一种适用于服务器热量管理的全氟聚醚冷却液及应用的制作方法

    专利查询2025-05-03  14


    本发明是一种适用于服务器热量管理的全氟聚醚冷却液及应用,具体涉及一种以全氟聚醚为主要成分、烷氧基环三磷腈衍生物为助剂的全氟聚醚冷却液,以及将烷氧基环三磷腈衍生物作为助剂在制备适用于服务器热量管理的全氟聚醚冷却液中的应用,属于氟化液冷却。


    背景技术:

    1、随着科技的迅速发展和不断进步,氟化液冷却在各行各业中的应用成为热点,不论是数据中心、电力系统,还是在医疗设备等领域,氟化液冷却都显示出了无可比拟的优势。以数据中心为例,服务器需要大量散热以保证运行效率,氟化液因其具有的超高热传导率,可以使服务器等设备达到理想的工作温度,而且能够更快地将热量从设备中带走,因此,使用氟化液冷却,数据中心能在更小空间内容纳更多的硬件,而且可以大幅降低散热产生的能耗,有效的降低运营成本。

    2、全氟聚醚(pfpe)是一种全氟高分子化合物,具有不易挥发、抗氧化、表面张力低、扩散性好、耐高温等优势,使得全氟聚醚类冷却液在浸没式冷却技术中应用较多。这类冷却液具有化学稳定性好、高温稳定性佳、挥发性低、电绝缘性好以及绿色环保等特性,但为了保证冷却设备持续稳定的运行,提供一种能够长期使用且无反酸问题的全氟聚醚冷却液十分必要。

    3、现有技术中,公开号为cn113621352a的发明专利提供了一种具有特定聚合结构的全氟聚醚化合物,该全氟聚醚化合物具有高绝缘、低粘度、高沸点、高热传导率、无毒且不可燃等特点,通过与全氟聚醚双醇组成冷却介质,在用于电子设备的冷却系统时,具有极佳的散热功能,分别使用该冷却介质和风扇对cpu连续运行1个月进行比较,其对cpu的冷却效果明显高于常规的风扇换热,换热时cpu温度可以控制在33.2℃,而风扇换热时cpu的温度为72.5℃,同时,使用前后冷却介质的组成成分基本未发生改变,说明该冷却介质对cpu等部件未造成溶胀腐蚀,具有非常好的材料兼容性。但在实际应用时,由于全氟聚醚双醇需要通过催化还原制备并且合成困难,这会导致材料成本大幅增加,并不利于冷却介质的工业化生产。

    4、除此之外,公开号为cn113861949a的发明专利还提供了一种由全氟聚醚、全氟胺、氟改性吡啶丙烯酸酯、四氟乙烯齐聚物组成的全氟聚醚冷却液,通过在全氟聚醚冷却液中加入全氟胺和氟改性吡啶丙烯酸酯,可以降低以全氟聚醚为主要组分的酸值效果,且在不同的温度下随着时间的延长,均具有较好的酸值降低和体系稳定化作用,由此可以解决其在长期使用中发生酸化而不稳定的问题,提高了全氟聚醚液冷体系对不稳定酸性的控制力。但在制备全氟聚醚冷却液时,全氟胺和氟改性吡啶丙烯酸酯需要大比例添加方可达到稳定酸值不变的效果,同样存在材料成本高的问题。


    技术实现思路

    1、为克服全氟聚醚冷却液在解决酸值稳定性及反酸现象时出现的材料成本大幅增加的问题,本发明首次提出了将烷氧基环三磷腈衍生物用于制备适用于服务器热量管理的全氟聚醚冷却液中的应用,通过将全氟聚醚与烷氧基环三磷嗪衍生物组合使用,利用衍生物中特有的六元环状n=p共轭结构,可以高效低成本的解决冷却介质的反酸问题,保证其在长期运行过程中酸值稳定不发生变化。同时,本发明还提供了一种含有该衍生物的适用于服务器热量管理的全氟聚醚冷却液。

    2、本发明通过下述技术方案实现:烷氧基环三磷腈衍生物在制备适用于服务器热量管理的全氟聚醚冷却液中的应用,将烷氧基环三磷腈衍生物作为助剂,与全氟聚醚混合搅拌均匀,即可制得全氟聚醚冷却液,

    3、所述烷氧基环三磷腈衍生物的结构如下式(1)所示:

    4、 (1)

    5、式(1)中,r、r”分别选自-ch3,-ch2ch3、-ch2cf3中的一种,

    6、且烷氧基环三磷腈衍生物为式(1)中两种或三种不同结构的复合组成。

    7、按重量份数计,将烷氧基环三磷腈衍生物5~10份与全氟聚醚90~95份混合搅拌均匀。

    8、所述全氟聚醚的结构如下式(2)所示:

    9、rf1-(c3f6o)m-(cf2o)q-rf2 (2)

