System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种低密度高导热复合型硅油冷却液及制备方法技术_技高网

一种低密度高导热复合型硅油冷却液及制备方法技术

技术编号:44259008 阅读:7 留言:0更新日期:2025-02-14 22:04
本发明专利技术涉及浸没式冷却液领域,公布了一种低密度高导热复合型硅油冷却液及制备方法,该方法包括介绍了一种端萘芳基硅油的制备,并将其应用于硅油冷却液的基础液,提升了硅油冷却液的导热性能。将二甲基二氯硅烷溶于四氢呋喃,滴加萘格式试剂至混合液中,待反应结束后经淬灭、萃取等工序,得到二甲基萘芳基氯硅烷;向二甲基萘芳基氯硅烷中加入碳酸钾溶液,反应后萃取得到二甲基一萘基硅氧烷醇;向二甲基一萘基硅氧烷醇中加入锡催化剂,真空反应,精馏提纯,得到四甲基二萘基二硅氧烷;以DMC作为原料,KOH钾做催化剂,以四甲基二萘基二硅氧烷做封头剂,制备出端萘芳基硅油。通过搅拌混合复配出密度较低、比热容较高、结构稳定的复合型硅油冷却液。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及储能传热领域,用作浸没式液冷技术中的散热介质,主要应用于电子元器件、it服务器及5g基站等方向。


技术介绍

1、随着大数据时代的加速发展,数据中心的散热需求越来越高,为满足pue<1.1,采用传统的风冷或冷板散热技术已满足不了数据中心快速、高效的制冷要求,与传统的风冷或冷板技术相比,浸没式液冷技术具有高效制冷、节能降耗、静音低噪及节约空间的优点,将成为解决数据中心散热难题的有效方案。

2、目前,浸没式冷却液的基液主要以氟化液、碳基材料的合成油、有机硅油三大类为主。其中氟化液由于具有较高的成本,产品密度大,设备承重大,输送能耗相对更高,且对臭氧层有潜在破坏风险,被替代的需求越来越大;碳基材料的合成油虽具有一定的成本优势,但结构上缺乏稳定性、闪点不高,使用寿命较短;相比于氟化液和合成油,有机硅油具有粘度低、密度小、结构稳定性、相容性较好、成本适中等优势,是目前替代氟化液的较优材料,但由于普通二甲基硅油受自身属性的限制,比热容相比于氟化液仍有一定的差距,提升硅油的导热性能和稳定性是当前亟待解决的问题。

3、公开号为cn116731689a中国专利公开了一种硅油冷却液的制备方法,通过在普通二甲基硅油中添加氮化硅和氧化铝等无机填料增强了冷却液的导热性,存在以下劣势:一是通过添加无机填料制备的硅油冷却液属于非均相体系,容易造成固体粉末在设备表面沉积,损坏设备;二是该冷却液中使用的稀释剂包含了闪点较低的含氯烷烃和烯烃等物质,此类物质都属于危险系数较高的物质。

4、本专利通过自主开发硅油复配技术,以二甲基硅油作为基础液,制备出的复合型硅油冷却液具有以下优势:一是产品密度低,密度小于0.900g/cm3,仅是氟化液密度的一半,应用于大型数据中心和通讯基站,降低了设备承载装置的负荷,同时降低了循环泵的运载功率;二是产品比热容和导热系数相对较高,40℃下比热容大于1.95j·g-1·k-1,导热系数大于0.190w/(m·k),散热性能优于普通二甲基硅油或合成油;三是硅油的结构稳定,不易老化变质,使用寿命较长;四是复合型硅油冷却液是均相体系,不用额外添加导热粉,不会对设备的绝缘性造成影响,且无粉体沉积。

5、为了提高复合型硅油冷却液的比热容,需解决以下难题:

6、1.选取合适的低粘度、高比热容的改性剂,且能与低粘二甲基硅油相容,结构稳定不易变质;

