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一種吸水阻燃材料、其制備方法及應(yīng)用與流程

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一種吸水阻燃材料、其制備方法及應(yīng)用與流程
本申請(qǐng)涉及激光投影領(lǐng)域,尤其涉及一種吸水阻燃材料、其制備方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)
:目前,激光投影機(jī)因其壽命長(zhǎng)、色域廣等優(yōu)點(diǎn)得以廣泛應(yīng)用。激光投影機(jī)是利用激光光束來(lái)透射出投影畫(huà)面的,其內(nèi)部主要包括激光光源,三色光閥、合束x棱鏡、投影鏡頭等光學(xué)部件,以及負(fù)載有多種處理芯片的pcb板(英文全稱:printedcircuitboard,印制電路板)。激光投影機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí),激光光源和處理芯片會(huì)持續(xù)放熱,使得相對(duì)密閉的激光投影機(jī)的內(nèi)部溫度不斷升高,很容易超過(guò)激光光源的正常使用溫度,影響激光光源以及激光投影機(jī)的使用壽命,因此,在激光投影機(jī)內(nèi)部通常設(shè)置有液冷散熱系統(tǒng),以降低激光投影機(jī)的運(yùn)行溫度。圖1是一種液冷散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示,該液冷散熱系統(tǒng)包括液冷塊10、驅(qū)動(dòng)泵20、換熱器30、儲(chǔ)液箱40以及以上各個(gè)部件之間的連接管路50,冷卻液能夠在驅(qū)動(dòng)泵20的驅(qū)動(dòng)作用下沿連接管路50循環(huán)流動(dòng)。液冷塊10與激光投影機(jī)中的待散熱設(shè)備接觸,液冷散熱系統(tǒng)工作時(shí),待散熱設(shè)備上的熱量傳導(dǎo)到液冷塊10中,當(dāng)冷卻液流過(guò)液冷塊10時(shí),冷卻液會(huì)帶走液冷塊10中的熱量,并將熱量沿著連接管路50傳導(dǎo)到換熱器30中,換熱器30再將熱量排出到激光投影機(jī)外部,從而實(shí)現(xiàn)激光投影機(jī)的液冷散熱。在激光投影機(jī)的裝配和運(yùn)輸過(guò)程中,連接管路可能受到強(qiáng)力的碰撞、折彎或拉扯,導(dǎo)致連接管路出現(xiàn)縫隙。在液冷散熱系統(tǒng)工作時(shí),該連接管路內(nèi)的冷卻液會(huì)沿著縫隙滲漏出來(lái),很容易滴落或流淌到pcb板上。冷卻液通常為50%左右的水以及50%左右的聚乙烯乙二醇與聚丙烯乙二醇的混合物,滲漏出來(lái)的冷卻液容易造成pcb板的短路,損傷pcb板上的處理芯片。此外,泄漏出來(lái)的冷卻液,還容易導(dǎo)致激光投影機(jī)內(nèi)部起火,甚至造成安全隱患。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N吸水阻燃材料、其制備方法及應(yīng)用,以解決連接管路漏液時(shí),損壞激光投影機(jī)內(nèi)部元件的問(wèn)題。本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N吸水阻燃材料的制備方法,包括以下步驟:步驟1:將水溶性烯屬不飽和單體與堿溶液混合形成體系,向該體系中加入交聯(lián)劑、引發(fā)劑以及阻燃劑,攪拌,其中,所述阻燃劑能夠溶解于所述水溶性烯屬不飽和單體與所述堿溶液形成的體系中;步驟2:將步驟1得到的體系升溫至70-80℃,靜置得到聚合產(chǎn)物,洗滌,干燥。本申請(qǐng)還提供了一種按照上述方法制備的吸水阻燃材料。本申請(qǐng)還提供了一種包覆有吸水阻燃層的管材,所述管材包括基層和包覆于所述基層外表面的吸水阻燃層,所述吸水阻燃層的材質(zhì)為上述吸水阻燃材料。本申請(qǐng)還提供了一種液冷散熱系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:吸熱裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、散熱裝置以及連通管路,所述吸熱裝置、所述驅(qū)動(dòng)裝置以及所述散熱裝置之間通過(guò)所述連通管路相連通,并形成閉合回路;所述連通管路所用的管材是上述管材。本申請(qǐng)還提供了一種激光投影機(jī),所述激光投影機(jī)中包括上述液冷散熱系統(tǒng)。本申請(qǐng)的有益效果如下:本申請(qǐng)公開(kāi)一種吸水阻燃材料、制備方法及基于吸水阻燃材料的管材和液冷散熱系統(tǒng)。