(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210505860.5 (22)申请日 2022.05.10 (71)申请人 武汉理工大 学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122号 (72)发明人 宋少坤　吕林达　艾红　董丽杰　 赵广辉　朱婉婷　张扬　韩婷　 冯锐　 (74)专利代理 机构 湖北武汉 永嘉专利代理有限 公司 42102 专利代理师 崔友明　李艳景 (51)Int.Cl. C09K 5/06(2006.01) H05K 7/20(2006.01) (54)发明名称 一种用于电子元器件热管理的气凝胶基相 变复合材 料及其制备方法和应用 (57)摘要 本发明公开了一种用于电子元器件热管理 的气凝胶基相变复合材料及制备方法和应用。 该 相变复合材料以气凝胶为载体， 有机相变材料负 载封装在气凝胶中； 其中： 所述气凝胶为纳米片 分散液和交联剂溶液混合反应后冷冻成型、 冷冻 干燥制备得到。 该相变材料理论封装率高达98％ 以上， 能够有效地抑制相变材料在相变过程中的 泄漏； 同时还兼具相变潜热极高、 导热性能优良、 循环使用性能稳定以及高度绝缘等诸多优点， 在 模拟环境和实际测试环境下均具有优良的热管 理性能， 可作为狭窄、 密闭空间内精密电子元器 件的热管理材料使用。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 114874755 A 2022.08.09 CN 114874755 A 1.一种用于电子元器件热管理的气凝胶基相变复合材料， 其特征在于， 以气凝胶为载 体， 有机相变材料负载封装在气 凝胶中； 其中： 所述气 凝胶为纳米片分散液和交联剂溶液混 合反应后冷冻成型、 冷冻干燥制备 得到。 2.根据权利要求1所述的气凝胶基相变复合材料， 其特征在于， 所述气凝胶基相变复合 材料中有机相变材 料的理论封装率 为95‑99％。 3.根据权利要求1所述的气凝胶基相变复合材 料， 其特征在于， 所述有机相变材料为石蜡、 月桂酸、 十八烷、 己二酸、 癸酸、 棕榈酸、 硬脂酸、 赤藻糖醇、 D‑甘露醇、 邻苯二甲酸酐、 尿素、 乙酰胺、 邻苯二甲酸 酐、 聚乙二醇或高密度聚乙烯中的至少 一种； 所述纳米片分散液中纳米片材质为石墨烯、 氮化硼、 二硫化钼、 二硫化钨、 黑磷、 二氧化 锰、 蒙脱土、 膨胀石墨或膨胀蛭石中的至少一种； 所述交联剂为羧甲基纤维素钠、 聚乙烯醇、 聚乙烯吡咯烷酮、 明胶、 海藻酸钠等水溶性 材料中的一种。 4.一种权利要求1 ‑3任一项所述的用于电子元器件热管理 的气凝胶基相变复合材料的 制备方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 1)将多层材料通过插层 法剥离制备得到纳米片分散液， 然后将纳米片分散液和交联剂 溶液进行混合并充分搅拌， 搅拌结束后冷冻成型， 最后冷冻干燥即可 得到气凝胶； 2)将有机相变材料置于真空干燥箱中加热使其彻底熔融， 随后将步骤1)制备得到的气 凝胶放置在熔融的有机相变材料之上， 有机相 变材料充分吸 附到气凝胶的三维孔隙中， 待 其冷却到室温即得到气凝胶基相变复合材 料。 5.根据权利要求4所述的制备方法， 其特征在于， 所述步骤1)中， 纳米片分散液浓度为 0.001～0.01g/mL； 交联剂溶 液浓度为0.1～1％。 6.根据权利要求4所述的制备方法， 其特征在于， 所述步骤1)中， 纳米片和交联剂的质 量比为9： 1～5： 5； 所述 步骤2)中， 有机相变材 料和气凝胶质量比为20： 1～10： 1。 7.根据权利要求4所述的制备方法， 其特征在于， 所述步骤1)中， 搅拌时间为8 ‑12h， 冷 冻干燥时间为12 ‑48h。 8.根据权利要求4所述的制备方法， 其特征在于， 所述步骤1)中， 所述插层法具体步骤 为： ①将多层材 料与氢氧化钠溶 液混合后加热充分反应进行改性； ②将有机溶剂和水按一定比例混合作为插层剂， 将改性后的多层材料与插层剂混合， 超声搅拌处 理一段时间， 随后进行高速 离心除掉未剥离的块体， 得到纳米片分散液。 9.根据权利要求8所述的制备 方法， 其特 征在于， 所述步骤 ①中， 氢氧化钠溶液的浓度为0.1～5mol/L， 反应温度为80 ‑120℃,反应时间 为8‑12h； 所述步骤 ②中， 插层剂是由异丙醇、 N ‑甲基吡咯烷酮、 二甲基甲酰胺、 十六烷基三甲基 溴化胺、 十二烷基磺酸钠、 间苯二甲胺、 壳聚糖、 二甲亚砜、 丙烯酰胺、 硅烷偶联剂等其中的 一种与水按一定体积比配置而成， 其中插层剂和水的体积比为1： 10～10： 1； 所述步骤②中， 超声搅拌处 理时间为8 ‑24h， 离心机转速为 4000～10000r/min。 10.一种权利要求1 ‑3任一项所述的用于电子元器件热管理的气凝胶基相变复合材料权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114874755 A 2的应用， 其特征在于， 所述气凝胶基相变复合材料作为密闭空间内精密电子元器件的热管 理材料使用。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114874755 A 3