[发明专利]一种导热电磁屏蔽复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种导热电磁屏蔽复合材料及其制备方法和应用，所述导热电磁屏蔽复合材料包括泡沫金属以及填充在泡沫金属骨架内的聚合物基复合材料；其中，所述聚合物基复合材料包括聚合物和绝缘导热填料。在本发明中，将含有绝缘导热填料的聚合物基复合材料填充在泡沫金属的三维网格孔结构中，利用绝缘导热填料具有优异的导热性能，再加上泡沫金属本身较好的散热性以及电磁屏蔽性能，使得本发明提供的复合材料具有较优异的导热性能的同时兼具电磁屏蔽性能。

技术领域

本发明属于电磁屏蔽材料技术领域，涉及一种导热电磁屏蔽复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着电子技术的快速发展，各种电子器件数量急剧增加并向智能化、集成化、轻薄化、多功能化等方向发展。一方面，电子器件的小型化和高密集化，使得电子元件之间靠的越来越近，大大缩短了信号传播路径的长度，但同时增加了干扰的机会，由此导致电磁干扰现象越来越严重，既会给人类的身心健康造成伤害，又会影响其他精密电子设备的正常工作。因此，电磁屏蔽的重要性日益凸显。目前，电磁屏蔽的主要方法之一是采用屏蔽材料对电磁辐射进行有效阻隔与损耗。传统的方法是采用屏蔽性能较高的金属材料作为屏蔽体材料，比如镍、铜、铝等，为了降低密度可以使用泡沫金属或者金属网，网孔尺寸越小越密集屏蔽效果就越好。然而由于金属的耐腐蚀性能较差，在一些酸碱环境中限制了其使用。此外，对于泡沫金属，由于其表面平整度通常较差，难以与器件热源表面实现有效贴合，导致在实际应用中其散热及电磁屏蔽性能大打折扣。聚合物导电复合材料和本征态导电高分子材料克服了金属材料加工困难、不耐酸碱的缺点，具有较好的综合性能，但是这类材料的屏蔽稳定性较差，屏蔽波段范围较窄。

CN101050284A公开了一种电磁屏蔽高分子复合材料，为片材或者是卷材，其特征在于：所述电磁屏蔽高分子复合材料主要由泡沫金属与高分子材料复合而成；所述泡沫金属选择为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铁，具有通孔结构，孔径为60-6000μm，孔隙率75％以上，密度在0.03-1.20g/cm³之间；所述高分子材料为热塑性树脂、热固性树脂或橡胶，虽然得到的材料具有好的屏蔽效果，但是其高分子复合材料导热性不好，易导致电子产品发热严重。

目前，由于电子器件的高度集成化使得电子产品工作时产生的热量无法及时排出导致电子产品发热严重，甚至无法正常工作。因此散热问题也是电子产品面临的一个重要问题。基于以上需求，开发一种具有高导热和电磁屏蔽双重功能的材料变得非常有需要。

CN103213980A公开了一种三维石墨烯或其复合体系的制备方法，包括：取过渡金属单质和/或含过渡金属元素的化合物为原料，经过高温还原，制备出三维多孔金属催化剂模板，利用化学气相沉积法生长三维石墨烯，获得带有催化剂骨架的三维石墨烯。进一步的，还可刻蚀处理带有催化剂骨架的三维石墨烯，获得三维石墨烯粉体。更进一步的，还将三维石墨烯粉体与金属、高分子材料、生物分子材料等复合形成复合材料体系。CN107474461A公开了一种石墨烯/聚合物三维泡沫基体、其制备方法及应用。所述制备方法包括：采用化学气相沉积法在泡沫金属催化剂上生长石墨烯，形成三维石墨烯/泡沫金属催化剂复合物；通过模板置换法将三维石墨烯/泡沫金属催化剂复合物中的泡沫金属催化剂骨架置换为聚合物，获得柔性的石墨烯/聚合物三维泡沫基体。上述发明虽然可以做到导热散热与电磁屏蔽，但是制备方法复杂，且均用到石墨烯及化学气相沉积等成本较高的材料与工艺，不利于商业推广。

因此，需要开发一种新的导热电磁屏蔽复合材料，既具有较高的导热系数又有很好的电磁屏蔽作用，且制备方法简单，成本低廉。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导热电磁屏蔽复合材料及其制备方法和应用。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种导热电磁屏蔽复合材料，所述导热电磁屏蔽复合材料包括泡沫金属以及填充在泡沫金属骨架内的聚合物基复合材料。

其中，所述聚合物基复合材料包括聚合物和绝缘导热填料。