本申請(qǐng)中,水溶性烯屬不飽和單體、堿溶液、交聯(lián)劑以及引發(fā)劑在一定條件下能夠聚合為吸水樹(shù)脂,吸水樹(shù)脂與冷卻液中的水接觸后,其分子鏈上的親水性離子發(fā)生電離,隨著電離出離子數(shù)量的增加,吸水阻燃材料內(nèi)的滲透壓逐漸增大,冷卻液在滲透壓的作用下不斷進(jìn)入吸水阻燃材料的內(nèi)部,從而完成冷卻液的吸收。另外,本申請(qǐng)還在吸水樹(shù)脂制備原料中加入阻燃劑,阻燃劑與以上原料混合后,可以獨(dú)立的分散在各個(gè)原料之間,也可以與以上原料發(fā)生共聚反應(yīng)而以化學(xué)鍵的形式相結(jié)合。阻燃劑的以上兩種存在方式,均可以提高吸水樹(shù)脂的阻燃性能和耐熱性能,從而共同構(gòu)成吸水阻燃材料。應(yīng)用以上吸水阻燃材料的管材和液冷散熱系統(tǒng),能夠快速吸收滲漏的冷卻液,防止造成冷卻液液滴的滴落或噴濺,能夠有效的避免因漏液引起的元器件損壞;另外,本吸水阻燃材料同時(shí)具有一定的阻燃性能,一旦冷卻液泄漏起火,則吸水阻燃材料可以阻止管道內(nèi)部的冷卻液與火相遇而加重火勢(shì),從而進(jìn)一步降低安全隱患。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見(jiàn)地,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為一種液冷散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N吸水阻燃材料制備方法的流程圖;圖3為本申請(qǐng)?zhí)峁┑奈枞疾牧衔绽鋮s液的原理示意圖;圖4為本申請(qǐng)?zhí)峁┑奈枞疾牧衔昂蟮男螒B(tài)變化示意圖;圖5為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N包覆有吸水阻燃層的管材的結(jié)構(gòu)示意圖;圖6為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N包覆有吸水阻燃層的管材的制備方法的流程圖;圖7為步驟s202中所使用的模具的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式請(qǐng)參考圖2,所示為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N吸水阻燃材料制備方法的流程圖。由圖2可見(jiàn),本方法包括以下步驟:步驟s101:將水溶性烯屬不飽和單體與堿溶液混合形成體系,向該體系中加入交聯(lián)劑、引發(fā)劑以及阻燃劑,攪拌,形成預(yù)聚物溶液。本發(fā)明中使用的水溶性烯屬不飽和單體,可以選自(甲基)丙烯酸(本說(shuō)明書(shū)中將“丙烯酸”和“甲基丙烯酸”合起來(lái)記為“(甲基)丙烯酸”,以下相同)及其鹽;2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸及其鹽;(甲基)丙烯酰胺、n,n-二甲基(甲基)丙烯酰胺、2-羥基乙基(甲基)丙烯酸酯、n-羥甲基(甲基)丙烯酰胺、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯等非離子性單體;n,n-二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、n,n-二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺等含氨基的不飽和單體及其季銨化物等。這些水溶性烯屬不飽和單體可以單獨(dú)使用,也可以組合2種以上使用。其中,從工業(yè)上容易獲得的觀點(diǎn)出發(fā),所述單體優(yōu)選為丙烯酰胺、丙烯酰胺衍生物、丙烯酸和丙烯酸衍生物中的一種或多種,以降低生產(chǎn)成本。更優(yōu)選為(甲基)丙烯酸及其鹽,比如丙烯酸鈉。本發(fā)明中使用的阻燃劑可以為添加型阻燃劑,添加型阻燃劑與聚合物及其他組分不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),只是物理地分散于阻燃物體系中而增加阻燃性的添加劑。本申請(qǐng)?zhí)峁┑奶砑有妥枞紕┛梢詾榱紫底枞紕缌姿崛?氯乙基)酯、磷酸三苯酚、磷酸二甲苯酯以及丁苯系磷酸酯等,也可以是溴系阻燃劑,如十溴二苯醚、八溴二苯醚、五溴二苯醚以及1,2-雙(四溴鄰苯二甲酰亞胺)乙烷等,或者是其他類(lèi)型的添加型阻燃劑,如十溴二苯醚等。優(yōu)選的,本申請(qǐng)選用反應(yīng)型阻燃劑中的一種或者多種添加在吸水樹(shù)脂的反應(yīng)原料中,反應(yīng)型阻燃劑在高分子聚合反應(yīng)過(guò)程中加入反應(yīng)體系,以單體形式參加到反應(yīng)中,能夠通過(guò)化學(xué)鍵合成為吸水樹(shù)脂的一部分,使得反應(yīng)型阻燃劑的阻燃效果更為均勻,阻燃性更為持久。