一种冷却液及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及冷却液技术领域，尤其是涉及一种冷却液及其制备方法和应用。


背景技术：

2.近年来，人工智能、云计算、互联网、区块链等技术的不断进步，对电子设备的性能好和集成度提出了越来越高的要求，随之而来的高热密度和巨额能耗等问题对数据中心制冷技术也提出了更高的挑战。
3.电子设备的散热方式有多种，最常见的是风冷技术，即使用空气作为冷却介质来冷却电子设备。但随着电子设备的功耗达到一定程度时，传统的风冷方式已经无法更好地解决大功率电子设备内的元器件的温升。基于此，浸没式液冷技术应运而生。浸没式液冷技术是通过将整机或核心部件整体浸没在冷却液进行冷却，其效率较高，但目前的冷却液多用于发动机等部件，在应用至光模块时，产生诸多问题，如与光模块兼容性差。
4.适应传统风冷散热的光模块直接完全浸没在油类冷却液中出现故障红灯，无法传输光信号。目前的临时解决对策一为光模块不浸没在冷却液中，这样的缺点是当有持续不断的高通量光信号传输时，光模块热量容易堆积从而温度升高，光信号传播速率降低，降低过多时影响相关业务，实际运维时也无法完全避免冷却液滴落在光模块上造成的光模块故障；对策二为对现有光模块进行封装，其实质也是为了使光模块不接触冷却液，但封装所用的材料浸没在液体中几个月后也会出现裂开、脱落，失去其隔离作用。
5.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

