[发明专利]一种热塑磁性复合材料及制备方法

说明书

本发明涉及一种热塑磁性复合材料及其制备方法。所述制备方法以羰基铁粉、第一表面改性剂、醇类溶剂、水、氨水和硅源前躯体反应制得包覆二氧化硅羰基铁粉，然后以包覆二氧化硅羰基铁粉、热塑性树脂、第二表面改性剂和润滑剂为原料，将各原料组分混合后经混炼造粒、注塑成型制得所述羰基铁/树脂复合材料。该复合材料在1.0‑3.9GHz频段内表现出较高的电磁特性，可广泛应用于天线、馈电网络、微波器件等电子领域。

技术领域

本发明涉及电磁功能复合材料技术领域，尤其涉及一种热塑磁性复合材料及制备方法。

背景技术

随着智能手机市场的快速发展，手机中电子元器件数量越来越多、尺寸越来越小，而在有限空间内元器件之间的电磁干扰就不可避免，对手机天线的通信功能具有严重的干扰，削弱信号的传输强度，甚至使天线彻底失效。为此必须在器件之间添加具有高磁导率、高磁损耗的电磁屏蔽材料来有效的解决这个问题。

羰基铁粉在电磁波传输技术中有着广泛的应用并占有重要的地位，是电子元器件的核心材料，其在微波范围具有较高的磁导率，可以吸收并损耗器件之间的杂波。目前羰基铁粉的生产方法主要掌握在美国、加拿大、德国等少数发达国家，国内企业生产量无法满足国内市场对羰基铁粉的需求，因此国内的羰基铁粉仍然依赖进口，使得以羰基铁粉为原料的材料的生产成本较高。羰基铁粉存在抗氧化性差、易锈蚀等缺点，导致在使用羰基铁粉的过程中不可避免地出现一定损耗而使得生产成本进一步提高。

电磁复合材料的电磁性能一方面取决于复合材料的衰减特性，即把进入复合材料内部的电磁波尽可能多的衰减和吸收掉，另一方面还取决于复合材料的阻抗匹配特性，即入射电磁波能够最大限度地进入复合材料，而不能遇到复合材料即反射回来。羰基铁粉属于磁性材料，同时具有磁损耗与介电损耗，但介电性能和磁性能之间的差别较大，使得以羰基铁粉作为制备组分的电磁复合材料的阻抗匹配较差，在很大程度上导致电磁复合材料的电磁性能表现不佳。

现有技术一般是利用液态环氧树脂与羰基铁粉进行复合，然后采用模压成型电磁复合材料。但这一制备方法存在着工艺复杂、成型尺寸单一、效率低、难以批量化生产等缺点。

发明内容

本发明目的是为了将羰基铁粉包覆处理与热塑树脂粘结复合，提供一种具备优异电磁特性的功能复合材料的制备方法，满足在高性能电子元器件与新型电磁材料方面的应用。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种热塑磁性复合材料的制备方法，所述制备方法以羰基铁粉、第一表面改性剂、醇类溶剂、水、氨水和硅源前躯体反应制得包覆二氧化硅羰基铁粉，然后以包覆二氧化硅羰基铁粉、热塑性树脂、第二表面改性剂和润滑剂为原料，将各原料组分混合后经混炼造粒、注塑成型制得所述热塑磁性复合材料。

优选地，所述第一表面改性剂和第二表面改性剂为硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；

所述醇类溶剂为乙醇；和/或

所述硅源前驱体为正硅酸乙酯。

优选地，所述第一表面改性剂的质量为所述羰基铁粉质量的3-4wt％；

所述醇类溶剂的质量为所述羰基铁粉质量的10-15wt％；

所述硅源前驱体的质量为所述羰基铁粉质量的1-5wt％；和/或

所述氨水的质量为所述硅源前驱体质量的40-50wt％。

优选地，所述热塑性树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯醚、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、热塑性弹性聚氨酯、硫化橡胶、合成橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物等中的一种或多种；优选为聚丙烯；和/或