1.本发明涉及热电制冷器封装材料领域，具体涉及一种低热导复合胶水与在热电制冷器上的应用。


背景技术：

2.热电制冷又称为半导体制冷。具有热电能量转换特性的材料，在通上直流电的时具有制冷功能，因此得名热电制冷。热电制冷器在工作的时候一般需要在气密性很好的环境下工作，这样制冷器的性能才能发挥到最大。制冷器在工作时，热流除了沿热电臂从热端向冷端传导之外，还会从充在p型和n型热电臂之间的封装材料中传导。这种额外的热传导会导致制冷器两端有效温差低于预期，从而降低制冷器的输出性能。目前，都是通过使用rtv胶和环氧胶对制冷器起到密封作用，但是这两种胶水热导率高，封胶前后制冷器温差损失1-2k，这相对于我们制冷器整体效率来说占比很大，有必要对封胶工艺所使用的胶水进行优化，减少这种额外的漏热，从而提高热电制冷器整体效率。


技术实现要素：

3.为解决目前使用的rtv胶和环氧胶热导率高，封胶前后制冷器温差损失1-2k的问题，本发明提出了一种低热导复合胶水与在热电制冷器上的应用，能够有效的减少热电制冷器额外的漏热。
4.本发明是通过以下技术方案实现的：一种低热导复合胶水，所述的低热导复合胶由组分包括纳米材料与胶水基体混合制成，制备简单。
5.掺杂纳米材料量的多少，对复合胶水是一个很重要的参数。作为优选，纳米材料的使用量为胶水基体质量的1%-30%。由于纳米材料本身的热导比胶水基体的热导率高，所以并不是纳米材料的添加量越多就会有越好的效果。在复合到一定量的条件时，因为纳米材料本身热导率高的原因，复合胶水的热导率也会再次增加。
6.在胶水基体中添加一种或多种纳米材料，由于热量传递过程中热流通过不同界面能量时有能量的损耗，从而达到降低胶水热导率的目的。所述的纳米材料选自多界面、中空、多孔材料中一种或几种，包括空心材料、多孔材料、低热导材料、多界面材料，选择界面越多，可以使胶水获得更低的热导率，使胶水性能达到最大。
7.所述的胶水基体为用于封装热电器件的胶水，包括rtv胶水、环氧胶等。
8.低热导复合胶水组分还包括溶剂，溶剂选自不会与基底胶水发生反应，并且常温或加热能够完全挥发的水性或油性溶剂。作为优选，油性溶剂包括己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、甲苯、二甲苯、氯苯等，水性溶剂包括乙醇、丙醇、丙酮、丁酮、水、甲酰胺、dmf、dmso等，溶剂使用量为胶水基体总质量的5%-80%。
9.低热导复合胶制备过程为：将纳米材料加入到胶水基体里，通过搅拌和挤压的方式快速混匀。也可以将纳米材料添加到胶水基体的原料里，然后再按照胶水基体的工艺要求制作，制备出本发明所述的低热导复合胶水。
10.添加方式包括：加热添加、搅拌添加、挤压添加、稀释添加等。稀释添加时，将溶剂、纳米材料一起加入到胶水基体里。
11.所述的低热导复合胶水在热电制冷器上的应用。通过在胶水基体中添加一种或多种纳米材料，利用热流在通过不同界面时的损耗的方法，降低热传递和热对流的效率，从而达到降低胶水热导率的目的。
12.低热导复合胶水的应用，将低热导复合胶水装入到封胶针筒内，并且密封，装到封胶机上，对热电制冷器进行封胶。本发明的低导热复合胶水使用时不用改变现有的作业方式，给操作带来便利。
13.如图1所示，本发明在基底胶水中复合不同量的纳米材料、多孔材料或者中空材料。热量在热传递过程中，因为空气在狭小的空间内活性降低，材料与材料之间的界面很多，热流会沿着热导高的材料优先传递；因为近于无量多气孔的存在，热流在固体中就只能沿着气孔外壁传递，纳米材料近于无限多的孔和界面，这样就使热流的传播路径增加，热量会因为热传导中路径的增加流失更多，这样的方式使得固体热传导的下降到最低极限。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：操作简单高效，在不用改变现有的作业方式的同时提升了温差，减少了能源的浪费，提高了能源利用率。
附图说明
15.图1为本发明原理上说明热流在复合胶水中流动的方向；图2为实施例单种材料的复合胶水热电制冷器dt的损失量。
具体实施方式
16.为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例中所用原料均可市购或采用常规方法制备。
17.实施例1将胶水基体（硅酮密封胶）、胶水基体质量20%纳米材料sic加入离心管里，先预混，然后将预混好的胶水加入到捏合机里，密封搅拌和挤压使其混匀，得到低热导复合胶水1。
18.实施例2将胶水基体（硅酮密封胶）、胶水基体质量20%的纳米材料sic与胶水基体质量50%的溶剂十四烷先预混，然后将预混好的胶水加入到捏合机里，密封搅拌和挤压使其混匀，得到低热导复合胶水2。
19.实施例3将胶水基体（环氧树脂胶）、基体胶水质量20%的纳米材料sic、基体胶水质量50%溶剂丙酮先预混，然后将预混好的胶水加入到捏合机里，密封搅拌和挤压使其混匀，得到低热导复合胶水3。
20.实施例4.将胶水基体（环氧树脂胶）、基体胶水质量10%的纳米材料sic和10%纳米分子筛、基体胶水质量的50%溶剂丙酮先预混，然后将预混好的胶水加入到捏合机里，密封搅拌和挤压使其混匀，得到低热导复合胶水4。
21.对比例
为目前热电器件封装所使用的rtv胶水。
22.应用例将实施例1-4制备低热导复合胶水1-4、对比例的胶水装入到胶管中，装到合适的量后密封，装到封胶机上，对热电制冷器进行封胶。对热电制冷器的封胶产品，封胶前后进行dt测试对比，如图2所示： 4个实施例为不同量的复合纳米材料所制备的复合胶水，实施例1和实施例2是rtv硅酮密封胶和纳米材料复合的结果，从图2中可以看出封胶热电制冷器的dt损失量下降了1.2k；实施例3是环氧胶和纳米材料复合的结果，从图2中可以看出封胶热电制冷器的dt损失量下降了1.4k；实施例4是环氧胶-1和两种纳米材料复合的结果，从图中可以看出封胶热电制冷器的dt损失量下降了1.4k。本实施例均采用一种材料进行复合，从图2中可以看出，由本发明获得的复合胶水能够明显提升封胶热电产品的dt，所制备的复合胶水的热导率只有基体的30%-50%。
23.本发明有效地解决了热电制冷器因为封装材料导致的漏热严重的问题。在不改变原来热电制冷器的基础上提升了温差，提高了能源利用率。