7、2.摸索合适的配方配比,能够满足密度、比热容均在合适范围内。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,提供了一种高导热端萘芳基硅油的制备方法,通过硅油复配制备出低密度高导热硅油冷却液。本专利技术所述制备方法所用原料主要为二甲基硅油、二苯基硅油、端萘芳基硅油和液体石蜡,降低了硅油的密度、提升了硅油的比热容,制备的复合型硅油冷却液密度小于0.900 g/cm3,40℃下冷却液的粘度均小于20cst,密度均小于0.900g/cm3,导热系数均大于0.190w/(m·k)。外观无色透明,具有良好的流动性,且溶液均一稳定。

2、为了实现上述目的,本专利技术提供以下技术方案:

3、一种低密度高导热复合型硅油冷却液,所述冷却液包括基础油、改性硅油、调节剂;

4、所述的基础油选自二甲基硅油;

5、改性硅油选自苯基硅油和/或端萘芳基硅油;

6、调节剂选自液态石蜡油。

7、上述所述低密度高导热复合型硅油冷却液中,

8、所述的二甲基硅油,25℃粘度10~30cst,挥发分<0.30%(150℃ 3h),闪点>150℃,添加比例45~60%,作为冷却液中的基液。

9、所述的二甲基二苯基硅油,25℃粘度20~50cst,挥发分<0.10%(150℃ 3h),闪点>200℃,占比10~45%,用于提高冷却液的导热和耐热性能。

10、所述的端萘芳基硅油,粘度30~50cst,挥发分<0.10%(150℃ 3h),闪点>250℃,占比10~45%,用于提高冷却液的导热和耐热性能。

11、上述中,当改性硅油分别为二甲基二苯基硅油或端萘芳基硅油时,各自分别占比为30~45%;当改性硅油为二甲基二苯基硅油与端萘芳基硅油的混合物时,混合占比为30~45%,二甲基二苯基硅油与端萘芳基硅油可以为任意比。

12、所述的液态石蜡,为液体类烃类的混合物,主要成分为c16 ~ c31的正异构烷烃的混合物,具有良好的氧化安定性、化学稳定性和光安定性,粘度1~10cst,占比5~10%。

13、端萘芳基硅油的制备方法包括如下步骤:

14、(1)将二甲基二氯硅烷溶于四氢呋喃,缓慢滴加2-萘基溴化镁格式试剂,待反应结束后经淬灭、萃取工序,得到二甲基萘芳基氯硅烷;

15、(2)向二甲基萘芳基氯硅烷中加入碳酸钾溶液,搅拌反应6~8小时,萃取得到二甲基一萘基硅氧烷醇;

16、(3)向二甲基一萘基硅氧烷醇中加入二月桂酸二丁基锡催化剂,110-120℃下抽真空反应1-3h,反应结束后,精馏提纯,得到四甲基二萘基二硅氧烷;

17、(4)以dmc作为原料,koh钾做催化剂,以四甲基二萘基二硅氧烷做封头剂,制备出端萘芳基硅油。

18、所述的碳酸钾溶液的质量浓度为10-20%。所述的2-萘基溴化镁格式试剂可通过商业途径获得,产品cas:21473-01-8。

19、所述冷却液还含有助剂,所述的助剂包括抗氧化剂、缓蚀剂和稳定剂;

20、其中抗氧化剂包括:2,6-二叔丁基对甲酚和叔丁基氢醌中的一种或两种组合;

21、缓蚀剂包括:苯并咪唑和磷酸三丁酯中的一种或两种组合;能防止it通信设备中金属材料的腐蚀氧化。

22、稳定剂包括:苯甲酸和柠檬酸中的一种或两种组合;

23、助剂总用量为于0-2%。

24、本专利技术的又一技术方案是提供低密度高导热复合型硅油冷却液的制备方法,所述的复合型硅油冷却液的制备方法包括:

25、将改性硅油加入到基础油中搅拌混合得到第一混合液;对第一混合液再加入调节剂,搅拌混合得到第二混合液,即得到复合型硅油冷却液;

