[发明专利]一种兼具导热和吸波功能的电磁屏蔽聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种兼具导热和吸波功能的电磁屏蔽聚丙烯复合材料及其制备方法，先将微米级碳化硅粉进行掺杂处理得到掺杂碳化硅粉，再经偶联改性处理得到改性碳化硅粉；然后将改性碳化硅粉与聚丙烯熔融挤出制备得到。这种电磁屏蔽聚丙烯复合材料由以下原料按重量百分比组成：聚丙烯72～93％，改性碳化硅粉5～15％，弹性体0～10％，分散剂0.5～1.5％，抗氧剂0.1～1％和其它添加剂0.5～2％。本发明采用掺杂超细镍粉和偶联改性处理的碳化硅粉作为功能填料，制备得到的电磁屏蔽聚丙烯复合材料具有良好的导热和吸波性能，可广泛应用于电子通讯及电气相关领域，特别适用于5G通讯领域。

技术领域

本发明涉及一种兼具导热和吸波功能的电磁屏蔽聚丙烯复合材料及其制备方法，更具体的是通过将微米级碳化硅粉进行掺杂处理和偶联改性处理得到改性碳化硅粉，然后与聚丙烯熔融挤出制备得到，属于聚合物改性和加工领域。

背景技术

近年来，随着电子电气及通讯系统的不断发展，设备芯片和模组的集成度越来越高，设备功能越来越强大的同时导致发热和电磁波干扰的问题变得越来越突出。这不仅影响电子设备系统的正常运转，同时给人们的工作和生活环境带来了严重危害。为了降低发热和电磁波污染带来的危害，研制开发高性能的电磁屏蔽材料已成为大势所趋。特别是5G应用的大规模普及，移动终端和基站等对兼具导热和吸波功能的电磁屏蔽材料产生了大量的需求。

目前市场上使用的电磁屏蔽材料大都是以金属材料为原料制成，如金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)和铁(Fe)等由于具有良好的导磁性而被广泛应用。但这类材料普遍存在密度大、不耐腐蚀、难加工及价格昂贵等缺点，同时其电磁屏蔽基本是靠反射作用来实现的，导致其吸波性能极差。当电磁波入射到材料表面时，大量的电磁波被反射出去，造成了电磁辐射的二次污染，电磁波干扰问题并未得到彻底解决。

填充复合型电磁屏蔽材料由于具有质轻、成本低、易加工成型等特点受到越来越多的重视。这类复合材料以碳基纳米填料为主，如中国专利CN109135056A采用碳纤维作为导电导磁材料，以及中国专利CN108929487A采用纳米级碳纳米管、石墨烯或碳纤维的一种作为导电剂。然而碳基纳米填料由于极大的比表面积，在聚合物基体中容易发生团聚，通常需要较高的填料含量以获得所需的电磁屏蔽效能。但过高的填料含量不仅会增加材料生产成本，同时会降低复合材料的加工性能及力学性能，限制了其规模化应用。

碳化硅(SiC)具有优良的导热性能、化学性能稳定和热膨胀系数低等特点，作为一种新型的导热吸波填料备受人们关注。由于碳化硅属于电损耗型吸波材料，材料的电导率对吸波性能有很大的影响。单一的碳化硅材料吸波性能不高，因此需要对其进行改性优化。

聚丙烯(PP)作为一种通用塑料，因具有密度小、优良的耐化学腐蚀性、良好的加工性能和价格相对低廉等优点而广泛应用于电子、通讯元器件和电气设备等领域。设备工作时发热及产生的电磁干扰问题已严重影响人们的日常生活，制备兼具导热及吸波功能的电磁屏蔽聚丙烯复合材料，具有广泛的应用前景。

发明内容

为了克服现有材料存在的问题，本发明的目的在于提供一种兼具导热和吸波功能的电磁屏蔽聚丙烯复合材料。

本发明的技术方案是先将微米级碳化硅粉进行掺杂超细镍粉处理，利用超细镍粉具有磁导率、介电常数及电磁损耗大、大比表面积表面原子多的特点，与碳化硅粉构建导电导热网络通路，使得材料具有多种吸波损耗机制，大幅度提高复合材料的导热和吸波性能；然后对掺杂碳化硅粉进行偶联改性处理以提高粉体与基体之间的相容性，最终提升聚丙烯复合材料的整体性能，更好地应用于电子电气等领域。

本发明的另一个目的在于提供这种兼具导热和吸波功能的电磁屏蔽聚丙烯复合材料的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：一种兼具导热和吸波功能的电磁屏蔽聚丙烯复合材料，由以下重量百分比计的原料组成：