CP2020
试剂
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案予以实现：步骤1，制备聚季铵盐
‑
51
溶液：按
0.5g
：
100mL
的配比取氢氧化钠和二甲基亚砜配置溶液，向溶液中加入聚季铵盐
‑
51
，且聚季铵盐
‑
51
的质量百分比不超过
5wt%
；然后在
50rpm
搅拌速率下逐滴加入蒸馏水，在
25℃
下搅拌均匀得到聚季铵盐
‑
51
溶液，且蒸馏水的体积不超过二甲基亚砜体积的
20%
；步骤2，制备聚乙烯醇溶液：将聚乙烯醇粉末倒入
100mL
二甲基亚砜中，搅拌至完全溶解得到聚乙烯醇溶液，且聚乙烯醇的质量分数为
10~20wt%
；步骤3，制备二硒化钼纳米片粉末：将二硒化钼粉末分散到
100mL
丙三醇水溶液中，二硒化钼粉末的质量分数不超过
5wt%
，超声处理后离心处理，得到二硒化钼纳米片分散液，冷冻干燥得到二硒化钼纳米片粉末；步骤4，制备聚季铵盐
‑
51/
二硒化钼
/
聚乙烯醇冷凝胶：
将二硒化钼纳米片粉末溶于二甲基亚砜中，并与聚季铵盐
‑
51
溶液混合均匀，然后加入聚乙烯醇溶液混合均匀得到混合物，且聚季铵盐
‑
51
溶液与聚乙烯醇溶液的体积比为1：（
1~10
），二硒化钼纳米片粉末的质量占二硒化钼纳米片粉末
、
聚季铵盐
‑
51
溶液和聚乙烯醇溶液总质量的
1~10wt%
；将混合物倒入模具排除多余的空气，在
‑
25℃
到
25℃
之间反复冻融，得到复合冷凝胶；最后将复合冷凝胶置于蒸馏水中置换
24~72h
后，得到聚季铵盐
‑
51/
二硒化钼
/
聚乙烯醇冷凝胶
。
[0007]进一步的，将所述步骤1中搅拌时间为
6h~18h。
[0008]进一步的，将所述步骤2中搅拌时温度为
50~90℃。
[0009]进一步的，将所述步骤2中聚乙烯醇的分子量为
12
万
~15
万
。
[0010]进一步的，将所述步骤3中超声时间为
1~5h
，频率为
20KHz~100 KHz。
[0011]进一步的，将所述步骤3中离心步骤中转速为
500~1500rpm
，离心时间为
1h。
[0012]进一步的，将所述步骤3中二硒化钼纳米片的比表面积为
500~1500m2/g。
[0013]进一步的，将所述步骤4中聚季铵盐
‑
51/
二硒化钼
/
聚乙烯醇冷凝胶中的二硒化钼纳米片直径为
1~3
μ
m。
[0014]进一步的，将所述步骤4中冻融次数为
5~10
次
。
[0015]本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：本专利技术中原料二硒化钼为二维层状结构，具有良好的力学性能和热性能，二硒化钼在平面方向上具有高度的韧性和强度，并且具有低的热膨胀系数，是非常理想的纳米材料
。
原料中的聚季铵盐
‑
51
具有仿细胞膜结构，能在表层形成一层稳定的水化凝胶膜，有利于形成导热通路
。
原料中的聚乙烯醇冷凝胶具有良好的物理化学性能，聚乙烯醇的分子量为
12
万
~15
万，聚乙烯醇随着聚合度（分子量）的增加，其力学性能会随之提升，但是其粘度稳定性和表面活性会变差，选用中聚合度（分子量为
12
万
~15
万）的聚乙烯醇，聚乙烯醇冷凝胶具有很好的含水率
、
氧渗透能力；但单一的聚乙烯醇冷凝胶存在导热性能差
、
力学性能弱等问题
。
[0016]因此，本专利技术基于纳米材料增强技术，引入二硒化钼增强聚乙烯醇冷凝胶的导热性能和力学性能，但是二硒化钼表面易于团聚，引入聚季铵盐
‑
51
解决了二硒化钼表面易于团聚的问题，增加了聚季铵盐
‑
51/
二硒化钼
/
聚乙烯醇冷凝胶体系的表面张力
。
二硒化钼和聚季铵盐
‑
51
的引入，使得聚乙烯醇冷凝胶体系成为了一种具有良好力学性能的热传载体，在具有高含水量和灵活性的结构基础上构建了二硒化钼的固体导热网络，完成了固体网络与液体网络的界面结合，提高了聚合物的导热性能和力学性能
。
[0017]综上，本专利技术聚季铵盐
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具有循环散热功能的冷凝胶的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，制备聚季铵盐
‑
51
溶液：按
0.5g
：
100mL
的配比取氢氧化钠和二甲基亚砜配置溶液，向溶液中加入聚季铵盐
‑
51
，且聚季铵盐
‑
51
的质量百分比不超过
5wt%
；然后在
50rpm
搅拌速率下逐滴加入蒸馏水，在
25℃
下搅拌均匀得到聚季铵盐
‑
51
溶液，且蒸馏水的体积不超过二甲基亚砜体积的
20%
；步骤2，制备聚乙烯醇溶液：将聚乙烯醇粉末倒入
100mL
二甲基亚砜中，搅拌至完全溶解得到聚乙烯醇溶液，且聚乙烯醇的质量分数为
10~20wt%
；步骤3，制备二硒化钼纳米片粉末：将二硒化钼粉末分散到
100mL
丙三醇水溶液中，二硒化钼粉末的质量分数不超过
5wt%
，超声处理后离心处理，得到二硒化钼纳米片分散液，冷冻干燥得到二硒化钼纳米片粉末；步骤4，制备聚季铵盐
‑
51/
二硒化钼
/
聚乙烯醇冷凝胶：将二硒化钼纳米片粉末溶于二甲基亚砜中，并与聚季铵盐
‑
51
溶液混合均匀，然后加入聚乙烯醇溶液混合均匀得到混合物，且聚季铵盐
‑
51
溶液与聚乙烯醇溶液的体积比为1：（
1~10
），二硒化钼纳米片粉末的质量占二硒化钼纳米片粉末
、
聚季铵盐
‑
51
溶液和聚乙烯醇溶液总质量的
1~10wt%
；将混合物倒入模具排除多余的空气，在
‑
25℃
到
25℃

【专利技术属性】
技术研发人员：李林，刘晓明，马博文，
申请(专利权)人：涿州市柯林电子产品有限公司，
类型：发明
国别省市：