一种高散热的耐候水冷板及其应用
阅读说明：本技术 一种高散热的耐候水冷板及其应用 (High-heat-dissipation weather-resistant water cooling plate and application thereof ) 是由 陈义 谢勇 于 2021-06-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及H05K7/20领域,尤其涉及一种高散热的耐候水冷板及其应用,包括水冷板本体(1)、支柱(2)、分水器组件(3)。本发明所述的水冷板密封性好、耐压性强,其中铜管内壁涂层的防水能力强,长时间浸于水中不起泡、翘边,长期使用铜管内壁无锈蚀现象,涂层涂覆量薄,流平性佳,长时间使用无微生物附着,无需定期给药清洗,在优异的阻水效果下还可以达到良好的散热效果。(The invention relates to the field of H05K7/20, in particular to a high-heat-dissipation weather-resistant water-cooling plate and application thereof, wherein the weather-resistant water-cooling plate comprises a water-cooling plate body (1), a support column (2) and a water distributor assembly (3). The water-cooling plate disclosed by the invention has the advantages of good sealing property and strong pressure resistance, wherein the coating on the inner wall of the copper pipe has strong waterproof capability, does not bubble or warp after being immersed in water for a long time, does not have corrosion phenomenon after being used for a long time, has thin coating amount and good leveling property, does not have microorganism adhesion after being used for a long time, does not need to be periodically dosed and cleaned, and can achieve a good heat dissipation effect under an excellent water-blocking effect.)
技术领域
本发明涉及H05K7/20领域，尤其涉及一种高散热的耐候水冷板及其应用。
背景技术
水冷板是一种主要由冷水分配控制器、背板热量交换器、冷水源组成的散热系统，无扇叶、电机、制冷器等传统散热系统的零部件，制冷成本低、散热效果好、运行安全可靠，广泛的在电子元器件加工、电脑机房、电动汽车等领域的加工散热环节使用。
CN112201877A公开了一种电动汽车PACK用双层水冷板，自身结构中包含上空腔和下空腔，主要用于电动汽车的电池散热，然而，空腔中的空气导热系数低，散热效果不佳，水冷效率低。
水冷板的进水管和出水管一般为铜质导管，长期过水容易造成内壁锈蚀阻塞，水中微生物也容易附着在内壁，需要定期给药进行清洁，影响水冷效率，因此，开发一款散热性好、耐候性强、微生物附着力低的水冷板十分有意义。
发明内容
本发明的第一个方面提供了一种高散热的耐候水冷板，包括水冷板本体1、支柱2、分水器组件3。
作为一种优选的实施方式，所述水冷板本体1包括铝板101和铜管102。
优选的，所述铜管102镶嵌在铝板101内部。
优选的，所述铝板101和铜管102之间填充有环氧胶。
优选的，所述环氧胶的导热系数为5W/(m*℃)。
优选的，所述铜管102在铝板101内部呈蛇形排列。
优选的，所述水冷板本体1的长度为120-180cm，宽度为90-120cm，厚度为5-12cm。