本申請(qǐng)?zhí)峁┑姆磻?yīng)型阻燃劑可以為2,4,6-三溴苯基馬來(lái)酰亞胺、2,4,6-三溴苯基烯丙基醚、2,3-二溴丙醇、二溴苯酚、四溴鄰二甲酸酐以及9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物等,其中,反應(yīng)型溴系阻燃劑阻燃還具有以下優(yōu)點(diǎn):效率高,達(dá)到同樣的阻燃效果用量少;熱穩(wěn)定性高,既保證在阻燃基質(zhì)加工溫度下不分解,又保證分解溫度不宜過(guò)高;對(duì)阻燃基質(zhì)的性能影響小。因此,反應(yīng)型溴系阻燃劑特別適合應(yīng)用于本申請(qǐng)?zhí)峁┑奈畼?shù)脂基質(zhì)。本發(fā)明中使用的交聯(lián)劑,可以選自聚乙二醇二丙烯酸酯、n,n-亞甲基雙丙烯酰胺、乙二醇二丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、甘油丙烯酸酯甲基丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、三烯丙基胺、甘油二縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和乙二胺中的一種或幾種。優(yōu)選的,所述交聯(lián)劑選自聚乙二醇二丙烯酸酯、n,n-亞甲基雙丙烯酰胺、甘油二丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯及三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一種。本發(fā)明中使用的引發(fā)劑,可以選自過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉等過(guò)硫酸鹽;過(guò)氧化氫等過(guò)氧化物;2,2’-偶氮雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙[n-(2-羧基乙基)-2-甲基丙二胺]四水鹽、2,2’-偶氮雙(1-亞氨基-1-吡咯烷基-2-甲基丙烷)二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙[2-甲基-n-(2-羥基乙基)-丙酰胺]等。這些自由基聚合引發(fā)劑可以單獨(dú)使用,也可以并用2種以上。其中,從容易獲得且操作方便的觀點(diǎn)出發(fā),所述引發(fā)劑選自過(guò)氧化氫、過(guò)硫酸銨和過(guò)硫酸鉀三者之一與亞硫酸氫鈉的混合物。以上優(yōu)選的引發(fā)劑組合可構(gòu)成氧化還原類(lèi)引發(fā)劑,氧化還原引發(fā)體系是利用氧化劑和還原劑之間的電子轉(zhuǎn)移所生成的自由基引發(fā)聚合反應(yīng)。因此,氧化還原類(lèi)引發(fā)劑可以在較低溫度(0~50℃)下引發(fā)聚合反應(yīng),其優(yōu)點(diǎn)可以提高反應(yīng)速率,降低能耗。中和水溶性烯屬不飽和單體的堿溶液可以是氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸銨等堿性物與適量的水配制而成的溶液,在水溶性烯屬不飽和單體與堿溶液混合時(shí),可在溫度不超過(guò)10℃的條件下,先將水溶性烯屬不飽和單體與水混合均勻后,再緩慢加入堿溶液,并不斷地?cái)嚢?,以控制反?yīng)放熱速度和中和溶液的溫度,避免水溶性烯屬不飽和單體因溫度過(guò)高而產(chǎn)生熱自聚合。本申請(qǐng)中,水溶性烯屬不飽和單體的加入量為8-12份、水的加入量為20-30份、堿溶液的加入量為12-17份(濃度為5-7mol/l)、交聯(lián)劑的加入量為0.3-0.5份,引發(fā)劑的加入量為0.5-1.5份、聚乙烯醇的加入量為3-5份,按照以上配比范圍制得的吸水阻燃材料吸收冷卻液(水、聚乙烯乙二醇與聚丙烯乙二醇的混合物)的倍率高,吸收速度快。另外,在向體系中加入交聯(lián)劑、引發(fā)劑以及聚乙烯醇以后,應(yīng)當(dāng)進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁拐麄€(gè)體系混合均勻,確保聚乙烯醇盡可能均勻的分散在預(yù)聚物內(nèi)部,便于后續(xù)形成均勻的、高質(zhì)量的空腔體和類(lèi)毛細(xì)管結(jié)構(gòu)。步驟s102:將步驟s101得到的體系升溫至70-80℃,靜置得到聚合產(chǎn)物,洗滌,干燥。本申請(qǐng)中,預(yù)聚物溶液發(fā)生聚合反應(yīng)的溫度為70-80℃,靜置反應(yīng)后可制得聚合產(chǎn)物,靜置的時(shí)長(zhǎng)為0.5-2小時(shí)。若聚合反應(yīng)的溫度太高或者聚合反應(yīng)的時(shí)間過(guò)長(zhǎng),則吸水阻燃材料會(huì)被交聯(lián)過(guò)度,對(duì)樹(shù)脂的吸水倍率造成很大的影響,致使吸水阻燃材料吸水嚴(yán)重下降;若聚合反應(yīng)的溫度太低或者聚合反應(yīng)的時(shí)間過(guò)短,則不能對(duì)交聯(lián)劑起到充分的作用,會(huì)使交聯(lián)劑和樹(shù)脂不能很好地反應(yīng),達(dá)不到表面交聯(lián)的效果。