技术特征：
1.一种低热导复合胶水，其特征在于，所述的低热导复合胶由组分包括纳米材料与胶水基体混合制成。2.根据权利要求1所述的低热导复合胶水，其特征在于，纳米材料的使用量为胶水基体质量的1%-30%。3.根据权利要求1或2所述的低热导复合胶水，其特征在于，所述的纳米材料选自多界面、中空、多孔材料中一种或几种。4.根据权利要求1或2所述的低热导复合胶水，其特征在于，所述的胶水基体包括rtv胶水、环氧胶。5.根据权利要求1所述的低热导复合胶水，其特征在于，低热导复合胶组分还包括溶剂。6.根据权利要求5所述的低热导复合胶水，其特征在于，所述溶剂包括油性或水性。7.一种如权利要求1-6中任一项所述的低热导复合胶水在热电制冷器上的应用。8.根据权利要求7所述的低热导复合胶水的应用，其特征在于，将低热导复合胶水装入到封胶针筒内，并且密封，装到封胶机上，对热电制冷器进行封胶。

技术总结
本发明涉及热电制冷器封装材料领域，为解决目前使用的RTV胶和环氧胶热导率高，封胶前后制冷器温差损失1-2K的问题，本发明提出了一种低热导复合胶水与在热电制冷器上的应用，所述的低热导复合胶由组分包括纳米材料与胶水基体混合制成，制备简单，能够有效的减少热电制冷器额外的漏热。制冷器额外的漏热。制冷器额外的漏热。


技术研发人员：李明 翟仁爽 吴永庆 阮炜
受保护的技术使用者：浙江先导热电科技股份有限公司
技术研发日：2021.10.27
技术公布日：2022/1/6