本發(fā)明涉及材料領域，具體地，本發(fā)明涉及相變復合材料及電子設備。

背景技術：

電子產品的更新?lián)Q代越來越快，功能也越來越強，但除了功能性的大大豐富以滿足人們越來越多的需求之外，也額外帶來了一個問題，就是“熱”，“熱”雖然看上去只是稍微影響用戶體驗，但是一旦控制不好變成了“燙”的話，對于使用者來說就感覺非常不好了，嚴重影響用戶的體驗；并且對電子產品而言，長時間在高溫下工作，可能出現(xiàn)電池電量下降過快，死機重啟，元器件老化等各種各樣的問題。

因此，如何解決電子產品發(fā)熱，是電子產品開發(fā)過程中迫切需要解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，在本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提出了一種相變復合材料。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述相變復合材料用于涂覆在待散熱物體的表面，并且包括：粘結樹脂，相變儲熱材料，所述相變儲熱材料的相變溫度是20～70℃。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該相變復合材料可直接涂覆在待散熱物體的表面，在待散熱物體的表面形成均勻的導熱和儲熱膜，熱量可直接快速傳遞到該相變復合材料，相變復合材料受熱從固態(tài)逐漸轉變成液態(tài)，進而將熱量從待散熱物體吸收到該相變復合材料，同時由于該相變復合材料具有良好的儲熱性能，熱量緩慢地從該相變復合材料釋放出去，相變復合材料從液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)，因此，通過本發(fā)明實施例的相變復合材料吸熱由固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)，放熱由液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)，避免了由于熱量的增多而引起溫度的急劇升高，以相變復合材料的狀態(tài)變化完成一次吸熱和放熱循環(huán)，有效地吸收待散熱物體的的熱量，有效地實現(xiàn)待散熱物體的的散熱，同時又不會引起由于吸熱而導致溫度過分升高的現(xiàn)象。另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，相比于金屬背板導熱、石墨散熱片導熱、導熱凝膠散熱、冰巢散熱，該相變復合材料應用于待散熱物體的散熱，可直接涂覆在待散熱物體的表面，從而與待散熱物體直接接觸，與待散熱物體之間沒有空氣間隔，熱量可直接從待散熱物體傳遞到本發(fā)明實施例的相變復合材料，導熱效率顯著提高；相比于熱管散熱，該相變復合材料應用于待散熱物體的散熱，不需要容器承載，所需空間較??；相比于冰巢散熱，該相變復合材料應用于待散熱物體的散熱，能夠實現(xiàn)待散熱物體的快速 散熱。

在本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提出了一種電子設備。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述電子設備包括：殼體；以及處理器或電池的至少之一，所述處理器或電池設置在所述殼體中；其中，所述處理器或電池的表面涂覆有前面所述的相變復合材料。如前所述，本發(fā)明實施例的相變復合材料可直接涂覆在待散熱物體的表面，如電子設備處理器或電池的表面，待散熱物體與本發(fā)明實施例的相變復合材料之間沒有空氣間隔，熱量可直接由待散熱物體直接傳遞到本發(fā)明實施例的相變復合材料，導熱效率高，同時由于本發(fā)明實施例的相變復合材料具有儲熱性能好的優(yōu)勢，其可通過吸熱由固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)，放熱由液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)，可避免由于熱量的增多而引起溫度的急劇升高。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明實施例的電子設備的處理器或電池上涂覆有本發(fā)明實施例的相變復合材料，該處理器或電池可在基本恒定的溫度下工作，避免了該電子設備長時間工作而產熱導致的設備電池電量下降過快、死機重啟、元器件老化的問題，從而，本發(fā)明實施例的電子設備具有使用壽命長的優(yōu)勢。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例。下面描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