下面以丙烯酸或丙烯酸鈉為單體,聚乙二醇二丙烯酸酯為交聯(lián)劑,過(guò)硫酸銨和亞硫酸氫鈉為引發(fā)劑、2,4,6-三溴苯基馬來(lái)酰亞胺為阻燃劑聚合而成的吸水阻燃材料為例,具體論述本申請(qǐng)?zhí)峁┑奈枞疾牧衔绽鋮s液以及阻燃的原理。丙烯酸(丙烯酸鈉)、聚乙二醇二丙烯酸酯以及2,4,6-三溴苯基馬來(lái)酰亞胺的反應(yīng)方程式如下:其中,n為聚乙二醇二丙烯酸酯中乙二醇二丙烯酸酯單體的聚合度,本實(shí)施例中,n為6-10;x和x’為吸水阻燃材料中丙烯酸單體或丙烯酸鈉單體的聚合度,y和y’為吸水阻燃材料中聚乙二醇二丙烯酸酯單體的聚合度,x+x'=m,y+y'=n。本吸水阻燃材料的阻燃機(jī)理如下:高分子材料的燃燒過(guò)程,主要是高溫時(shí)裂解,由此產(chǎn)生低分子量氣體而燃燒。其間由于生成活性自由基(如oh·、o·、h·),成為裂解引發(fā)劑,急劇加速高分子材料裂解燃燒速度。本申請(qǐng)中,吸水阻燃材料具有高溴含量和共軛馬來(lái)酰亞胺環(huán)狀結(jié)構(gòu),能夠在燃燒或高溫的情況下分解生成溴化氫氣體,溴化氫氣體能夠捕獲傳遞燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的活性自由基,生成活性較低的溴自由基,致使燃燒減緩或中止。另外,溴化氫氣體的比重比空氣大,且難燃。一方面能夠稀釋周?chē)目諝饣蚋艚^新鮮空氣的補(bǔ)充;另一方面,溴化氫氣體能夠覆蓋在材料的表面,從而隔離空氣致使材料的燃燒速度降低或自熄,進(jìn)而達(dá)到阻燃的目的。另外,本申請(qǐng)中,水溶性烯屬不飽和單體的加入質(zhì)量?jī)?yōu)選為阻燃劑加入質(zhì)量的1.6-6.0倍。若阻燃劑的加入量不足,則吸水阻燃材料高溫分解得到的溴化氫氣體較少,容易影響材料的阻燃效果;若阻燃劑的加入量過(guò)多,則容易降低吸水阻燃材料的物理機(jī)械性能以及熱穩(wěn)定性能。請(qǐng)參考圖3和圖4,所示分別為本申請(qǐng)?zhí)峁┑奈枞疾牧衔绽鋮s液的原理示意圖以及聚丙烯酸(鈉)吸水阻燃材料吸水前后的形態(tài)變化示意圖。由圖3和圖4可見(jiàn),本申請(qǐng)獲得的聚丙烯酸(鈉)吸水阻燃材料為三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),當(dāng)吸水阻燃材料與冷卻液中的水接觸后,其分子鏈上的親水性離子發(fā)生電離,形成自由(移動(dòng))離子。為了保持吸水阻燃材料內(nèi)部的電中性,自由離子需要與累積在高分子鏈上的高分子電解質(zhì)電荷抗衡,因而自由離子被束縛在吸水阻燃材料的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部,而不會(huì)向外部擴(kuò)散。隨著自由離子數(shù)量的增加,吸水阻燃材料的內(nèi)部和外部形成較大的濃度差,從而產(chǎn)生較大的滲透壓,冷卻液能夠在滲透壓的作用下進(jìn)入吸水阻燃材料的內(nèi)部,從而實(shí)現(xiàn)冷卻液的吸收。但是,冷卻液中水的分子量較小,能夠在滲透壓的作用下快速進(jìn)入吸水阻燃材料的內(nèi)部,而冷卻液中的分子量較大的聚乙烯乙二醇、聚丙烯乙二醇等物質(zhì),由于分子量較大,很難通過(guò)僅滲透壓作用就能快速進(jìn)入吸水阻燃材料內(nèi)部。由于冷卻液中的聚乙烯乙二醇、聚丙烯乙二醇等物質(zhì)所占比例較大,若吸水阻燃材料僅僅依靠滲透壓作用吸收冷卻液,則可能由于聚乙烯乙二醇、聚丙烯乙二醇的吸收速度較慢,無(wú)法及時(shí)吸收,而存在損壞電子元器件甚至引起火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。為了避免以上風(fēng)險(xiǎn),本申請(qǐng)將水溶性烯屬不飽和單體與堿溶液混合后形成體系,向該體系中加入交聯(lián)劑、引發(fā)劑、聚乙烯醇以及阻燃劑。本吸水阻燃材料能夠快速吸收聚乙烯乙二醇、聚丙烯乙二醇的吸收原理如下:本申請(qǐng)通過(guò)洗滌操作,將分散在聚合產(chǎn)物中的聚乙烯醇洗去,留下空腔體。隨著自由離子數(shù)量的不斷增加,吸水阻燃材料內(nèi)部的靜電斥力增強(qiáng),使得吸水阻燃材料不斷膨脹。一方面,使得冷卻液中的水更快的進(jìn)入吸水阻燃材料內(nèi)部;另一方面,聚乙烯醇留下的空腔體會(huì)被拉伸成“類(lèi)毛細(xì)管”結(jié)構(gòu),冷卻液中分子較大的聚乙烯乙二醇和聚丙烯乙二醇在毛細(xì)管作用下進(jìn)入吸水阻燃材料內(nèi)部,從而實(shí)現(xiàn)冷卻液的快速吸收。遵循毛細(xì)吸液的原理,在“類(lèi)毛細(xì)管”結(jié)構(gòu)中液體吸附的長(zhǎng)度(或高度)遵循如下公式:其中,γ為表面張力;θ為接觸角;ρ為液體密度;g為重力加速度;r為細(xì)管半徑(這里可以看做等效半徑)。