專利名稱：乙二醇基含復(fù)合導(dǎo)熱填料的換熱介質(zhì)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高效換熱介質(zhì)，尤其是高導(dǎo)熱乙二醇基含協(xié)同強(qiáng)化傳熱復(fù)合導(dǎo)熱填料換熱介質(zhì)及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著電子工業(yè)向著高性能、微型化、集成化的方向發(fā)展，對換熱系統(tǒng)的高效低阻緊湊的性能指標(biāo)的要求也越來越高，散熱問題越來越尖銳，已成為影響其發(fā)展的一個瓶頸，此夕卜，在能源、化工、航空航天等領(lǐng)域，均對強(qiáng)化傳熱技術(shù)提出了更高的要求，因此，迫切需要開發(fā)新型高效的換熱介質(zhì)，1995年,美國Argonne國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家首次提出“納米流體”的概念。其實(shí)質(zhì)就是將具有高導(dǎo)熱性能的納米粒子添加到傳統(tǒng)的換熱介質(zhì)中，以提高換熱介質(zhì)的導(dǎo)熱性能，雖然碳納米管是一種具有高導(dǎo)熱性能的新型碳材料，然而，只添加單一的納米材料一般要在添加量比較大的情況下才能獲得導(dǎo)熱性能高的換熱介質(zhì)，添加量大勢必會增加換熱介質(zhì)的粘度，而且所制備的換熱介質(zhì)不能長時間穩(wěn)定，這將嚴(yán)重限制換熱介質(zhì)在實(shí)際中的應(yīng)用，理論研究表明，納米粒子在碳納米管表面聚集，二者之間的協(xié)同效應(yīng)可有效提聞?chuàng)Q熱介質(zhì)的導(dǎo)熱性能，但到目如為止，尚沒有相關(guān)的文獻(xiàn)或?qū)＠麍蟮酪叶蓟技{米管氧化鐵復(fù)合導(dǎo)熱填料換熱介質(zhì)的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有高效換熱介質(zhì)的不足，提供一種具有高導(dǎo)熱且具有良好穩(wěn)定性及分散性的乙二醇基含協(xié)同強(qiáng)化傳熱復(fù)合導(dǎo)熱填料換熱介質(zhì)及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案:換熱介質(zhì)由復(fù)合導(dǎo)熱填料和含分散劑的乙二醇溶液組成，按體積計，換熱介質(zhì)中復(fù)合導(dǎo)熱填料占0.005 0.2份，含分散劑的乙二醇溶液占99.8 99.995份，復(fù)合導(dǎo)熱填料為碳納米管和氧化鐵納米粒子的混合物，碳納米管與氧化鐵納米粒子的質(zhì)量比為1:9 9:1，含分散劑的乙二醇溶液中分散劑的質(zhì)量含量為0.05 0.5%。碳納米管為具有可調(diào)長徑比及直線度的單壁碳納米管、雙壁碳納米管或多壁碳納米管，分散劑為十二烷基苯磺酸鈉。乙二醇基含復(fù)合導(dǎo)熱填料換熱介質(zhì)的制備方法按以下步驟:
1、向乙二醇中加入分散劑制得含分散劑的乙二醇溶液；
2、采用機(jī)械球磨獲得一定長徑比和直線度的碳納米管，碳納米管的長徑比和直線度通過控制球磨時間來調(diào)節(jié)，球磨時間為I 30小時；
3、采用超聲分散法將經(jīng)過球磨之后的碳納米管和氧化鐵納米粒子分散到含分散劑的乙二醇溶液中，制得穩(wěn)定的含碳納米管和氧化鐵納米粒子復(fù)合導(dǎo)熱填料的換熱介質(zhì)。本發(fā)明的有益效果是:通過超聲振動，將具有不同管壁、不同長徑比、直線度的碳納米管分散在含有分散劑的乙二醇溶液中，得到穩(wěn)定的、均勻分散的換熱介質(zhì)，在換熱介質(zhì)粘度幾乎不改變的前提下，獲得具有高導(dǎo)熱性能的換熱介質(zhì)。