相變復合材料

在本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提出了一種相變復合材料。根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明實施例的相變復合材料用于涂覆在待散熱物體的表面，并且包括：粘結樹脂，相變儲熱材料，所采用的相變儲熱材料的相變溫度是20～70℃。根據(jù)本發(fā)明的實施例，上述散熱物體可為電子設備的處理器或電池。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該相變復合材料可直接涂覆在待散熱物體，如電子設備的處理器或電池的表面，在待散熱物體的表面形成均勻的導熱和儲熱膜，熱量可直接快速傳遞到該相變復合材料，相變復合材料受熱從固態(tài)逐漸轉變成液態(tài)，進而將熱量從待散熱物體吸收到該相變復合材料，同時由于該相變復合材料具有良好的儲熱性能，熱量緩慢地從該相變復合材料釋放出去，相變復合材料從液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)，因此，通過本發(fā)明實施例的相變復合材料吸熱由固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)，放熱由液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)，避免了由于熱量的增多而引起溫度的急劇升高，以相變復合材料的狀態(tài)變化完成一次吸熱和放熱循環(huán)，有效地吸收待散熱物體的熱量，有效地實現(xiàn)待散熱物體的散熱，同時又不會引起由于吸熱而導致溫度過分升高的現(xiàn)象。另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，相比于金屬背板導熱、石墨散熱片導熱、導熱凝膠散熱、冰巢散熱，該相變復合材料應用于待散熱物體的散熱，可直接涂覆在待散熱物體的表面，從而與待散熱物體直接接觸，與待散熱物體之間沒有空 氣間隔，熱量可直接從待散熱物體傳遞到本發(fā)明實施例的相變復合材料，導熱效率顯著提高；相比于熱管散熱，該相變復合材料應用于待散熱物體的散熱，不需要容器承載，所需空間較??；相比于冰巢散熱，該相變復合材料應用于待散熱物體的散熱，能夠實現(xiàn)待散熱物體的快速散熱。

另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，發(fā)明人通過大量的篩選實驗，發(fā)現(xiàn)粘結樹脂的含量在10～50重量份，相變儲熱材料的含量在25～70重量份，粘結樹脂的成型和支撐功效可更好地與相變儲熱材料的吸熱/放熱發(fā)生相變的性能相匹配，從而，本發(fā)明實施例的相變復合材料的成膜效果顯著提高，進而更加有利于本發(fā)明實施例的相變復合材料直接涂覆于待散熱物體的表面，導熱和儲熱效能也進一步提高。

具體的，根據(jù)本發(fā)明的實施例，采用的相變儲熱材料可選自石蠟類、醇類和脂肪酸類的至少之一，石蠟、醇類、脂肪酸類的相變溫度在20～70℃之間，石蠟、醇類、脂肪酸類在20～70℃之間具有良好的吸熱和放熱功能，能通過吸熱和放熱循環(huán)更有效實現(xiàn)待散熱物體的散熱，且不會造成溫度驟升。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所采用的粘結樹脂可選自熱固性樹脂、熱塑性樹脂的至少之一，其中，熱塑性樹脂包括親水性熱塑性樹脂和親油性熱塑性樹脂。熱固性樹脂的類型不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的實施例，熱固性樹脂可選自環(huán)氧樹脂、醇酸樹脂、聚氨酯樹脂、聚酯樹脂的至少之一。根據(jù)本發(fā)明的另外一些實施例，當粘結樹脂采用熱固性塑脂時，本發(fā)明實施例的相變復合材料可進一步包括固化劑，根據(jù)本發(fā)明的實施例，該固化劑為選自聚酰胺、多異氰酸酯的至少之一。另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，采用熱塑性樹脂的類型也不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的實施例，熱塑性樹脂可選自但不限于熱塑性丙烯酸樹脂、熱塑性聚氨酯樹脂、聚碳酸酯、甲基丙烯酸酯、聚乙烯、纖維素、氯化橡膠、過氯乙烯、線性酚醛樹脂的至少之一。根據(jù)本發(fā)明的實施例，當粘結樹脂采用熱塑性樹脂中的親水性熱塑性樹脂時，本發(fā)明實施例的相變復合材料可進一步包括成膜助劑，根據(jù)本發(fā)明的另外一些實施例，該成膜助劑采用醇酯十二、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二丙二醇丁醚、丙二醇丁醚的至少之一。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由于親水性熱塑性樹脂的含水量高，不利于成膜，成膜助劑如醇脂十二等可顯著促進親水性熱塑性樹脂的成膜，進而更加有利于本發(fā)明實施例的相變復合材料直接涂覆于待散熱物體的表面。

