一种热功能复合材料及其制备方法和应用
专利汇可以提供一种热功能复合材料及其制备方法和应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种热功能 复合材料 及其制备方法和应用，所述复合材料包括 相变 材料 和可取向的导热填料，其中，相对于100重量份的 相变材料 ，可取向的导热填料为0.01‑60重量份。上述复合材料，在相变 温度 以上时，通过施加外 力 使导热填料垂直于热流方向取向，测试得到垂直于取向方向的热导率；然后，改变外力方向，使填料平行于热流方向取向，之后冷却至相变温度以下，测试沿取向方向的热导率，测定的热导率可逆突变倍数可以高于5倍，可以应用在热 能量 存储、 热能 控制(如热智能 开关 )、建筑节能、微 电子 器件的 散热 、传感、声子器件、声子电脑等领域。，下面是一种热功能复合材料及其制备方法和应用专利的具体信息内容。
1.一种热导率突变倍数高于5的热功能复合材料，其特征在于，所述复合材料包括相变材料和可取向的导热填料，其中，相对于100重量份的相变材料，可取向的导热填料为0.01-
60重量份；
其中，所述可取向的导热填料选自下述的磁场作用下可取向的导热填料的一种或多种：本征具有磁响应的导热填料、磁化的棒状金属导热填料、磁化的陶瓷导热填料、磁化的片状导热填料；
所述本征具有磁响应的导热填料选自本征具有磁响应的四氧化三铁颗粒、钴的氧化物颗粒、镍的氧化物颗粒；
所述磁化的棒状金属导热填料选自磁化的铜纳米线、磁化的金纳米线、磁化的银纳米线；
所述磁化的陶瓷导热填料选自磁化的氧化铝晶须、磁化的碳化硅晶须；
所述磁化的片状导热填料选自磁化的微米和/或纳米氮化硼、磁化的石墨烯、磁化的石墨；
所述磁场作用下可取向是指所述填料具有磁响应性，即在磁场作用下可取向，所述取向是指其热导率沿取向方向高于其他方向；
将热功能复合材料加热到相变温度以上，在该温度下，将复合材料置于磁场中，在磁场作用下，可取向的导热填料实现垂直于热流方向取向，测定沿垂直取向方向的热导率；然后，改变磁场方向，使导热填料实现沿平行于热流方向取向，之后降温至相变温度以下，测沿取向方向的热导率；两个热导率的高值/低值的比值为所述复合材料的热导率突变倍数。
2.根据权利要求1所述的热功能复合材料，其特征在于，相对于100重量份的相变材料，可取向的导热填料为0.1-50重量份。
3.根据权利要求2所述的热功能复合材料，其特征在于，相对于100重量份的相变材料，可取向的导热填料为0.5-30重量份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的热功能复合材料，其特征在于，对于磁化的棒状金属导热填料，其长径比为2-1000；对于磁化的片状导热填料，其直径为1-50微米，厚度为0.2-
100纳米。
5.根据权利要求1-3任一项所述的热功能复合材料，其特征在于，所述相变材料选自下述相变材料的一种或多种：烷烃类化合物或其混合物、有机酸类化合物、醇类化合物、二胺类化合物、酯类化合物。
6.根据权利要求5所述的热功能复合材料，其特征在于，所述烷烃类化合物或其混合物选自高级脂肪烃或其混合物；
所述醇类化合物选自聚乙二醇；
所述二胺类化合物选自丁二胺；
所述酯类化合物选自硬脂酸丁酯。
7.根据权利要求6所述的热功能复合材料，其特征在于，所述高级脂肪烃混合物选自石蜡。
8.根据权利要求7所述的热功能复合材料，其特征在于，所述高级脂肪烃混合物选自熔点为20-60℃的石蜡。
9.根据权利要求6所述的热功能复合材料，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为500-
20000。
10.根据权利要求9所述的热功能复合材料，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为
2000-10000。
11.根据权利要求10所述的热功能复合材料，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为
3000-6000。
12.权利要求1-11任一项所述的热功能复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将100重量份的固体相变材料加热至液体状态，控制温度在所述相变材料的相变温度以上，搅拌下加入0.01-60重量份的可取向的导热填料，连续搅拌至混合均匀后，获得所述复合材料。
13.一种提高相变材料的热导率突变倍数的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1.在所述相变材料中加入可取向的导热填料，其中，相对于100重量份的相变材料，可取向的导热填料的加入量为0.01-60重量份；
其中，所述可取向的导热填料选自下述的磁场作用下可取向的导热填料的一种或多种：本征具有磁响应的导热填料、磁化的棒状金属导热填料、磁化的陶瓷导热填料、磁化的片状导热填料和磁化的管状导热填料；
所述磁场作用下可取向是指所述填料具有磁响应性，即在磁场作用下可取向，所述取向是指其热导率沿取向方向高于其他方向；
S2.将添加了可取向的导热填料的相变材料置于磁场中，在磁场作用下，可取向的导热填料实现取向，导致热导率突变倍数的提高；具体是将热功能复合材料加热到相变温度以上，在该温度下，将复合材料置于磁场中，在磁场作用下，可取向的导热填料实现垂直于热流方向取向，测定沿垂直取向方向的热导率；然后，改变磁场方向，使导热填料实现沿平行于热流方向取向，之后降温至相变温度以下，测沿取向方向的热导率；两个热导率的高值/低值的比值为所述复合材料的热导率突变倍数。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，步骤S1还包括：加入可取向的导热填料后，超声搅拌1-60分钟，得到所述导热填料在相变材料中均匀分散的复合材料。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述磁场的磁场强度在0-1000mT且不包括0。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述磁场的磁场强度介于10-500mT之间。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述磁场的磁场强度介于20-300mT之间。
18.根据权利要求13-17任一项所述的方法，其特征在于，所述本征具有磁响应的导热填料选自本征具有磁响应的四氧化三铁颗粒、钴的氧化物颗粒、镍的氧化物颗粒；
所述磁化的棒状金属导热填料选自磁化的铜纳米线、磁化的金纳米线、磁化的银纳米线；
所述磁化的陶瓷导热填料选自磁化的氧化铝晶须、磁化的碳化硅晶须；
所述磁化的片状导热填料选自磁化的微米和/或纳米氮化硼、磁化的石墨烯、磁化的石墨；
所述磁化的管状导热填料选自磁化的单壁碳纳米管、磁化的双壁碳纳米管、磁化的多壁碳纳米管。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，对于磁化的棒状金属导热填料，其长径比为2-1000；对于磁化的片状导热填料，其直径为1-50微米，厚度为0.2-100纳米；对于磁化的管状导热填料，其长径比为：2-1000。
20.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述相变材料为权利要求5-11任一项中所定义的。
21.一种热能控制装置，其特征在于，所述装置采用权利要求1-11任一项所述的热功能复合材料；所述热能控制装置为热智能开关。
一种热功能复合材料及其制备方法和应用
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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