一种具有拉伸导电能力的电磁屏蔽复合材料与制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有拉伸导电能力的电磁屏蔽复合材料与制备方法和应用。具体地，可拉伸导电的电磁屏蔽复合材料是由上下两层的含固体金属粉体的树脂层，以及中间的含液态金属的树脂层组成的三层夹芯结构复合材料。本发明专利技术所述的电磁屏蔽材料在初始状态和拉伸状态下都具有优异的导电性能和电磁屏蔽性能。下都具有优异的导电性能和电磁屏蔽性能。下都具有优异的导电性能和电磁屏蔽性能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有拉伸导电能力的电磁屏蔽复合材料与制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种具有拉伸导电能力的电磁屏蔽复合材料与制备方法。

技术介绍

[0002]随着手机、笔记本电脑以及其他便携式电子产品的迅速发展，小型化、便携化、多功能、低能耗和高可靠性成为电子设备不断追求的目标，其中柔性设备近年来发展迅速，柔性屏幕及电子皮肤等设备已经在实际生活中广泛应用。聚合物基电磁屏蔽材料由于具有轻薄、可弯曲、卷绕、可折叠的特点，完美契合了柔性设备轻薄化、小型化的发展主旋律，是解决柔性设备电磁屏蔽问题的重要手段。
[0003]在电子设备的使用中，柔性设备在经常受到拉伸等外力作用而产生形变，为了减少电磁波的泄漏，保证设备的正常运行，电磁屏蔽材料需要在拉伸形变的状态中仍然维持良好的电磁屏蔽性能。在高集成度封装中，电磁屏蔽材料为了适应封装模块的形状会产生不同程度的形变，这时也需要稳定拉伸导电性能来维持电磁屏蔽性能。因此开发一种具有稳定的拉伸导电性能，在拉伸状态下仍然具有良好电磁屏蔽性能的材料是一个亟待解决的问题。
[0004]专利CN202111323569.8公开了一种超灵敏度电阻响应型可拉伸导电复合纤维及其制备方法与应用，采用并列螺旋结构弹性纤维作为可拉伸基底，碳纳米管纳米复合物作为导电材料，制备了具有良好拉伸性和电阻响应性的导电复合纤维；该导电复合纤维可作为纤维状电阻型应变传感器，可以准确灵敏地捕捉人体生理信号和关节运动引起的不同程度应变，这种简易的制造策略有望用于超灵敏度导电复合纤维及其可穿戴应变传感材料的大规模制备。但是碳材料的导电性能和电磁屏蔽性能低于金属类材料。
[0005]专利CN202110914909.8公开了一种液态金属纤维/弹性体柔性复合材料及其制备方法、应用，采用将液态金属加入至弹性体溶液中得到液态金属/弹性体混合液；所得液态金属/弹性体混合液经磁力搅拌，得到液态金属纤维/弹性体混合乳状液；所得产物离心处理，取中间层三分之一部分作为流延用原液；将流延用原液经浇注、烘干，再加热固化，得到液态金属纤维/弹性体柔性复合材料。实现了轻质、柔性、高导热和高电磁屏蔽效能的结合。但液态金属在初始状态下导电性能较低，且在拉伸的过程中会产生泄露，对拉伸后的导电性能有较大影响。因此如何合理使用液态金属，发挥其优势是需要解决的问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，为了克服上述缺陷和问题，本专利技术提供一种成本低廉、工艺简单的具有拉伸导电能力的电磁屏蔽复合材料及其制备方法，所述的电磁屏蔽材料在初始状态下和拉伸过程中都具有优秀的导电性能和电磁屏蔽性能。
[0007]本专利技术一个方面提供了具有拉伸导电能力的电磁屏蔽复合材料其是由上下两层的金属粉体树脂层和中间的液态金属树脂层组成的三层夹芯结构；所述金属粉体树脂层中
包含金属粉体和树脂基体材料，所述液态金属树脂层中包含液态金属和树脂基体材料。
[0008]优选地，所述的上下两层的金属粉体树脂层厚度约为20μm～200μm；更优选为40μm
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150μm，例如50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm。
[0009]优选地，所述液态金属树脂层的厚度约为20μm～200μm；更优选为40μm
‑
120μm，例如50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm。