6.本发明的第一目的在于提供一种冷却液，该冷却液对光模块具有优异的兼容性，光模块无需封装即可直接应用于全浸没式液冷环境中。
7.本发明的第二目的在于提供一种如上所述的冷却液的制备方法，该方法步骤简单。
8.本发明的第三目的在于提供一种浸没式单相液冷系统，包括如上所述的冷却液。
9.为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
10.本发明提供了一种冷却液，按重量份数计，包括如下组分：
11.费托合成油和/或二甲基硅油95～105份、油性环氧树脂0.5～1.5份、分散剂0.0003～0.0007份和抗氧剂0.03～0.06份。
12.进一步地，所述冷却液，按重量份数计，包括如下组分：
13.费托合成油和/或二甲基硅油98～102份、油性环氧树脂0.8～1.2份、分散剂0.0004～0.0006份和抗氧剂0.04～0.05份。
14.进一步地，所述费托合成油为c17～c26的混合烃。
15.优选地，所述费托合成油在40℃时的粘度为8～12mm2/s。
16.进一步地，所述二甲基硅油在40℃时的粘度为16～39mm2/s。
17.进一步地，所述油性环氧树脂包括e44和/或e51。
18.进一步地，所述分散剂包括byk-r605。
19.进一步地，所述抗氧剂包括二叔丁基对甲基苯酚和/或二叔丁基苯酚。
20.本发明还提供了一种如上所述的冷却液的制备方法，各组分混合均匀后，得到冷却液。
21.进一步地，所述混合的温度为50～60℃。
22.本发明还提供了一种浸没式单相液冷系统，包括如上所述的冷却液。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
24.本发明的冷却液采用成分纯净的费托合成油和/或低粘度二甲基硅油为基础油，同时配合对光模块材料兼容性好的油性环氧树脂和分散剂，并添加抗氧剂；其作为单相浸没式液冷技术用的绝缘冷却液，对光模块具有优异的兼容性，光模块无需封装即可直接应用于全浸没式液冷环境中。
具体实施方式
25.下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
26.下面对本发明实施例的一种冷却液及其制备方法和应用进行具体说明。
27.在本发明的一些实施方式中提供了一种冷却液，按重量份数计，包括如下组分：
28.费托合成油和/或二甲基硅油95～105份、油性环氧树脂0.5～1.5份、分散剂0.0003～0.0007份和抗氧剂0.03～0.06份。
29.本发明的冷却液采用成分纯净的费托合成油和/或低粘度二甲基硅油为基础油，同时配合对光模块材料兼容性好的油性环氧树脂和分散剂，并添加抗氧剂；其作为单相浸没式液冷技术用的绝缘冷却液，对光模块具有优异的兼容性。
30.在本发明的一些具体的实施方式中，典型但非限制性的，例如，费托合成油和/或二甲基硅油的重量份数为95份、96份、97份、98份、99份、100份、101份、102份、103份、104份或者105等等；
31.油性环氧树脂的重量份数为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份或者1.5等等；
32.分散剂的重量份数为0.0003份、0.0004份、0.0005份、0.0006份或者0.0007份；
33.抗氧剂的重量份数为0.03份、0.04份、0.05份或者0.06份等等。
34.在本发明的一些实施方式中，冷却液，按重量份数计，包括如下组分：
35.费托合成油和/或二甲基硅油98～102份、油性环氧树脂0.8～1.2份、分散剂0.0004～0.0006份和抗氧剂0.04～0.05份。
36.在本发明的一些实施方式中，冷却液，按重量份数计，包括如下组分：
37.费托合成油和/或二甲基硅油100份、油性环氧树脂1份、分散剂0.0005份和抗氧剂
0.04～0.05份。
38.在本发明的一些实施方式中，费托合成油为c17～c26的混合烃；费托油是以煤为原料通过费托反应生成的合成油；本发明的费托合成油为c17～c26的馏分。
39.在本发明的一些实施方式中，费托合成油在40℃时的粘度为8～12mm2/s；优选地，费托合成油在40℃时的粘度为9mm2/s。
40.在本发明的一些实施方式中，二甲基硅油的粘度在40℃时的粘度为16～39mm2/s。
41.在本发明的一些实施方式中，油性环氧树脂包括e44和/或e51。
42.在本发明的一些实施方式中，分散剂包括byk-r605；可购买于毕克化学有限公司。
43.在本发明的一些实施方式中，抗氧剂包括二叔丁基对甲基苯酚和/或二叔丁基苯酚。
44.在本发明的一些实施方式中，单相浸没式液冷用的光模块绝缘冷却液，按重量份数计，包括如下步骤：
45.费托合成油和/或二甲基硅油95～105份、油性环氧树脂0.5～1.5份、byk-r605分散剂0.0003～0.0007份和二叔丁基对甲基苯酚0.03～0.06份。
46.在本发明的一些实施方式中还提供了一种上述的冷却液的制备方法，各组分混合均匀后，得到冷却液。
47.在本发明的一些实施方式中，混合的温度为50～60℃。
48.在本发明的一些具体的实施方式中，反应釜中加入费托合成油和/或二甲基硅油，控制温度为55
±
5℃，以100～150r/min的转速持续搅拌，再依次加入抗氧化剂、油性环氧树脂和分散剂，搅拌10～30min后，冷却，得到冷却液。
49.在本发明的一些实施方式中还提供了一种浸没式单相液冷系统，包括上述的冷却液。
50.在本发明的一些实施方式中还提供了一种液冷方法，包括将待冷却的光模块部分或全部浸没在上述冷却液中，然后冷却液与其他换热装置进行热交换。
51.本发明的冷却液对光模块的兼容性好，无需封装即可直接应用于全浸没式液冷环境中。
52.实施例1
53.本实施例提供的冷却液的制备方法，包括如下步骤：
54.反应釜中加入100kg费托合成油(c17～c26的正异构混合烃，40℃时粘度9mm2/s)，控制温度为55℃，以120r/min的转速持续搅拌，再依次加入0.04kg二叔丁基对甲基苯酚、1kg环氧树脂e44和0.5g毕克byk-r605分散剂，搅拌20min后，冷却，得到冷却液。
55.实施例2
56.本实施例提供的冷却液的制备方法，包括如下步骤：
57.反应釜中加入100kg二甲基硅油(40℃℃时粘度为16～39mm2/s)，控制温度为55℃，以120r/min的转速持续搅拌，再依次加入0.04kg二叔丁基对甲基苯酚、1kg环氧树脂e51和0.5g毕克byk-r605分散剂，搅拌20min后，冷却，得到冷却液。
58.实施例3
59.本实施例提供的冷却液的制备方法，包括如下步骤：
60.反应釜中加入105kg费托合成油(c17～c26的正异构混合烃，40℃时粘度9mm2/s)，
控制温度为55℃，以120r/min的转速持续搅拌，再依次加入0.05kg二叔丁基对甲基苯酚、1.1kg环氧树脂e51和0.6g毕克byk-r605分散剂，搅拌20min后，冷却，得到冷却液。
61.对比例1
62.本对比例提供的冷却液的制备方法，包括如下步骤：
63.反应釜中加入100kg矿物型基础油，控制温度为55℃，以120r/min的转速持续搅拌，再依次加入0.04kg二叔丁基对甲基苯酚和0.5g毕克byk-r605分散剂，搅拌20min后，冷却，得到冷却液。
64.对比例2
65.本对比例提供的冷却液的制备方法，包括如下步骤：
66.反应釜中加入100kg费托合成油(c17～c26的正异构混合烃，40℃时粘度9mm2/s)，控制温度为55℃，以120r/min的转速持续搅拌，再依次加入0.04kg二叔丁基对甲基苯酚、2kg环氧树脂e44和0.7g毕克byk-r605分散剂，搅拌20min后，冷却，得到冷却液。
67.试验例1
68.对实施例1制得的冷却液的物理性质进行测试，其结果如表1所示。
69.表1
70.[0071][0072]
从表1可以看出，本发明的冷却液具有高热稳定性、高材料相容性、高绝缘性、高拒水性、难燃、高稳定性、低反应性、耐化学品、耐氯化、耐候性好等特点。
[0073]
对实施例1和对比例1制得的冷却液对光模块的兼容性进行测试，其结果如表2所示。
[0074]
其中，测试方法为：搭建光模块测试平台，具体为将风冷状态下测试功能正常的光模块连同通信设备完全浸入45℃的冷却液中，其中，冷却液分别采用实施例1、实施例2、对比例1和对比例2制得的冷却液；持续监测并记录通信设备上光模块的工作状态指示灯提示，红灯表示光模块故障，信号传输异常。
[0075]
表2
[0076]
[0077]
[0078][0079]
[0080]
表2中，正常表示：30天绿灯，正常；sfp-ge-lx-sm1310-w-20km(诺可信)和1.25g-1310nm-10km-sm-sfp (huawei)对应的对比例1，故障表示：完全浸没通电后红灯，故障；表中其余的，故障表示：3天内红灯，故障。
[0081]
从表2可以看出，相比与对比例1制得的冷却液，本发明的冷却液采用成分纯净的费托合成油为基础油，排除矿物性基础油中的杂质成份对光模块的性能影响，同时辅以对光模块材料兼容性好的添加剂，明显提高了对各型号光模块的兼容性。
[0082]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。