具體實(shí)施方式
:下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1 制備質(zhì)量含量為0.05%的十二烷基苯磺酸鈉的乙二醇溶液，將總體積份額為0.005%的復(fù)合導(dǎo)熱填料與體積份額為99.995%的十二烷基苯磺酸鈉的乙二醇溶液混合，超聲振動5小時左右，復(fù)合導(dǎo)熱填料中球磨5小時的單壁碳納米管和氧化鐵納米粒子二者質(zhì)量比為1:9，所形成的換熱介質(zhì)穩(wěn)定存在6小時，且其導(dǎo)熱系數(shù)比水的導(dǎo)熱系數(shù)提高7.2%。
實(shí)施例2 制備質(zhì)量含量為0.1%的十二烷基苯磺酸鈉的乙二醇溶液，將總體積份額為0.01%的復(fù)合導(dǎo)熱填料與體積份額為99.99%的十二烷基苯磺酸鈉的乙二醇溶液混合，超聲振動6小時左右。復(fù)合導(dǎo)熱填料中球磨5小時的單壁碳納米管和氧化鐵納米粒子二者質(zhì)量比為1:5，所形成的換熱介質(zhì)穩(wěn)定存在6小時，且其導(dǎo)熱系數(shù)比水的導(dǎo)熱系數(shù)提高12.5%。
實(shí)施例3 制備質(zhì)量含量為0.2%的十二烷基苯磺酸鈉的乙二醇溶液，將總體積份額為0.05%的復(fù)合導(dǎo)熱填料與體積份額為99.95%的十二烷基苯磺酸鈉的乙二醇溶液混合，超聲振動8小時左右，復(fù)合導(dǎo)熱填料中球磨5小時的單壁碳納米管和氧化鐵納米粒子二者質(zhì)量比為3:7。所形成的換熱介質(zhì)穩(wěn)定存在15小時，且其導(dǎo)熱系數(shù)比水的導(dǎo)熱系數(shù)提高18.9%。
實(shí)施例4 制備質(zhì)量含量為0.3%的十二烷基苯磺酸鈉的乙二醇溶液，將總體積份額為0.015%的復(fù)合導(dǎo)熱填料與體積份額為99.985%的十二烷基苯磺酸鈉的乙二醇溶液混合，超聲振動10小時左右。復(fù)合導(dǎo)熱填料中球磨15小時的單壁碳納米管和氧化鐵納米粒子二者質(zhì)量比為1:1。所形成的換熱介質(zhì)穩(wěn)定存在1.5個月，且其導(dǎo)熱系數(shù)比水的導(dǎo)熱系數(shù)提高38.6%。
實(shí)施例5 制備質(zhì)量含量為0.3%的十二烷基苯磺酸鈉的乙二醇溶液，將總體積份額為0.015%的復(fù)合導(dǎo)熱填料與體積份額為99.985%的十二烷基苯磺酸鈉的乙二醇溶液混合，超聲振動10小時左右。復(fù)合導(dǎo)熱填料中球磨30小時的單壁碳納米管和氧化鐵納米粒子二者質(zhì)量比為3:2。所形成的換熱介質(zhì)穩(wěn)定存在2個月，且其導(dǎo)熱系數(shù)比水的導(dǎo)熱系數(shù)提高24.9%。
實(shí)施例6 制備質(zhì)量含量為0.3%的十二烷基苯磺酸鈉的乙二醇溶液，將總體積份額為0.015%的復(fù)合導(dǎo)熱填料與體積份額為99.985%的十二烷基苯磺酸鈉的乙二醇溶液混合，超聲振動12小時左右。復(fù)合導(dǎo)熱填料中球磨15小時的單壁碳納米管和氧化鐵納米粒子二者質(zhì)量比為7:3，所形成的換熱介質(zhì)穩(wěn)定存在3個月，且其導(dǎo)熱系數(shù)比水的導(dǎo)熱系數(shù)提高72%。
實(shí)施例7 制備質(zhì)量含量為0.4%的十二烷基苯磺酸鈉的乙二醇溶液，將總體積份額為0.02%的復(fù)合導(dǎo)熱填料與體積份額為99.98%的十二烷基苯磺酸鈉的乙二醇溶液混合，超聲振動15小時左右。復(fù)合導(dǎo)熱填料中球磨15小時的單壁碳納米管和氧化鐵納米粒子二者質(zhì)量比為4:1，所形成的換熱介質(zhì)穩(wěn)定存在2個月，且其導(dǎo)熱系數(shù)比水的導(dǎo)熱系數(shù)提高51.3%。
