一种高效感温复合材料、制备方法及制备感温元件的应用技术

本发明专利技术属于感温材料技术领域，具体涉及一种高效感温复合材料，并进一步公开其制备方法，以及制备感温元件的应用。本发明专利技术所述高效感温材料，在现有常规感温蜡材料和金属导热材料为原料的基础上，通过增加C/C复合增强材料和稳定剂，有效提高了整个感温材料的导热性能和相稳定性，进一步提高了感温材料的感温灵敏度。

A High Efficiency Temperature Sensitive Composite Material, Its Preparation Method and Application in Preparing Temperature Sensitive Components

【技术实现步骤摘要】
一种高效感温复合材料、制备方法及制备感温元件的应用
本专利技术属于感温材料
，具体涉及一种高效感温复合材料，并进一步公开其制备方法，以及制备感温元件的应用。
技术介绍
随着科技水平和生活水平的日益提高，感温设备的需求日益增多，并由此引发对感温元件性能的要求也日益精进。在常规感温元件中，感温材料的性能尤其是导热性能如何，对于感温元件的性能具有至关重要的作用。目前，用于感温元件内的感温材料主要由热敏蜡材料与导热金属材料等混合物组成，而导热金属材料又以铜粉的使用最为常见，这主要是因为铜粉的导热能力较强，能使感温材料受温度变化时迅速做出热胀冷缩的反应。在感温元件中，通常以响应时间来衡量感温元件受温度变化的灵敏性，响应时间数值越小代表感温元件灵敏性会越高，即代表感温元件的感温性能越好。但随着感温元件的使用，感温材料在经历多次的热胀冷缩变化后，由于导热金属材料的密度较大即可浮性差，会导致热敏蜡材料与导热金属材料之间逐渐发生分离，导致感温元件的灵敏性大幅降低，严重影响其使用性能。如中国专利CN104774477A公开了一种用于调温器感温元件内的复合感温蜡，该感温蜡在以现有石蜡和铜粉为原料的基础上，进一步添加适宜的石蜡增粘剂以提高整个感温材料的导热性能，并有效提高了感温材料的灵敏性。但是，鉴于所选用石蜡增粘剂的性能限制，使得制备感温蜡产品的导热性能略显不足。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种高效感温复合材料，以解决现有技术中感温材料的感温灵敏度不足的问题；本专利技术所要解决的第二个技术问题在于提供上述感温复合材料的制备方法，以及制备感温元件的应用。为解决上述技术问题，本专利技术所述的一种高效感温复合材料，其制备原料包括质量比为0.5-2：2-4：0.5-2：0.5-2的感温蜡材料、金属导热材料、增强材料和稳定剂。优选的，所述感温蜡材料、金属导热材料、增强材料和稳定剂的质量比为1：3：1：1。具体的，所述感温蜡材料为离子液体改性石蜡。具体的，所述离子液体改性石蜡按照如下步骤制得：(1)取石蜡熔融后置于装有N-乙基吡啶四氟硼酸盐离子液体的密闭容器中，并排除空气；所述离子液体的用量占所述石蜡用量的20-80wt％；(2)在不断搅拌状态下，向容器中充入CO2，并控制密闭容器内的温度为80-90℃、压力为8-10MPa，于超临界状态下进行改性反应10-15min，泄压后即获得所需改性石蜡。具体的，所述增强材料为C/C复合材料，并优选为高导热C/C复合材料。具体的，所述稳定剂为聚乙二醇月桂酸酯。具体的，所述金属导热材料为紫铜粉。本专利技术还公开了一种制备所述高效感温复合材料的方法，包括如下步骤：(1)取选定量的所述感温蜡材料进行熔融，至完全熔化；(2)在真空状态下，加入选定量的所述金属导热材料、增强材料和稳定剂，充分混匀，即得所需感温复合材料。具体的，所述步骤(2)中，控制真空度为-0.1～-0.08MPa。本专利技术还公开了所述高效感温复合材料用于制备感温元件的用途。本专利技术所述高效感温材料，在现有常规感温蜡材料和金属导热材料为原料的基础上，通过增加C/C复合增强材料和稳定剂，有效提高了整个感温材料的导热性能和相稳定性，进一步提高了感温材料的感温灵敏度。本专利技术所述高效感温材料，进一步优选以超临界流体携带离子液体改性的改性石蜡为原料，有效提高了石蜡材料的导热性能，进一步提高了整个感温材料的导热性能和相稳定性，进一步提高了感温材料的感温灵敏度。本专利技术所述高效感温材料，进一步优选现有技术已知的高导热C/C复合材料，进一步提高了整个感温材料的导热性能，进一步提高了感温材料的感温灵敏度。具体实施方式本专利技术下述实施例中，所述C/C复合材料可以选用现有技术中市售常规的C/C复合材料，并优选用高导热性能的C/C复合材料，如中国专利CN103724043A中公开的高导热C/C复合材料，或中国专利CN101857456A中公开的C/C复合材料，具有C/C复合材料性能的材料均适用于本申请方案的实施，不再逐一举例。