[发明专利]一种低能量损耗的柔性导磁薄膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种低能量损耗的柔性导磁薄膜及其制备方法，所述柔性导磁薄膜为扁平状的软磁粉末均匀分散在聚烯烃中形成的复合薄膜，所述聚烯烃中重均分子量与数均分子量之比大于1小于2.5。所述柔性导磁薄膜的制备方法为：将重均分子量与数均分子量之比大于1小于2.5的聚烯烃固体破碎研磨成粉末，与扁平状软磁粉末进行剪切混合，依次经过挤出和压延得到所述柔性导磁薄膜。本发明提供的导磁薄膜的磁损耗和介电损耗小、工作频率宽，适用于射频识别、无线充电等多种场景，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及电磁材料领域，具体涉及用于隔磁导磁场景的低能量损耗的导磁薄膜，尤其涉及一种低能量损耗的柔性导磁薄膜及其制备方法。。

背景技术

近场通讯(NFC)、无线充电(WPC)、抗金属电子标签等场景，均需要运用导磁材料实现对磁场的聚焦和磁场能量的均匀分布，同时起到磁屏蔽作用。例如NFC是基于13.56MHz的射频识别系统，使用磁场作为载波。然而，当环形天线接近于金属箱、屏蔽箱、电路板的底部表面或片材表面如电池外壳时，可能不能够获得所设计的通讯范围，因为金属表面上感生的涡电流在与载波相反的方向上建立磁场，出现载波的衰减。此时需要可以屏蔽来自金属表面的载波的导磁材料。如具有通式为NiaZn1-aFe₂O₄的Ni-Zn铁氧体等烧结铁氧体材料、铁硅铝复合材料等。

发明专利PCT/CN2012/070178公布了一种烧结铁氧体片材、天线隔离体和天线模块，用于NFC天线隔磁导磁；发明专利WO2014/088954公布了一种铁氧体复合材料片材以及导电环形天线模块，用于射频识别和NFC功能，解决金属干扰问题。在无线充电中，导磁材料一方面是为电磁感应的线圈耦合提供高磁导率的通道，提高充电效率，第二方面是使感应线圈的交变磁场带来的磁力线，对其他电子部件不产生干扰，起到屏蔽作用；第三方面是起到平均和稳定磁场的作用。常用的为功率型铁氧体材料、铁硅铝软磁块材料、非晶材料和纳米晶材料。如发明专利CN104900383A公布了一种无线充电导磁片及其制备方法，采用了多层纳米晶结构复合制成隔磁导磁片材；发明专利CN10685299A公布了一种用于无线充电装置的磁屏蔽装置及其制造的方法，将铁硅铝合金压制成屏蔽块，并将发射线圈嵌于其中，起到导磁屏蔽作用。然而铁氧体和非晶、纳米晶、铁硅铝压制材料易碎不易裁切，对加工和使用造成困难，难以用于柔性器件，同时工作频率低，随频率升高磁导率迅速下降。在频率提高到100MHz以上时，几乎失去导磁性能，不适用于组合天线。

发明专利PCT/JP2014/060220公布了一种软磁性树脂组合物、软磁性粘接薄膜、软磁性薄膜层叠电路基板，将片状铁硅铝合金粉末复合到高分子树脂中形成薄膜材料，得到的材料具有很好的磁导率，同时是柔性的，解决了材料硬脆难加工、不适用于柔性器件的问题，铁硅铝合金材料也可以在很高的工作频率下工作，工作频率宽，但存在着磁损耗高、介电损耗高的问题，如应用在无线充电则会降低充电效率。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有低介电损耗、低磁损耗且工作频率宽、应用于无线充电场景能够有效保障充电效率且能够同时用于NFC隔磁导磁场景的柔性的薄膜导磁材料及其制备方法。

第一方面，本发明提供了一种低能量损耗的柔性导磁薄膜，所述柔性导磁薄膜为扁平状软磁粉末均匀分散在聚烯烃中形成的复合薄膜，所述聚烯烃中重均分子量与数均分子量之比大于1小于2.5。

根据本发明，所述扁平状软磁粉末为作为软磁性颗粒的软磁性材料，可以是铁硅铝(Fe-Si-Al)合金、Fe-Cr-Al-Si合金、Fe-Si-Cr合金、坡莫合金(Fe-Ni合金)、Fe-Si合金、铁硅铜(Fe-Cu-Si合金)、Fe-Si-B-Cu-Nb合金、Fe-Si-Cr-Ni合金或Fe-Si-Al-Ni-Cr合金中的至少一种。

根据本发明，所述扁平状软磁粉末优选为Fe-Si-Al合金，进一步优选为Si的质量含量为8-16％的Fe-Si-Al合金。采用上述优选的合金，可以使薄膜的磁导率更高、介电损耗和磁损耗更低。