專利名稱：微膠囊化吸熱粒子的制作方法
技術領域：
本發明是關于一種微膠囊化吸熱粒子，其可涂布于金屬或非金屬構件的表面提供散熱功效，亦可加入染料以在提供散熱功效之外并為涂裝顏料。
油漆、涂料在生活中的使用最為廣泛，大部分做為增加物品表面的色彩及隔絕空氣防止氧化用，但是，該種用途卻不適合使用于大部分的散熱構件，因為油漆、涂料包覆在散熱構件的表面會降低熱傳導效率，所以大部分的散熱構件都以原材質暴露在空氣之中，因此若該散熱構件使用的是易氧化的材質(如鐵)，則容易發生銹蝕的情況，而銹蝕相對的也降低了散熱的效率及產品的壽命。
目前的電腦組件、電子產品元件或機械制品等，其在工作運轉的過程中會持續產生不想要的熱量，故通常在設備中發熱的元件上會設置如風扇、散熱片、導熱管等散熱構件，以期能加速消散設備所產生的熱量，但隨著產品效能的創新改進，上述諸等設備所產生的熱量也與日劇增，溫度甚至高達100℃以上，所以若不發展散熱效率更高的散熱裝置，過高的溫度勢必對設備造成不良的影響。
一般物質對于熱會有二種不同型態的表現，一為顯熱，即將熱能表現在溫度的變化上；一為潛熱，即將熱能用于相態的變化；而于電腦組件、電子產品元件或機械制品等設備所用的散熱構件大部分為銅、鋁等材質，由散熱片儲存顯熱，再經由加大與空氣接觸面積的方式增加與空氣熱交換的效率，當熱交換的速率大于熱源輸出的功率時，即達到散熱的功效。
綜上所述，為要使物體表面增加其抗氧化效果及色彩的多樣性，以油漆或涂料加以披覆會是其中解決的道，但如此又會影響原來的散熱效果，特別是金屬散熱構件，因此，若能提供散熱構件或一般外殼一種不僅外觀上增加色彩，實際上卻仍不影響甚至提高其散熱效率的披覆涂料，勢必會是一舉兩得的處理方式。
本發明的另一目的在于提供一種略具強度的披覆性導熱媒材，除可增加構件美觀性又可提高構件的散熱效率。
本發明的吸熱粒子(heat-absorbing particle)為一種芯粒徑為1-1000μm的微膠囊化微小粒子，粒子組成包括外殼及芯質，外殼為一種選自三聚氰胺甲醛、尿素甲醛樹脂、PU、及壓克力的高分子眾合物，芯質為一種選自熔點約在35℃-70℃的直鏈烷、高級醇、及有機酸物質的熱吸收物質，外殼與芯質的重量的約1/20-1/2。
其中熱吸收物質為石蠟、二十二烷、二十四烷、十四醇、十六醇、十八醇、十二酸、十四酸、十六酸組群中選出。
另外芯質可加入染料(dye)而成為具有顏色的顏料(pigment)。
具體實施例方式
本發明的吸熱粒子(heat-absorbing particle)為一種芯粒徑為1-1000μm的微膠囊化微小粒子，粒子組成包括外殼及芯質，外殼為一種選自三聚氰胺甲醛、尿素甲醛樹脂、PU、及壓克力的高分子聚合物，芯質為一種選自熔點約在35℃-70℃的直鏈烷、高級醇、及有機酸物質的熱吸收物質，外殼與芯質的重量比約1/20-1/2，另外芯質可加入染料(dye)而成為具有顏色吸熱的顏料(pigment)，亦即本文中的吸熱粒子(heat-absorbing particle)為包含或不包含染料(dye)的通稱，而吸熱顏料(heat-absorbing pigment)則指包含染料(dye)。
圖1所示的為本發明吸熱粒子的制備及噴涂方法，主要是利用容易儲存并發散熱量的熱吸收物質，先將其染色(步驟S10)，然后做微膠囊化處理(步驟S12)形成細微顆粒的顏料(即本發明的吸熱顏料)，再添加于媒劑(步驟S14)當中做為涂料使用，其可噴涂于物體表面(步驟S16)形成一層披覆，如此提供一有色散熱層，增加美觀性又提高散熱效率。
形成吸熱粒子芯質的熱吸收材料可為一種相變物質，能吸收熱量做為其相變化時所需的能量，屬潛熱熱儲存材料，包含有直鏈烷、高級醇、有機酸等物質，如上所述，其中特別以石蠟、二十二烷、二十四烷、十四醇、十六醇、十八醇、十二酸、十四酸、十六酸的效果最佳；當熱吸收材料吸收熱量時，溫度會遲滯在相變物質溶點一段時間，故當熱吸收材料加于散熱構件時，熱源所產主的熱量會很快的被熱吸收物質所吸收，并可快速的將熱發散至空氣中，有效地降低熱源所產主的熱量。
至于熱吸收材料的染色，選擇與其性質相容的染料為之，使熱吸收物質形成具特定顏色以做進一步微膠囊化處理，經過微膠囊化的熱吸收物質其顆粒大小可達數μm，以適合作為添加于媒劑中作為顏料使用。