實(shí)施例8 制備質(zhì)量含量為0.5%的十二烷基苯磺酸鈉的乙二醇溶液，將總體積份額為0.02%的復(fù)合導(dǎo)熱填料與體積份額為99.98%的十二烷基苯磺酸鈉的乙二醇溶液混合，超聲振動20小時左右。復(fù)合導(dǎo)熱填料中球磨15小時的單壁碳納米管和氧化鐵納米粒子二者質(zhì)量比為9:1，所形成的換熱介質(zhì)穩(wěn)定存在1.5個月，且其導(dǎo)熱系數(shù)比水的導(dǎo)熱系數(shù)提高46.3%。用本發(fā)明方法制備的乙二醇基含復(fù)合導(dǎo)熱填料的換熱介質(zhì)，具有高導(dǎo)熱性能且具有良好的穩(wěn)定性、分 散性，非常有利于其在實(shí)際換熱系統(tǒng)中的應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.乙二醇基含復(fù)合導(dǎo)熱填料的換熱介質(zhì)，其特征在于換熱介質(zhì)由復(fù)合導(dǎo)熱填料和含分散劑的乙二醇溶液組成，按體積計，換熱介質(zhì)中復(fù)合導(dǎo)熱填料占0.005 0.2份，含分散劑的乙二醇溶液占99.8 99.995份，復(fù)合導(dǎo)熱填料為碳納米管和氧化鐵納米粒子的混合物，碳納米管與氧化鐵納米粒子的質(zhì)量比為1:9 9:1，含分散劑的乙二醇溶液中分散劑的質(zhì)量含量為0.05 0.5%ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙二醇基含復(fù)合導(dǎo)熱填料的換熱介質(zhì)，其特征在于碳納米管為具有可調(diào)長徑比及直線度的單壁碳納米管、雙壁碳納米管或多壁碳納米管，分散劑為十二烷基苯磺酸鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙二醇基含復(fù)合導(dǎo)熱填料的換熱介質(zhì)，其特征在于制備方法按以下步驟: A、向乙二醇中加入分散劑制得含分散劑的乙二醇溶液； B、采用機(jī)械球磨獲得一定長徑比和直線度的碳納米管，碳納米管的長徑比和直線度通過控制球磨時間來調(diào)節(jié)，球磨時間為I 30小時； C、采用超聲分散法將經(jīng)過球磨之后的碳納米管和氧化鐵納米粒子分散到含分散劑的乙二醇溶液中，制得穩(wěn)定的含碳納 米管和氧化鐵納米粒子復(fù)合導(dǎo)熱填料的換熱介質(zhì)。
全文摘要
一種乙二醇基含復(fù)合導(dǎo)熱填料的換熱介質(zhì)及其制備方法，換熱介質(zhì)由復(fù)合導(dǎo)熱填料和含分散劑的乙二醇溶液組成，按體積計，換熱介質(zhì)中復(fù)合導(dǎo)熱填料占0.005～0.2份，含分散劑的乙二醇溶液占99.8～99.995份，復(fù)合導(dǎo)熱填料為碳納米管和氧化鐵納米粒子的混合物，碳納米管與氧化鐵納米粒子的質(zhì)量比為1:9～9:1，含分散劑的乙二醇溶液中分散劑的質(zhì)量含量為0.05～0.5%，通過超聲振動，將具有不同管壁、不同長徑比、直線度的碳納米管分散在含有分散劑的乙二醇溶液中，得到穩(wěn)定的、均勻分散的換熱介質(zhì)，在換熱介質(zhì)粘度幾乎不改變的前提下，獲得具有高導(dǎo)熱性能的換熱介質(zhì)。
文檔編號C09K5/10GK103146354SQ20131008446
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月18日
發(fā)明者陳立飛, 于偉 申請人:江蘇悅達(dá)墨特瑞新材料科技有限公司, 上海悅達(dá)墨特瑞新材料科技有限公司