26、或者将改性硅油加入到基础油中搅拌混合得到第一混合液;对第一混合液再加入调节剂,搅拌混合得到第二混合液,对第二混合液再加入助剂,得到第三混合液,即得到另一复合型硅油冷却液。

27、将苯基硅油和/或端萘芳基硅油分3~4次加入二甲基硅油中,设定搅拌转速,得到第一混合液;将液态石蜡油分2~3次加入第一混合液中,设定搅拌转速,得到第二混合液,对所述第二混合液进行处理(在一些实施例中还可以为超声处理),即得到复合型硅油冷却液;

28、或者将苯基硅油和/或端萘芳基硅油分3~4次加入二甲基硅油中,设定搅拌转速,得到第一混合液;将液态石蜡油分2~3次加入第一混合液中,设定搅拌转速,得到第二混合液,将助剂加入第二混合液中,设定搅拌转速,得到第三混合液,对所述第三混本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种低密度高导热复合型硅油冷却液,其特征在于,所述冷却液包括基础油、改性硅油、调节剂;

2.根据权利要求1所述的低密度高导热复合型硅油冷却液,其特征在于,二甲基硅油粘度10~30cSt,占比45~60%;

3.根据权利要求2所述的低密度高导热复合型硅油冷却液,其特征在于,所述改性硅油为苯基硅油和端萘芳基硅油时,苯基硅油和端萘芳基硅油的用量比为任意比。

4.根据权利要求3所述的低密度高导热复合型硅油冷却液,其特征在于,端萘芳基硅油的制备方法包括如下步骤:

5.根据权利要求4所述的低密度高导热复合型硅油冷却液,其特征在于,碳酸钾溶液的质量浓度为10-20%。

6.根据权利要求1-5任一项所述的低密度高导热复合型硅油冷却液,其特征在于,所述冷却液还含有助剂,所述的助剂包括抗氧化剂、缓蚀剂和稳定剂;

7.根据权利要求1~6所述的低密度高导热复合型硅油冷却液的制备方法,其特征在于,所述的复合型硅油冷却液的制备方法包括:

8.根据权利要求7所述的低密度高导热复合型硅油冷却液的制备方法,其特征在于:将苯基硅油和/或端萘芳基硅油分3~4次加入二甲基硅油中,设定搅拌转速,得到第一混合液;将液态石蜡油分2~3次加入第一混合液中,设定搅拌转速,得到第二混合液,对所述第二混合液进行处理,即得到复合型硅油冷却液;

9.根据权利要求8所述的低密度高导热复合型硅油冷却液的制备方法,其特征在于:每混合一次的搅拌速度1000~2000rpm/min,每混合一次的搅拌时间1~2h。

10.根据权利要求7-9任一项所述的方法制备得到的低密度高导热复合型硅油冷却液,其特征在于:密度小于0.900g/cm3,比热容大于1.95 J·g -1·K -1,导热系数大于0.190w/(m·K)。

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【技术特征摘要】

1.一种低密度高导热复合型硅油冷却液,其特征在于,所述冷却液包括基础油、改性硅油、调节剂;

2.根据权利要求1所述的低密度高导热复合型硅油冷却液,其特征在于,二甲基硅油粘度10~30cst,占比45~60%;

3.根据权利要求2所述的低密度高导热复合型硅油冷却液,其特征在于,所述改性硅油为苯基硅油和端萘芳基硅油时,苯基硅油和端萘芳基硅油的用量比为任意比。

4.根据权利要求3所述的低密度高导热复合型硅油冷却液,其特征在于,端萘芳基硅油的制备方法包括如下步骤:

5.根据权利要求4所述的低密度高导热复合型硅油冷却液,其特征在于,碳酸钾溶液的质量浓度为10-20%。

6.根据权利要求1-5任一项所述的低密度高导热复合型硅油冷却液,其特征在于,所述冷却液还含有助剂,所述的助剂包括抗氧化剂、缓蚀剂和稳定剂;

7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:李少平李书兵孙刚甘绍林徐小刚李磊何花郑佩邵雄
申请(专利权)人:湖北兴瑞硅材料有限公司
类型:发明
国别省市:

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