在空腔體逐漸被拉伸的情況下,其等效半徑漸漸變小,聚乙烯乙二醇和聚丙烯乙二醇等有機(jī)物能夠被毛細(xì)效應(yīng)快速的吸附進(jìn)吸水阻燃材料內(nèi)部,直至均勻分布到整個(gè)吸水阻燃材料內(nèi)部。本申請(qǐng)中,洗滌操作具體為:在50-100℃的溫度下充分水洗,其目的是將分散在聚合產(chǎn)物中的聚乙烯醇(簡(jiǎn)稱pva,英文全稱:polyvinylalcohol)完全除去。由于聚乙烯醇易溶于水,并且其最大溶解度對(duì)應(yīng)的溶解溫度為75~80℃,因此,使用50-100℃的水清洗聚合產(chǎn)物,可使聚乙烯醇充分溶解在水中,有利于徹底除去聚合產(chǎn)物中的聚乙烯醇。一方面提高吸水阻燃材料的純度,另一方面可在吸水阻燃材料內(nèi)部留下大量空腔體,促進(jìn)冷卻液中大分子物質(zhì)的吸收,提高冷卻液的吸收速率。液冷散熱系統(tǒng)的冷卻液中通常為50%左右的水以及50%左右的聚乙烯乙二醇與聚丙烯乙二醇的混合物,可見(jiàn),聚乙烯乙二醇與聚丙烯乙二醇的混合物的占比很大,一旦連接管路出現(xiàn)縫隙,則該連接管路內(nèi)的冷卻液會(huì)沿著縫隙持續(xù)不斷的滲漏出來(lái),直到連接管路被修復(fù)為止。因此,吸水阻燃材料對(duì)冷卻液,尤其是對(duì)大分子有機(jī)物的吸收速度和吸收倍率都是至關(guān)重要的,而決定大分子有機(jī)物吸收速度和吸收倍率的重要因素在于聚乙烯醇的數(shù)量和分散性能。本申請(qǐng)所述的吸收倍率為吸水阻燃材料達(dá)到吸收飽和狀態(tài)時(shí),所吸收的冷卻液的重量與吸水阻燃材料自身重量的比值。聚乙烯醇在聚合產(chǎn)物中分散性能的一個(gè)重要影響因素為聚乙烯醇的相對(duì)分子質(zhì)量。本申請(qǐng)的優(yōu)選方案中,聚乙烯醇的相對(duì)分子質(zhì)量為200-2000。pva通??煞譃槌呔酆隙萷va(相對(duì)分子量為25~30萬(wàn))、高聚合度pva(相對(duì)分子量為17~22萬(wàn))、中聚合度pva(相對(duì)分子量為12~15萬(wàn))和低聚合度pva(相對(duì)分子量為2.5~3.5萬(wàn))。本申請(qǐng)優(yōu)選方案中,選用相對(duì)分子質(zhì)量為200-2000的pva,相對(duì)分子質(zhì)量較常規(guī)使用的pva明顯減小,有利于提高pva在聚合產(chǎn)物內(nèi)部的分散性能,以及降低纖維狀pva的長(zhǎng)度和直徑,便于pva形成更多、分散性更好的空腔體,避免pva纖維由于過(guò)長(zhǎng)、過(guò)粗,而在聚合產(chǎn)物內(nèi)部相互纏繞或接觸,影響后續(xù)“類(lèi)毛細(xì)管”結(jié)構(gòu)的形成效果。聚乙烯醇在聚合產(chǎn)物中數(shù)量的一個(gè)重要影響因素為聚乙烯醇的加入量。本申請(qǐng)的優(yōu)選方案中,水溶性烯屬不飽和單體的加入質(zhì)量為所述聚乙烯醇加入質(zhì)量的1.6-4.0倍。若聚乙烯醇的加入量過(guò)小,則難以形成足夠數(shù)量的空腔體以及“類(lèi)毛細(xì)管”結(jié)構(gòu),影響大分子有機(jī)物和水的吸收速度和吸收倍率。當(dāng)吸水阻燃材料制成復(fù)合管材時(shí),很可能出現(xiàn)由于冷卻液吸收不及時(shí),而迫使復(fù)合管材的內(nèi)外層(基層和吸水阻燃層)分離,導(dǎo)致冷卻液外泄,損壞激光投影機(jī)的其他電子元器件。若聚乙烯醇的加入量過(guò)大,則聚合產(chǎn)物中的空腔體過(guò)多,很可能存在兩個(gè)或者兩個(gè)以上的空腔體相互重疊或者交叉,使得重疊或者交叉的多個(gè)空腔體的內(nèi)徑變大。一方面,內(nèi)徑較大的空腔體需要吸水阻燃材料在膨脹量較大時(shí),才能夠被拉伸為“類(lèi)毛細(xì)管”結(jié)構(gòu),吸水阻燃材料在膨脹量較大意味著需要先行吸收更多的水分,顯而易見(jiàn)的,所需的吸收時(shí)間更長(zhǎng),影響大分子有機(jī)物的吸收速度;另一方面,空腔體內(nèi)徑較大時(shí),其形成的“類(lèi)毛細(xì)管”結(jié)構(gòu)的半徑也隨著增大,根據(jù)上述毛細(xì)吸液原理的公式可見(jiàn),“類(lèi)毛細(xì)管”結(jié)構(gòu)的半徑與液體吸附的高度為反比關(guān)系,即“類(lèi)毛細(xì)管”結(jié)構(gòu)的半徑越大,則液體吸附的高度越小,也就是吸液量越少,影響大分子有機(jī)物和水的吸收倍率??梢?jiàn),若聚乙烯醇的加入量過(guò)大,則可能影響冷卻液的吸收速度以及吸收倍率。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),水溶性烯屬不飽和單體的加入質(zhì)量為聚乙烯醇加入質(zhì)量的1.6-4.0倍時(shí),制成的吸水阻燃材料的吸收性能最佳。