另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明實施例的相變復合材料可進一步包括：0.1～5重量份的增粘劑，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，0.1～5重量份的增粘劑可使本發(fā)明實施例的相變復合材料的粘度提高，從而有利于達到施工粘度，更加有利于本發(fā)明實施例的相變復合材料的成膜，更加便于將本發(fā)明實施例的相變復合材料直接涂覆于待散熱物體的表面。

同時，根據(jù)本發(fā)明的另外一些實施例，發(fā)明人也意外地發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明實施例的相變復 合材料還可以進一步包括：5～60重量份的稀釋劑，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，5～60重量份的稀釋劑也會更有利于本發(fā)明實施例的相變復合材料的施工，即噴涂、印刷或刷涂。具體地，稀釋劑的類型不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的實施例，該稀釋劑可選自但不限于丙酮、甲乙酮、環(huán)己酮、苯、甲苯、二甲苯、正丁醇、苯乙烯、去離子水的至少之一，本發(fā)明實施例的相變復合材料采用上述稀釋劑，其施工更加方便，通過噴涂、印刷或刷涂，本發(fā)明實施例的相變符合材料更加便于直接涂覆在待散熱物體的表面。

制備相變復合材料的方法

為了方便理解，下面對可以用于制備上述相變復合材料的方法進行描述。。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括：將粘結樹脂、相變儲熱材料進行混合，以便獲得相變復合材料。具體地，根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明實施例的制備相變復合材料的方法進一步包括將粘結樹脂、相變儲熱材料、增粘劑、稀釋劑和/或固化劑、成膜助劑的至少之一進行攪拌混勻，以便得到相變復合材料。根據(jù)本發(fā)明的實施例，利用本發(fā)明實施例的制備相變復合材料的方法，可高效地制備前面所述的相變復合材料，所采用的粘結樹脂、相變儲熱材料、增粘劑、稀釋劑和/或固化劑、成膜助劑為本領域技術人員所熟知的材料，取材方便，另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明實施例的方法僅需通過攪拌即可完成混勻，即可獲得本發(fā)明實施例的相變復合材料，操作簡便。同時，如前所述，利用本發(fā)明實施例的制備方法制備的相變復合材料，其可直接涂覆在待散熱物體的表面，在待散熱物體的表面形成均勻的導熱和儲熱膜，待散熱物體與本發(fā)明實施例的方法制備的相變復合材料之間沒有空氣間隔，熱量可直接快速傳遞到該相變復合材料，相變復合材料受熱從固態(tài)逐漸轉變成液態(tài)，進而將熱量從待散熱物體吸收到該相變復合材料，同時由于所得相變復合材料具有良好的儲熱性能，熱量緩慢地從該相變復合材料釋放出去，相變復合材料從液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)，因此，通過本發(fā)明實施例的制備方法制備的相變復合材料，其吸熱由固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)，放熱由液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)，避免了由于熱量的增多而引起溫度的急劇升高，以相變復合材料的狀態(tài)變化完成一次吸熱和放熱循環(huán)，有效地吸收待散熱物體的熱量，有效地實現(xiàn)待散熱物體的散熱，同時又不會引起由于吸熱而導致溫度過分升高的現(xiàn)象。

另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明實施例的制備方法中的混合是在高速分散機的攪拌下進行的，高速分散機的轉速采用的是500-2500r/min，優(yōu)選采用800r/min的條件下，進行15～30分鐘。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，可先將不包括相變儲熱材料的其它物質進行攪拌混勻，高速攪拌機的速度采用較高轉速，如1500r/min，并攪拌15分鐘，然后繼續(xù)添加相變儲熱材料，此時可將轉速降低，如降至800r/min，并繼續(xù)攪拌15分鐘。根據(jù)本發(fā)明的實施例，在上述混勻條件下所制備的相變復合材料中各種物質能夠得到充分混勻，所得相變復合材料的質地均勻、導熱和儲熱功效進一步增強。