优选的，所述铜管为圆柱形。
优选的，所述圆柱形的直径为1-3cm。
作为一种优选的实施方式，所述支柱2包括后支柱201和下支柱202。
优选的，所述后支柱201的数量为3-6。
优选的，所述下支柱202的数量为2。
优选的，所述后支柱201位于水冷板本体1的侧边。
优选的，所述下支柱202位于水冷板本体1的下底边。
作为一种优选的实施方式，所述分水器组件3包括左分水器组件301和右分水器组件302。
优选的，所述左分水器组件301位于水冷板本体1的正面的底部。
优选的，所述右分水器组件302位于水冷板本体1的反面的底部。
作为一种优选的实施方式，所述水冷板本体1与分水器组件3之间为焊接连接。
作为一种优选的实施方式，所述铜管102的内壁涂覆有涂层，按重量份计，所述涂层的制备原料包括：丙烯酸树脂10-20份、消泡剂0.2-3份、流平剂0.1-5份、分散剂0.2-3份、填料0.5-5份、防霉剂0.2-3份。
作为一种优选的实施方式，所述丙烯酸树脂为热塑性丙烯酸树脂。
优选的，所述热塑性丙烯酸树脂的粘度(25℃)为1500-3000cP.s。
优选的，所述热塑性丙烯酸树脂中羟基的质量分数为3-4％。
本发明不对消泡剂对特殊限定，凡是可以使泡沫减少或消失的消泡剂均可，消泡剂可以选自矿物油类、醇类、脂肪酸、脂肪酸酯类、酰胺类、磷酸酯类、有机硅类、聚醚类、聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂，例如有机硅类消泡剂。
作为一种优选的实施方式，所述流平剂包括氟改性丙烯酸酯流平剂、聚丙烯酸、羧甲基纤维素、异佛尔酮、二丙酮醇、聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
优选的，所述流平剂为聚丙烯酸。
优选的，所述聚丙烯酸的极限黏数为0.06-0.1dl/g。
本发明不对分散剂对特殊限定，凡是可以对体系内物质起到分散作用的分散剂均可，分散剂可以选自脂肪酸类、脂肪族酰胺类和酯类、石蜡类、金属皂类、低分子蜡类，例如石蜡。
作为一种优选的实施方式，所述填料包括气相二氧化硅、氧化锌、二氧化钛、高岭土、氧化铝中的至少一种。
优选的，所述填料为气相二氧化硅。
优选的，所述气相二氧化硅的粒径为10-20nm。
优选的，所述气相二氧化硅的比表面积为200±25m2/g。
作为一种优选的实施方式，所述防霉剂包括五氯苯酚钠、2，4，6-三氯苯酚、四氯间苯二腈中的至少一种。
优选的，所述防霉剂为五氯苯酚钠、四氯间苯二腈。
优选的，所述五氯苯酚钠、四氯间苯二腈的质量比为(1-3)：(0.5-1)。
优选的，所述五氯苯酚钠、四氯间苯二腈的质量比为2.5：0.7。
作为一种优选的实施方式，按重量份计，所述涂层的制备原料还包括：石墨烯0.5-5份。
优选的，所述石墨烯在体系内的质量分数不少于1.5％。
优选的，所述石墨烯的片径尺寸为0.06-0.12μm。
优选的，所述石墨烯的比表面积为150-200m2/g。
所述涂层的制备方法包括：将丙烯酸树脂、消泡剂、流平剂、分散剂、填料、防霉剂、石墨烯在混合机中混合均匀，投入反应釜充分反应，得到涂料，将涂料灌注在铜管内壁后用压缩空气吹扫，30-60℃烘干1-100h，即得。
作为一种优选的实施方式，所述涂层的厚度为0.03-0.08mm。
本发明的第二个方面提供了一种高散热的耐候水冷板在电子元器件散热领域的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明所述的水冷板密封性好、耐压性强，其中铜管内壁涂层的防水能力强，长时间浸于水中不起泡、翘边，长期使用铜管内壁无锈蚀现象，涂层涂覆量薄，流平性佳，长时间使用无微生物附着，无需定期给药清洗，在优异的阻水效果下还可以达到良好的散热效果。
此外，本发明的水冷板中铜管与铝板中间填覆有导热系数为5W/(m*℃)的环氧胶，一方面填补了铜管和铝管之间的缝隙，减少了力学摩擦，另一方面提高了铜管和铝管之间的导热性，解决了现有技术铜管与铝板中间有空气进而导热性不佳的问题，进一步提高了整体水冷板的散热效果。
本发明中材料的相关信息如下：
热塑性丙烯酸树脂(羟基的质量分数为3.3％)购买自武汉仕全兴新材料科技股份有限公司，型号为2233
热塑性丙烯酸树脂(羟基的质量分数为1.5％)购买自武汉仕全兴新材料科技股份有限公司，型号为3230