請(qǐng)參考圖5,所示為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N包覆有吸水阻燃層的管材的結(jié)構(gòu)示意圖。根據(jù)以上制得的吸水阻燃材料,本申請(qǐng)還提供一種包覆有吸水阻燃層的管材,所述管材包括基層和復(fù)合于所述基層外表面的吸水阻燃層,其中,吸水阻燃層由上述吸水阻燃材料制得?;鶎优c吸水阻燃層的復(fù)合具有多種方式,比如,將粘性物質(zhì)涂覆于基層的部分表面上,再將基層與吸水阻燃層進(jìn)行部分粘合,其中,基層上涂覆有粘性物質(zhì)的部分表面可與吸水阻燃層相對(duì)應(yīng)的部分表面緊密結(jié)合,基層上未涂覆粘性物質(zhì)的剩余表面與吸水阻燃層的剩余表面可在粘性物質(zhì)的作用下,緊密貼合在一起,吸水阻燃層上未覆蓋粘性物質(zhì)的部分,可在基層出現(xiàn)裂縫的情況下,快速吸收冷卻液,防止冷卻液滲出。此方法制成的復(fù)合管材,由于基層與吸水阻燃層之間存在粘性物質(zhì),而粘性物質(zhì)無(wú)法吸收冷卻液,導(dǎo)致吸水阻燃層的有效吸收面積下降,影響材料對(duì)冷卻液的吸收效果和阻燃效果。出于對(duì)冷卻液的吸收效果和阻燃效果、批量生產(chǎn)以及生產(chǎn)能耗等多方面因素考慮,本申請(qǐng)可按照?qǐng)D6所示的方法生產(chǎn)復(fù)合管材,具體步驟如下:步驟s201:將水溶性烯屬不飽和單體與堿溶液混合形成體系,向該體系中加入交聯(lián)劑、引發(fā)劑以及阻燃劑,攪拌,其中,所述阻燃劑能夠溶解于所述水溶性烯屬不飽和單體與所述堿溶液形成的體系中;步驟s202:將內(nèi)管固定于模具主體的中心位置,將步驟s201得到的體系加入到所述內(nèi)管的外壁與所述模具主體的內(nèi)壁之間,升溫并靜置反應(yīng),得到預(yù)復(fù)合管材;步驟s203:將所述預(yù)復(fù)合管材洗滌,干燥。上述制備管材的方法中,水溶性烯屬不飽和單體、堿溶液、交聯(lián)劑、引發(fā)劑以及阻燃劑所選擇的種類(lèi)、優(yōu)選的物質(zhì)、所使用的量,以及升溫、洗滌、干燥的條件均與前述制備吸水阻燃材料相同,這里不再贅述。為了便于清晰的了解模具加工管材的過(guò)程,請(qǐng)參考圖7,所示為步驟s202中所使用的模具的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示,本方法中,模具包括模具主體100,模具主體100的中心位置設(shè)有柱形的固定件200。固定件200用于固定內(nèi)管,并在后續(xù)步驟(升溫、洗滌和干燥等步驟)完成后形成管材的基層;固定件與模具主體之間的腔體用于加入步驟s201得到的混合體系,并在后續(xù)步驟完成后形成管材的吸水阻燃層。在70-80℃條件下進(jìn)行反應(yīng)的過(guò)程中,一方面,步驟s201中獲得的反應(yīng)體系發(fā)生聚合反應(yīng),聚合產(chǎn)物為預(yù)成型的吸水阻燃層,預(yù)成型的吸水阻燃層經(jīng)過(guò)后續(xù)的洗滌和干燥后形成復(fù)合管材中的吸水阻燃層;另一方面,步驟s201中獲得的反應(yīng)體系可在以上溫度條件下,緊密包覆于內(nèi)管的外表面。本方法能夠在同一步驟中,實(shí)現(xiàn)以上兩方面作用,有利于提高管材的加工效率以及降低生產(chǎn)能耗。另外,利用模具制造復(fù)合管材的方式,有利于實(shí)現(xiàn)本管材的批量生產(chǎn),從而進(jìn)一步提高管材的加工效率、降低生產(chǎn)能耗。當(dāng)基層中出現(xiàn)較大縫隙時(shí),冷卻液流出的速度和作用力可能較大,有可能出現(xiàn)吸水阻燃層來(lái)不及完全吸收的情況,此時(shí)冷卻液停留在基層與吸水阻燃層之間。由于本申請(qǐng)管材的基層和吸水阻燃層在升溫條件下制得,使得二者之間的結(jié)合力較強(qiáng),即使出現(xiàn)冷卻液暫時(shí)留置的情況,復(fù)合管材中絕大部分的基層和吸水阻燃層依然緊密結(jié)合在一起,不會(huì)被泄漏的冷卻液的沖擊力沖開(kāi),從而保持管材的完整,更好的保護(hù)激光投影機(jī)中的其他元器件。上述制備管材的方法中,所述內(nèi)管的材質(zhì)可以為ptfe(聚四氟乙烯,英文全稱:polytetrafluoroethylene)、聚偏氟乙烯類(lèi)材料、epdm(三元乙丙橡膠,英文全稱:ethylenepropylenedienemonomer,)、pe(聚乙烯,英文全稱:polyethylene)、pp(聚丙烯,英文全稱:polypropylene)以及pvdf(聚偏氟乙烯,英文全稱:polyvinylidenefluoride)中的任意一種。由于聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯類(lèi)材料具有耐候性好、強(qiáng)度高、不容易老化以及管阻小等多方面優(yōu)點(diǎn),因此,本管材的內(nèi)管可優(yōu)選為聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯類(lèi)材料。