上述的媒劑為幫助顏料微膠囊附著于物體表面的接著劑，其可為環氧型、聚酯型樹脂等樹脂類，而以環氧-聚酯樹脂為佳，取適當比例的顏料微膠囊與環氧-聚脂樹脂，經過高溫熔融分散后可作為涂料，以電暈靜電噴槍噴涂于散熱構件的表面上，可形成一具一定強度的披覆層。
請參考圖1，本發明其中一例的詳細制備及噴涂流程如下所述(熱吸收物質選用十四醇，媒劑選用環氧-聚酯樹脂)1、取三聚氰胺60份，甲醛(37％)150份及水290份加熱60℃一小時成預聚物水溶液。
2、取100份熔融的十四醇及0.3份染料相混合直至完全溶解(可依需求調整比例)(步驟S10)。
3、將上述染色的液態十四醇加入5份乳化劑及50份PVP(20％)水溶液中，攪拌成乳液。
4、將乳液加入三聚氰胺-甲醛樹脂預聚物水溶液中加熱60℃并持續攪拌約2小時。
5、終止反應后將反應完成的微膠囊過濾干燥，得到的顆粒即為本發明的吸熱顏料。
6、取微膠囊30份、環氧-聚酯樹脂70份(可依需求調整比例)經過高溫熔融分散后，冷卻、碾碎(步驟S14)，以電暈靜電噴槍噴涂于金屬或非金屬物體物體表面上(步驟S16)。
利用本發明，可在任何物體表面形成一層涂布面，由于該涂布面是由熱固性材質所形成，故具有一定的強度與固定性，且其中的吸熱顏料扮演著吸熱、放熱的功能，確實可達到降低物體熱量的功效，除此之外，亦可將吸熱顏料噴涂于機殼較大面積部位(如筆記型電腦外殼)，然后以導熱線或導熱片將發熱源(如CPU)的熱量導往該涂布層，同樣可達到幫助散熱之效。除此之外，亦可令熱吸收物質未經染色而保存原色加以實施，進一步，更可以該保持原色的吸熱粒子加于添加染料的媒劑中，或將吸熱粒子混入一般涂料中混合噴涂，同樣可提高物件散熱效率的目的。請了解本發明的吸熱粒子可利用其他方法制備，且本發明的吸熱粒子可利用其他適當方式包覆在物體表面。本發明可應用在電腦散熱基材及外殼機械的散熱基材；電器零件、散熱基材及外殼；汽車零件、散熱基材及外殼等等。
為證實本發明對設備的散熱效率確實有絕對地增益性，茲將本發明所制成的吸熱粒子噴涂于10μm×10mm鋁片上，并分設數個測量點(如圖2所示)，以10.8W的加熱塊模擬CPU及制造其所處的30℃環境溫度，并以一未噴涂吸熱粒子的鋁片作為對照，其結果顯示噴涂吸熱粒子的鋁片，其表面溫度確實比未噴涂吸熱粒子的鋁片溫度為低(如表1實驗鋁片與對照鋁片的測試結果所示)。表1量測溫度℃ 對照組 實驗組(無涂布吸熱涂料)(有涂布吸熱涂料)發熱塊 70.143.45PT160.040.8PT264.843.0PT356.739.6PT453.838.1PT552.636.9PT651.636,4PT751.436.4PT851.636.5PB161,242.1PB357,440.1PB454.638.6PB552.536.8PB650.536.3PB751.836.4PB851.536.2其中T1-T8鋁板上表面B1-B8鋁板下表面綜上所述，本發明確能增進物體的散熱效果，噴涂于散熱構件的外表，增加且提供產品色彩的多樣性，突破散熱構件上色后散熱功能差的缺點，亦可噴涂于設備機殼作為幫助散熱之用。
權利要求
1.一種微膠囊化吸熱粒子，其為一種芯粒徑為1-1000μm的微囊化微小粒子，其特征在于，粒子組成包括外殼及芯質，外殼為一種選自三聚氰胺甲醛、尿素甲醛樹脂、PU、及壓克力的高分子聚合物，芯質為一種選自融點約在35℃-70℃的直鏈烷、高級醇、及有機酸物質的熱吸收物質，外殼與芯質的重量比約1/20-1/2。
2.依據權利要求1所述的微膠囊化吸熱粒子，其特征在于，其中熱吸收物質為石蠟、二十二烷、二十四烷、十四醇、十六醇、十八醇、十二酸、十四酸、十六酸組群中選出。
3.依據權利要求1所述的微膠囊化吸熱粒子，其特征在于，其中芯質還包括染料而具有顏色。
全文摘要
一種微膠囊化吸熱粒子，其是可容易儲存并發散熱量，吸熱粒子可噴涂在物體表面上，以達吸收大量熱量的目的；吸熱粒子為一種芯粒徑為1－1000μm的微膠囊化微小粒子，粒子組成包括外殼及芯質，外殼為一種選自三聚氰胺甲醛、尿素甲醛樹脂、PU、及壓克力的高分子聚合物，芯質為一種選自熔點約在35℃－70℃的直鏈烷、高級醇、及有機酸物質的熱吸收物質，外殼與芯質的重量比約1/20－1/2。
文檔編號C09K5/14GK1467260SQ0214102
公開日2004年1月14日 申請日期2002年7月11日 優先權日2002年7月11日
發明者黃坤祥 申請人:黃坤祥