有机硅类消泡剂购买自陕西凯利清洗有限公司，型号为KL-501
聚丙烯酸购买自新乡市聚星龙水处理有限公司
气相二氧化硅购买自上海蒂凯姆实业有限公司，型号为A200
石墨烯购买自苏州北科新材料科技有限公司
环氧胶购买自博德缪乐化学(上海)有限公司
石蜡购买自莒南县裕方化工有限公司，型号为52
五氯苯酚钠CAS：131-52-2
四氯间苯二腈CAS：1897-45-6
附图说明
图1-2为本发明的示意图。
其中，水冷板本体(1)、支柱(2)、分水器组件(3)、铝板(101)、铜管(102)、后支柱(201)、下支柱(202)、左分水器组件(301)、右分水器组件(302)。
具体实施方式
实施例1
本实施例第一个方面提供了一种高散热的耐候水冷板，包括水冷板本体、支柱、分水器组件。
所述水冷板本体包括铝板和铜管，铜管呈蛇形排列镶嵌在铝板内部且铝板和铜管之间填充有环氧胶(导热系数为5W/(m*℃))，水冷板本体的长度为150cm，宽度为110cm，厚度为7cm，铜管为圆柱形，直径为2cm，厚度为0.8mm。
所述支柱包括4个后支柱和2个下支柱，后支柱水冷板本体的侧边，下支柱位于水冷板本体的下底边。
所述分水器组件与水冷板本体之间为焊接连接，分水器组件包括左分水器组件和右分水器组件，所述左分水器组件位于水冷板本体的正面的底部，所述右分水器组件位于水冷板本体的反面的底部。
所述铜管的内壁涂覆有涂层，按重量份计，所述涂层的制备原料包括：热塑性丙烯酸树脂(粘度(25℃)为2500cP.s、羟基的质量分数为3.3％)16份、有机硅类消泡剂1.3份、聚丙烯酸(极限黏数为0.08dl/g)3份、石蜡1份、气相二氧化硅(粒径为15nm、比表面积为200±25m2/g)2.6份、防霉剂1.5份、石墨烯(片径尺寸为0.09μm、比表面积为180m2/g)2份。
所述防霉剂为五氯苯酚钠、四氯间苯二腈以质量比为2.5：0.7复配。
所述涂层的制备方法包括：将热塑性丙烯酸树脂、有机硅类消泡剂、聚丙烯酸、石蜡、气相二氧化硅、防霉剂、石墨烯在混合机中混合均匀，投入反应釜充分反应，得到涂料，将涂料喷涂在铜管内壁，喷涂的厚度为0.05mm，50℃烘干24h，即得。
本实施例的第二个方面提供了一种高散热的耐候水冷板在电子元器件散热领域的应用。
对比例1
本对比例第一个方面提供了一种高散热的耐候水冷板，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，气相二氧化硅的粒径为50nm。
本对比例的第二个方面提供了一种高散热的耐候水冷板在电子元器件散热领域的应用。
对比例2
本对比例第一个方面提供了一种高散热的耐候水冷板，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，石墨烯的重量份为10份。
本对比例的第二个方面提供了一种高散热的耐候水冷板在电子元器件散热领域的应用。
对比例3
本对比例第一个方面提供了一种高散热的耐候水冷板，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，热塑性丙烯酸树脂的羟基的质量分数为1.5％。
本对比例的第二个方面提供了一种高散热的耐候水冷板在电子元器件散热领域的应用。
对比例4
本对比例第一个方面提供了一种高散热的耐候水冷板，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述防霉剂为五氯苯酚钠、四氯间苯二腈以质量比为1：1复配。
本对比例的第二个方面提供了一种高散热的耐候水冷板在电子元器件散热领域的应用。
性能测试
耐候性测试方法：将上述实施例和对比例的水冷板通冷水使用300d，检查铜管内壁是否有涂层脱落、起皮、微生物附着等不良现象。
耐候性
实施例1
内壁光滑。无不良变化
对比例1
有微生物附着
对比例2
有微生物附着
对比例3
涂层部分脱落，起皮
对比例4
涂层部分脱落，起皮
保压测试的标准参考：TSG D0001-2009
极限压力测试的标准参考：GB 6306.2-1986
静压测试的标准参考：GB/T 33634-2017
实施例1
保压测试
0.7bar
极限压力测试
12bar，15min
静压测试
21bar，30min
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