但是,聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯類(lèi)材料的表面能級(jí)很低,不利于吸水阻燃層的附著和包覆,因此,本申請(qǐng)還可以包括對(duì)內(nèi)管的預(yù)處理步驟,預(yù)處理步驟為打磨或者表面等離子處理,其中,表面等離子處理可以采取現(xiàn)有技術(shù)中的任何一種可以實(shí)現(xiàn)的方式,這里不再詳述。另外,由于包覆于基層外表面的吸水阻燃層的強(qiáng)度較低,在承受外力時(shí),吸水阻燃層的表面(即復(fù)合管材的外表面)容易破損,因此,為了避免吸水阻燃層破裂而影響冷卻液吸收的問(wèn)題,本申請(qǐng)?zhí)峁┑墓懿倪€包括包覆于所述吸水阻燃層外表面的防護(hù)層,所述防護(hù)層的強(qiáng)度大于所述吸水阻燃層的強(qiáng)度。防護(hù)層可以為棉布、麻布、尼龍布等多種材料,將以上材料捆綁、裝套在吸水阻燃層的外部即可實(shí)現(xiàn)防護(hù)層的添加。本申請(qǐng)還提供一種液冷散熱系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:連通管路,該連通管路使用的是為以上復(fù)合管材。液冷散熱系統(tǒng)還包括吸熱裝置、驅(qū)動(dòng)裝置以及散熱裝置,所述吸熱裝置、所述驅(qū)動(dòng)裝置以及所述散熱裝置之間通過(guò)所述連通管路相連通,并形成閉合回路。此外,本申請(qǐng)還提供一種激光投影機(jī),所述激光投影機(jī)中包括上述液冷散熱系統(tǒng)。本申請(qǐng)還可以將吸水阻燃材料單獨(dú)制成片材,并將片材安放在液冷散熱系統(tǒng)與pcb板等電子元件之間,當(dāng)液冷散熱系統(tǒng)漏液時(shí),流出的冷卻液可以被吸水阻燃材料片材吸收,防止冷卻液損壞激光投影機(jī)內(nèi)部的其他電子元件。本申請(qǐng)?zhí)峁┑念A(yù)聚物溶液中均勻混合有呈纖維狀的聚乙烯醇,在聚合反應(yīng)結(jié)束后再將聚乙烯醇清洗掉,可使所得的網(wǎng)狀吸水阻燃材料內(nèi)部留有大量的空腔體。吸水阻燃材料與冷卻液中的水接觸后,其分子鏈上的親水性離子發(fā)生電離,隨著電離出離子數(shù)量的增加,吸水阻燃材料內(nèi)的滲透壓逐漸增大,水在滲透壓的作用下不斷進(jìn)入吸水阻燃材料的內(nèi)部;隨著離子數(shù)量的增加,吸水阻燃材料內(nèi)部的靜電斥力增強(qiáng),使得吸水阻燃材料不斷膨脹,聚乙烯醇留下的空腔體被拉伸成“類(lèi)毛細(xì)管”結(jié)構(gòu),冷卻液中分子較大的聚乙烯乙二醇和聚丙烯乙二醇在毛細(xì)管作用下進(jìn)入吸水阻燃材料內(nèi)部,從而完成冷卻液的吸收。本申請(qǐng)公開(kāi)的吸水阻燃材料不需要借助另外添加的纖維類(lèi)物質(zhì)即可實(shí)現(xiàn)毛細(xì)管效應(yīng),使得吸水阻燃材料質(zhì)地均勻、粘合力強(qiáng),更容易與管路中的基層材質(zhì)復(fù)合。應(yīng)用以上吸水阻燃材料的管材和液冷散熱系統(tǒng),能夠快速吸收滲漏的冷卻液;另外,冷卻液中大量的聚乙烯乙二醇和聚丙烯乙二醇進(jìn)入空腔體,能夠在一定程度上減緩吸水阻燃材料膨脹的速度,可避免膨脹作用力過(guò)大而損壞激光投影機(jī)內(nèi)部的其他電子元件。另外,本申請(qǐng)還在吸水樹(shù)脂制備原料中加入阻燃劑,阻燃劑與以上原料混合后,可以獨(dú)立的分散在各個(gè)原料之間(添加型阻燃劑),也可以與以上原料發(fā)生共聚反應(yīng)而以化學(xué)鍵的形式相結(jié)合(反應(yīng)型阻燃劑)。阻燃劑的以上兩種存在方式,均有利于提高吸水樹(shù)脂的阻燃性能和耐熱性能,從而共同構(gòu)成吸水阻燃材料。應(yīng)用以上吸水阻燃材料的管材和液冷散熱系統(tǒng),能夠快速吸收滲漏的冷卻液,防止造成冷卻液液滴的滴落或噴濺,能夠有效的避免因漏液引起的元器件損壞;另外,本吸水阻燃材料同時(shí)具有一定的阻燃性能,一旦冷卻液泄漏起火,則吸水阻燃材料可以阻止管道內(nèi)部的冷卻液與火相遇而加重火勢(shì),從而進(jìn)一步降低安全隱患。實(shí)施例1步驟s111:保持溫度不超過(guò)10℃,在一個(gè)小燒杯中加入8份丙烯酸、20份水,混合均勻,然后緩慢加入12份的氫氧化鈉溶液(濃度為5mol/l),再次混勻,加入0.3份聚乙二醇二丙烯酸酯,攪拌,再加入0.6份濃度為1%的過(guò)硫酸銨溶液和0.3份濃度為1%的亞硫酸氫鈉溶液,然后再加入3份2,4,6-三溴苯基馬來(lái)酰亞胺,充分?jǐn)嚢?,使整個(gè)體系混合均勻,得到預(yù)聚物溶液。步驟s112:將預(yù)聚物溶液升溫至70℃,靜置反應(yīng)0.5小時(shí),反應(yīng)結(jié)束后,將聚合產(chǎn)物在50℃的水中清洗,然后在130℃下干燥至恒重,獲得吸水阻燃材料。