    10、式(2)中,rf1、rf2分别选自-ocf3、-ocf2cf3、-ocf2cf2cf3或-ocf(cf3)2中的任一种;m、q代表重复单元数,其中,2≤m≤10,0≤q/m≤1。

    11、所述烷氧基环三磷腈衍生物的制备步骤包括:

    12、s1.将金属钠分别与无水甲醇、乙醇、三氟乙醇反应制得对应的醇钠中间物i;

    13、s2.将醇钠中间物i中的两种或三种加入六氯环三磷腈的非质子溶剂溶解溶液进行反应,减压蒸馏后,即得烷氧基环三磷腈衍生物。

    14、所述步骤s1中,在氮气氛围中,于-15~-30℃的温度下将金属钠分别与无水甲醇、乙醇、三氟乙醇进行反应。

    15、所述步骤s1中,金属钠与醇的摩尔比为1.05~1.1。

    16、所述步骤s2中,加入的醇钠中间物i与六氯环三磷腈的摩尔比为6.05~6.1∶1。

    17、所述步骤s2中,反应温度为90~120℃,反应时间为8~12h。

    18、所述步骤s2中,非质子溶剂选自二氧六环、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚中的至少一种。

    19、一种如上述应用中涉及的适用于服务器热量管理的全氟聚醚冷却液,其性能指标体系如下:

    20、沸点:160~270℃;

    21、酸值:<0.03 mg/g;

    22、比重:1.75~1.90;

    23、运动粘度@25℃:1.8~10cst;

    24、饱和蒸汽压@25℃:<200pa;

    25、介电常数 @25℃:1khz:<2.1;

    26、击穿电压@2.54cm:>30kv;

    27、导热系数:>0.07w/m.℃;

    28、比热容:>0.23 cal/(g.℃)。

    29、本发明与现有技术相比,具有以下优点及有益效果:

    30、(1)本发明采用烷氧基环三磷腈衍生物作为助剂,可在全氟聚醚冷却液中提供高效的反酸抑制效果,同时,能够降低冷却液生产制造成本,从而能够满足冷却介质在服务器热量管理中的大规模应用和部署。

    31、(2)本发明涉及的烷氧基环三磷腈衍生物易于合成和制备,且在全氟聚冷却液中具有相对较低的添加量即可达到高效的抑制效果,可为冷却介质的生产带来较高的成本优势。

    32、(3)本发明涉及的烷氧基环三磷腈衍生物因具有六元环状n=p共轭结构,是一种缺电子结构,在于全氟聚醚组合使用时,可以结合自由基抑制全氟聚醚发生分子断链,因此,可以为冷却介质提供高效的反酸抑制效果,保证酸值稳定不发生变化。



    技术特征:

    1.烷氧基环三磷腈衍生物在制备适用于服务器热量管理的全氟聚醚冷却液中的应用,其特征在于:将烷氧基环三磷腈衍生物作为助剂,与全氟聚醚混合搅拌均匀,即可制得全氟聚醚冷却液,

    2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于:按重量份数计,将烷氧基环三磷腈衍生物5~10份与全氟聚醚90~95份混合搅拌均匀。

    3.根据权利要求1所述的应用,其特征在于:所述全氟聚醚的结构如下式(2)所示:

    4.根据权利要求1所述的应用,其特征在于:所述烷氧基环三磷腈衍生物的制备步骤包括:

    5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于:所述步骤s1中,在氮气氛围中,于-15~-30℃的温度下将金属钠分别与无水甲醇、乙醇、三氟乙醇进行反应。

    6.根据权利要求4所述的应用,其特征在于:所述步骤s1中,金属钠与醇的摩尔比为1.05~1.1。

    7.根据权利要求4所述的应用,其特征在于:所述步骤s2中,加入的醇钠中间物i与六氯环三磷腈的摩尔比为6.05~6.1∶1。

    8.根据权利要求4所述的应用,其特征在于:所述步骤s2中,反应温度为90~120℃,反应时间为8~12h。

    9.根据权利要求4所述的应用,其特征在于:所述步骤s2中,非质子溶剂选自二氧六环、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚中的至少一种。

    10.一种如权利要求1~9任一项所述的适用于服务器热量管理的全氟聚醚冷却液,其特征在于:其性能指标体系如下:


    技术总结
    本发明公开了一种适用于服务器热量管理的全氟聚醚冷却液及应用,属于氟化液冷却技术领域,具体是将烷氧基环三磷腈衍生物作为助剂,与全氟聚醚混合搅拌均匀,即可制得全氟聚醚冷却液。本发明首次提出了将烷氧基环三磷腈衍生物用于制备适用于服务器热量管理的全氟聚醚冷却液中的应用,通过将全氟聚醚与烷氧基环三磷嗪衍生物组合使用,利用衍生物中特有的六元环状N=P共轭结构,可以高效低成本的解决冷却介质的反酸问题,保证其在长期运行过程中酸值稳定不发生变化。

    技术研发人员:邓清田,刘皓,梁荣超
    受保护的技术使用者:成都晨光博达新材料股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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