本专利技术下述实施例中，涉及“所述C/C复合材料”即为现有技术一般C/C复合材料，涉及“所述高导热C/C复合材料”则为采用如中国专利CN103724043A中实施例1制备的复合材料为例进行所述高效感温材料的制备及效果证明。实施例1本实施例所述高效感温复合材料，其制备原料包括：石蜡0.5kg、紫铜粉2kg、C/C复合材料0.5kg、聚乙二醇月桂酸酯2kg。本实施例所述高效感温复合材料，按照如下步骤制备：(1)取选定量的所述感温蜡材料进行加热熔融，并在加热状态下不断搅拌，至目测感温蜡材料完全熔化；(2)在真空度为-0.09MPa状态下，于搅拌状态下，缓慢加入上述选定量的所述金属导热材料、增强材料和稳定剂，充分混匀，添加完成后继续搅拌约120min，即得所需感温复合材料。实施例2本实施例所述高效感温复合材料，其制备原料包括：石蜡2kg、紫铜粉4kg、C/C复合材料2kg、聚乙二醇月桂酸酯0.5kg。本实施例所述高效感温复合材料的制备方法同实施例1。实施例3本实施例所述高效感温复合材料，其制备原料包括：改性石蜡1kg、紫铜粉3kg、高导热C/C复合材料1kg、聚乙二醇月桂酸酯1kg；其中，所述改性石蜡为按照如下方法制备的离子液体改性石蜡：(1)取石蜡加热至完全熔融后，置于装有N-乙基吡啶四氟硼酸盐离子液体的密闭容器中，控制所述离子液体的用量占所述石蜡用量的50wt％，并排除空气；(2)在不断搅拌状态(50r/min)下，向容器中不断充入CO2，并控制密闭容器内的温度为85℃、压力为9MPa，于超临界状态下进行改性反应10-15min，泄压后，即获得所需改性石蜡。所述高导热C/C复合材料为采用如中国专利CN103724043A中实施例1制备的复合材料。本实施例所述高效感温复合材料的制备方法同实施例1。实施例4本实施例所述高效感温复合材料，其制备原料包括：改性石蜡0.8kg、紫铜粉2.5kg、C/C复合材料0.8kg、聚乙二醇月桂酸酯1.5kg；其中，所述改性石蜡与实施例3相同。本实施例所述高效感温复合材料的制备方法同实施例1。实施例5本实施例所述高效感温复合材料，其制备原料包括：石蜡1.5kg、紫铜粉3.5kg、高导热C/C复合材料1.5kg、聚乙二醇月桂酸酯0.8kg；其中，所述高导热C/C复合材料为采用如中国专利CN103724043A中实施例1制备的复合材料。本实施例所述高效感温复合材料的制备方法同实施例1。对比例1本对比例所述感温复合材料，其制备原料包括：石蜡1kg、紫铜粉3kg。本对比例所述高效感温复合材料的制备方法同实施例1。对比例2本对比例所述感温复合材料为按照中国专利CN104774477A中方案六制得感温蜡材料。实验例与中国专利CN104774477A中公开方案相同的，本专利技术所述感温复合材料也采用响应时间为指标进行所述感温材料感温灵敏度的效果评价。具体试验方式包括：分别采用上述实施例1-5及对比例1-2中制得感温材料，按照常规方式装配成调温器总成，通过调温器总成的响应时间(测试温度区间为38-60℃)来衡量调温器内感温元件的灵敏性，响应时间越短，说明调温器感温元件灵敏性越高。分别记录上述感温材料在不同位移下的响应时间，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效感温复合材料，其特征在于，其制备原料包括质量比为0.5‑2：2‑4：0.5‑2：0.5‑2的感温蜡材料、金属导热材料、增强材料和稳定剂。

【技术特征摘要】
1.一种高效感温复合材料，其特征在于，其制备原料包括质量比为0.5-2：2-4：0.5-2：0.5-2的感温蜡材料、金属导热材料、增强材料和稳定剂。2.根据权利要求1所述的高效感温复合材料，其特征在于，所述感温蜡材料、金属导热材料、增强材料和稳定剂的质量比为1：3：1：1。3.根据权利要求1或2所述的高效感温复合材料，其特征在于，所述感温蜡材料为离子液体改性石蜡。4.根据权利要求3所述的高效感温复合材料，其特征在于，所述离子液体改性石蜡按照如下步骤制得：(1)取石蜡熔融后置于装有N-乙基吡啶四氟硼酸盐离子液体的密闭容器中，并排除空气；所述离子液体的用量占所述石蜡用量的20-80wt％；(2)在不断搅拌状态下，向容器中充入CO2，并控制密闭容器内的温度为80-90℃、压力为8-10MPa，于超临界状态下进行改性反应10-15mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：余天亮，
申请(专利权)人：上海水沐乐歌恒温科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31