實(shí)施例2步驟s121:保持溫度不超過(guò)10℃,在一個(gè)小燒杯中加入10份丙烯酸、25份水,混合均勻,然后緩慢加入15份的氫氧化鈉溶液(濃度為7mol/l),再次混勻,加入0.4份聚乙二醇二丙烯酸酯,攪拌,再加入0.8份濃度為1%的過(guò)硫酸銨溶液和0.2份濃度為1%的亞硫酸氫鈉溶液,然后再加入3份聚乙烯醇和2份2,4,6-三溴苯基馬來(lái)酰亞胺,充分?jǐn)嚢?,使整個(gè)體系混合均勻,得到預(yù)聚物溶液。步驟s122:將預(yù)聚物溶液升溫至75℃,靜置反應(yīng)1小時(shí),反應(yīng)結(jié)束后,將聚合產(chǎn)物在70℃的水中清洗,然后在140℃下干燥至恒重,獲得吸水阻燃材料。實(shí)施例3步驟s131:保持溫度不超過(guò)10℃,在一個(gè)小燒杯中加入12份丙烯酸、30份水,混合均勻,然后緩慢加入17份的氫氧化鈉溶液(濃度為6mol/l),再次混勻,加入0.5份聚乙二醇二丙烯酸酯,攪拌,再加入0.6份濃度為1%的過(guò)硫酸銨溶液和0.9份濃度為1%的亞硫酸氫鈉溶液,然后再加入5份聚乙烯醇和5份2,4,6-三溴苯基馬來(lái)酰亞胺,充分?jǐn)嚢?,使整個(gè)體系混合均勻,得到預(yù)聚物溶液。步驟s132:將預(yù)聚物溶液升溫至80℃,靜置反應(yīng)2小時(shí),反應(yīng)結(jié)束后,將聚合產(chǎn)物在100℃的水中清洗,然后在150℃下干燥至恒重,獲得吸水阻燃材料。對(duì)比例:步驟s141:保持溫度不超過(guò)10℃,在一個(gè)小燒杯中加入10份丙烯酸、25份水,混合均勻,然后緩慢加入15份的氫氧化鈉溶液(濃度為7mol/l),再次混勻,加入0.4份聚乙二醇二丙烯酸酯,攪拌,再加入0.8份濃度為1%的過(guò)硫酸銨溶液和0.2份濃度為1%的亞硫酸氫鈉溶液,充分?jǐn)嚢瑁拐麄€(gè)體系混合均勻,得到預(yù)聚物溶液。步驟s142:將預(yù)聚物溶液升溫至75℃,靜置反應(yīng)1小時(shí),反應(yīng)結(jié)束后,將聚合產(chǎn)物在70℃的水中清洗,然后在140℃下干燥至恒重,獲得吸水阻燃材料。對(duì)比例所示的制備方法中,不添加2,4,6-三溴苯基馬來(lái)酰亞胺,除此之外的其他制備條件,與實(shí)施例2完全相同。請(qǐng)參見(jiàn)表1,所示為本申請(qǐng)?zhí)峁┑膶?shí)施例與對(duì)比例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。表1:本申請(qǐng)?zhí)峁┑膶?shí)施例與對(duì)比例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表項(xiàng)目吸收倍率形貌膨脹速度極限氧指數(shù)實(shí)施例1205不存在空腔體劇烈25實(shí)施例2297存在空腔體緩和23實(shí)施例3253存在空腔體緩和28對(duì)比例295存在空腔體緩和17由表1可見(jiàn),實(shí)施例1-3制得的吸水阻燃材料,其吸收冷卻液的倍率均在200以上,尤其是制備條件相似的實(shí)施例2,其吸收倍率為297,遠(yuǎn)超不添加聚乙烯醇的實(shí)施例1的吸收倍率,另外,添加聚乙烯醇的實(shí)施例制備的吸水阻燃材料,均存在空腔體,且吸收冷卻液后的膨脹速度較為緩和。以上分析結(jié)果表明,聚乙烯醇的存在能夠在吸水阻燃材料形成空腔體,空腔體的存在有利于降低吸水阻燃材料的膨脹速度,提高吸水阻燃材料的吸收倍率。另外,極限氧指數(shù)是聚合物在氧和氮混合氣體中當(dāng)剛能支撐其燃燒時(shí)氧的體積分?jǐn)?shù)濃度,是一種表征材料燃燒行為的指數(shù)。對(duì)比例的極限氧指數(shù)遠(yuǎn)低于實(shí)施例1-3的極限氧指數(shù),可見(jiàn),本申請(qǐng)?jiān)谠现刑砑幼枞紕?,能夠在一定程度上提高材料的阻燃效果,從而進(jìn)一步降低冷卻液引起的安全隱患。本申請(qǐng)實(shí)施例部分,主要探討主要反應(yīng)原料、及其用量和反應(yīng)條件對(duì)吸水阻燃材料的影響,實(shí)施例1-3中反應(yīng)原料的種類(lèi)可隨意替換為本申請(qǐng)列舉的任意一個(gè)可替換的原料,這里不再在實(shí)施例中舉例。另外,冷卻液也可以為聚乙烯乙二醇和水的混合物、聚丙烯乙二醇和水的混合物、乙二醇和水的混合物以及丙二醇和水的混合物等多種形式的組合物,本申請(qǐng)?zhí)峁┑奈枞疾牧蠈?duì)以上各種組分的冷卻液均具有較好的吸收效果,其吸收原理與上述原理類(lèi)似,這里不再贅述。本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可。以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。當(dāng)前第1頁(yè)12
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