[发明专利]具有频率选择性电磁屏蔽的绝缘导热聚合物复合材料及其制备方法

权利要求书

1.具有频率选择性电磁屏蔽的绝缘导热聚合物复合材料，其特征在于，该材料由一层绝缘导热层和两层导电导热层组成，两层导电导热层分别位于绝缘导热层的两侧形成一体化的三明治结构；绝缘导热层中包含聚合物基体和绝缘导热填料，绝缘导热层由绝缘导热填料包覆聚合物粉末后热压成型制备而成，绝缘导热填料选择性地分布于聚合物粒子界面处形成绝缘导热网络，导电导热层中包含聚合物基体和导电导热填料，导电导热填料分布在聚合物基体中形成导电导热网络，绝缘导热层与导电导热层的聚合物基体的组成相同；该材料具有频率选择性电磁屏蔽性能且在电磁屏蔽方向绝缘，该材料具有导热性能且表面具有导电性能；

该材料的制备方法包括以下步骤：

（1）制备导电导热片层和绝缘导热片层

①将100质量份聚合物基体材料与0.1 ~ 50质量份导电导热填料共混，当聚合物基体材料为热固性弹性体时，在共混时还需加入1~10质量份硫化剂，当聚合物基体材料为热固性树脂时，在共混时还需加入1~10质量份固化剂，将共混所得导电导热混合物热压成型，得到导电导热片层；

当聚合物基体材料为热固性弹性体时，控制热压成型的温度为热固性聚合物中的硫化剂半衰期为1 h时对应的分解温度±（20~40）^oC；当聚合物基体材料为热固性树脂时，控制热压成型的温度使聚合物基体材料部分交联；当聚合物基体材料为结晶型热塑性聚合物时，控制热压成型的温度为结晶型热塑性聚合物的熔点以上10~30 ^oC并且低于结晶型热塑性聚合物的分解温度；当聚合物基体材料为无定型热塑型聚合物时，控制热压成型的温度为无定型热塑型聚合物的流动温度以上并且低于无定型热塑型聚合物的分解温度；

②将100质量份聚合物基体材料粉末、5 ~ 200质量份绝缘导热填料通过高速搅拌共混，使绝缘导热填料选择性地分布于聚合物基体材料粉末界面处将聚合物基体材料粉末包覆，将所得绝缘导热填料包覆的聚合物基体材料粉末热压成型，得到绝缘导热片层，热压成型温度如下：

为保证绝缘导热填料选择性地分布于聚合物基体材料粉末界面处，热压成型的温度应介于聚合物基体材料粉末的玻璃化温度与黏流温度之间，以使聚合物基体材料粉末适当熔接而无明显流动；

步骤①和②中的聚合物基体相同；

（2）压制成型

将导电导热片层、绝缘导热片层、导电导热片层依次层叠，然后热压成型，得到一体化三明治结构的具有频率选择性电磁屏蔽的绝缘导热聚合物复合材料，根据具体采用的聚合物基体材料确定热压成型的温度，热压成型的温度与步骤（1）②中的热压成型的温度相同。

2.根据权利要求1所述具有频率选择性电磁屏蔽的绝缘导热聚合物复合材料，其特征在于，制备绝缘导热层时采用的聚合物粉末的尺寸为10 ~1000 μm。

3.根据权利要求2所述具有频率选择性电磁屏蔽的绝缘导热聚合物复合材料，其特征在于，绝缘导热填料的尺寸为聚合物粉末尺寸的0.05~0.2倍，绝缘导热填料优选采用片状填料。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述具有频率选择性电磁屏蔽的绝缘导热聚合物复合材料，其特征在于，所述绝缘导热层中绝缘导热填料的含量为该层中聚合物基体质量的5 %~200 %。

5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述具有频率选择性电磁屏蔽的绝缘导热聚合物复合材料，其特征在于，所述绝缘导热填料选自碳化硅、碳化硼、碳化钛、碳化锆、碳化铬、碳化钨、氮化硅、氮化硼、氮化铝、氧化铍、氧化铝和氧化锌中的一种或几种。

6.根据权利要求1至3中任一权利要求所述具有频率选择性电磁屏蔽的绝缘导热聚合物复合材料，其特征在于，所述导电导热层中导电导热填料含量为该层中聚合物基体质量的0.1 %~50 %。

7.根据权利要求1至3中任一权利要求所述具有频率选择性电磁屏蔽的绝缘导热聚合物复合材料，其特征在于，所述导电导热填料选自碳系填料、金属填料中的一种或几种。