另外，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，本發(fā)明實施例的制備相變復合材料的方法還可以進一步包括：將采用的相變儲熱材料預先進行球磨處理，球磨處理后得到的相變儲熱材料的直徑小于100微米，直徑優(yōu)選小于10微米。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，將采用的相變儲熱材料預先球磨成直徑小于10微米的微粒，有利于后續(xù)的混勻操作，所得到的相變復合材料的質地均勻性進一步提高，不同位置處相變復合材料的吸熱同步性提高，進而更加有效地實現(xiàn)相變復合材料的散熱功能。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明實施例的制備方法制備的相變復合材料可直接涂覆在待散熱物體的表面，并在常溫下干燥固化24小時，以便在待散熱物體的表面形成散熱膜。本發(fā)明實施例的制備方法制備的相變復合材料，應用時可直接涂覆在待散物體的表面，待散熱物體與本發(fā)明實施例的相變復合材料直接接觸，之間沒有空氣間隔，熱量可直接由待散熱物體傳遞到該相變復合材料，避開了空氣導熱效率低的問題，本發(fā)明實施例的制備方法制備的相變復合材料的導熱效率顯著提高。

相變復合材料在電子設備散熱中的用途

在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提出了前面所描述的相變復合材料在電子設備散熱中的用途。根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明實施例的相變復合材料可直接涂覆在電子設備待散熱器件的表面，在電子設備待散熱器件表面可形成均勻的導熱和儲熱膜，待散熱器件和相變復合材料之間沒有空氣間隔，熱量可直接快速傳遞到該相變復合材料，相變復合材料受熱從固態(tài)逐漸轉變成液態(tài)，進而將熱量從電子設備待散熱器件吸收到該相變復合材料，同時由于該相變復合材料具有良好的儲熱性能，熱量緩慢地從該相變復合材料釋放出去，相變復合材料從液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)，因此，通過本發(fā)明實施例的相變復合材料吸熱由固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)，放熱由液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)，可有效避免由于熱量的增多而引起溫度的急劇升高，以相變復合材料的狀態(tài)變化完成一次吸熱和放熱循環(huán)，從而有效地吸收電子設備待散熱器件的熱量，有效地實現(xiàn)電子設備待散熱器件的散熱，同時又不會引起電子設備由于吸熱而導致溫度過分升高的現(xiàn)象。因此，本發(fā)明實施例的相變復合材料可用于電子設備的有效散熱，具有在電子設備散熱中的用途。

電子設備

在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提出了一種電子設備。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該電子設備包括殼體；以及處理器或電池，處理器或電池設置在殼體中，其中，處理器或電池的表面涂覆有本發(fā)明實施例的相變復合材料。本發(fā)明實施例的相變復合材料可直接涂覆在待散熱物體的表面，具有導熱效率高、儲熱性能好的優(yōu)勢，其可通過吸熱由固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)，放熱由液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)，可避免由于熱量的增多而引起溫度的急劇升高。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明實施例的電子設備的處理器或電池上涂覆有本發(fā)明實施例的相變復合 材料，該處理器或電池可在基本恒定的溫度下工作，可避免該電子設備長時間工作而產熱導致的設備電池電量下降過快、死機重啟、元器件老化的問題，從而，本發(fā)明實施例的電子設備具有使用壽命長的顯著優(yōu)勢。

下面將結合實施例對本發(fā)明的方案進行解釋。本領域技術人員將會理解，下面的實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應視為限定本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體技術或條件的，按照本領域內的文獻所描述的技術或條件或者按照產品說明書進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過市購獲得的常規(guī)產品。

一般方法

在下面的實施例中，如果沒有明確指出，則按照下面的步驟制備相變復合材料：

(1)將相變儲熱材料采用行星式高能球磨機(型號為DECO-SG100，德科)進行球磨，球磨成直徑小于10微米的顆粒。

(2)將除相變儲熱材料以外的制備相變復合材料的成分配制成混合溶液，在高速分散機中以1500r/min的轉速攪拌15分鐘，充分混合后，得到溶液X。

(3)在溶液X中加入步驟(1)得到的相變儲熱材料顆粒，在高速分散機中以800r/min的轉速攪拌15分鐘，充分混合后，得到相變復合材料。

實施例1～3

在這些實施例中，按照一般方法所描述的步驟，制備相變復合材料，其中，實施例1～3中制備相變復合材料的各成分及其用量如表1所示，

表1

實施例1～3所得相變復合材料直接涂布在待散熱物體的表面，并在常溫下放置24小時干燥固化，以便在待散熱物體的表面形成散熱膜。

實施例4

在實施例4中，按照一般方法所描述的步驟，制備相變復合材料，其中，在本實施例中制備相變復合材料的所采用的成分和用量同實施例1中制備相變復合材料的成分和用量一致。

本實施例中制得的相變復合材料封裝在壁厚為0.1mm的鋁板中。

實施例5

在實施例5中，按照一般方法所描述的步驟，制備相變復合材料，其中，在本實施例中制備相變復合材料的所采用的成分和用量同實施例1中制備相變復合材料的成分和用量一致。

本實施例中制得的相變復合材料填充于具有通孔的泡沫鋁中。

實施例6

在本實施例中，按照如下描述對實施例1～5制得的相變復合材料進行流動性測試和散熱效果測試：

(1)流動性測試

在金屬薄片上涂覆面積為25mm*25mm，厚度為50微米的實施例1～3的相變復合材料測試樣塊；

實施例4中制備的相變復合材料封裝在壁厚為0.1mm的鋁板中，其中相變復合材料測試樣塊的厚度為50微米、面積為25mm*25mm，并放在金屬薄片上；

實施例5中制備的相變復合材料填充于具有通孔的厚度為50微米、面積為25mm*25mm的泡沫鋁中，并放在金屬薄片上；

將上述相變復合材料測試樣塊在70℃下保持7天，測量測試前后相變復合材料的面積變化，測試結果列于表2中。

(2)散熱效果

利用高通驍龍810處理器制作測試板，并使其處于超頻工作狀態(tài)。制作時將高通驍龍 810處理器外置，用于測試。采用溫度監(jiān)控攝像機監(jiān)測溫度。

將高通驍龍810處理器的單面涂覆厚度為100微米的實施例1～3的相變復合材料。啟動開始工作按鈕，15min測試處理器表面溫度A_表，相變復合材料表面溫度A_相。并將測試結果列于表2中。

實施例4中相變復合材料封裝在壁厚為0.1mm的鋁板中，其中相變復合材料的厚度為100微米，并將其放置在處理器表面，啟動開始工作按鈕，15min測試處理器表面溫度A_表，相變復合材料表面溫度A_相，結果列于表2中。

實施例5中相變復合材料填充于具有通孔的厚度為100微米的泡沫鋁中，并將其放置在處理器表面，啟動開始工作按鈕，15min測試處理器表面溫度A_表，相變復合材料表面溫度A_相，結果列于表2中。

表2

由表2可以看出，實施例1～5所得相變復合材料在70℃以下沒有流動性，可有效附著在待散熱物體表面(如金屬薄片、高通驍龍810處理器)，相變復合材料在70℃以下具有吸熱/放熱而產生相變的特性，使其具有良好的散熱功效，待散熱物體表面溫度和相變復合材料表面溫度不會過分升高。然而，如果將相變復合材料封裝在鋁板中或填充于泡沫鋁中(如實施例4和5所示)，其散熱效果反而沒有將相變復合材料直接涂覆在待散熱物體的表面好。因此，本發(fā)明實施例的相變復合材料更加適合直接涂覆在待散熱物體的表面進行待散熱物體的有效散熱。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。

盡管上面已經示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。