[0010]优选地，所述金属粉体树脂层中金属粉体和树脂的质量比分别为1:1
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9:1；更优选为4:1
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9:1，例如1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1。
[0011],优选地，所述液态金属树脂层中液态金属和树脂的质量分数分别为1:1
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9:1；更优选为4:1
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9:1，例如1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1。
[0012]优选地，所述金属粉体金属粉体选自单质金属粉体、镀金属粉体，所述单质金属粉体选自金、银、铜、镍、铝的粉体；镀金属粉体选自镀银铜粉、镀金铜粉、镀银镍粉、镀金镍粉、镀银玻纤粉、镀镍玻纤粉、镀镍石墨粉中的任意一种或多种的组合。
[0013]优选地，所述的液态金属为常温状态为液体的合金，液态金属优选为镓、铋、铟、锡、锆和锌中的一种或多种的合金，包括镓基液态金属、锆基液态金属；优选为锡锌合金、铋铟锡合金、铋铟锡锌合金、镓铟锡锌合金、镓铟锡合金或镓锡锌合金。
[0014]优选地，所述液态金属在分散至基体材料前进行过预处理，所述预处理为将液态金属在溶剂中通过机械力分散为500nm
‑
50μm直径大小的微球，更优选地，分散的方式为超声、机械搅拌。
[0015]优选地，树脂基体的材料选自热固性树脂和热塑性树脂；
[0016]所述热固性树脂包括环氧树脂、聚酯树脂、乙烯基酯、双马来酰胺、聚酰亚胺、氰酸酯、有机硅氧烷中的任意一种或多种的组合；
[0017]所述热塑性树脂包括聚酯、丙烯酸系树脂、聚醚、聚氨酯、苯乙烯类弹性体、聚碳酸酯、丁二烯橡胶、聚异戊二烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜、纤维中的任意一种或多种的组合。
[0018]第二方面，本专利技术提供了第一方面中所述的电磁屏蔽材料的制备方法，其制备方法包括如下步骤：
[0019]步骤1、将树脂基体的材料溶解在有机溶剂中，形成树脂溶液；
[0020]步骤2、将金属粉体和预处理过的液态金属分别与树脂溶液混合，得到金属粉体导电浆料和液态金属导电浆料；
[0021]步骤3、将金属粉体导电浆料涂敷在离型膜上，干燥得到底层金属粉体树脂层；
[0022]将液态金属导电浆料涂敷在底层金属粉体树脂层上，干燥得到液态金属树脂层；
[0023]再将金属粉体导电浆料涂敷在液态金属树脂层上，干燥得到所述的电磁屏蔽材料；
[0024]所述预处理为将液态金属在溶剂中通过机械力分散；优选地，液态金属分散为500nm
‑
50μm直径大小的微球，更优选地，分散的方式为超声、机械搅拌。
[0025]优选地，在步骤1中，所述有机溶剂包括芳香烃类有机溶剂、脂肪烃类有机溶剂、脂环烃类有机溶剂、酯类有机溶剂、酮类有机溶剂或酰胺类有机溶剂中的任意一种或至少两种的组合；
[0026]优选地，所述有机溶剂包括N,N
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二甲基甲酰胺、苯、甲苯、环己酮、四氢呋喃、二氧
六环、醋酸乙酯、丁酮、丙酮的任意一种或至少两种的组合；
[0027]优选地，步骤3中所述干燥的方式包括加热、负压或常压挥发溶剂中的一种或多种的组合；
[0028]优选地，步骤3中所述加热的温度范围为60
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150℃；
[0029]优选地，所述加热的时间各自独立地为10min
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有拉伸导电性能的电磁屏蔽材料，其特征在于，其由上下两层的金属粉体树脂层和中间的液态金属树脂层组成的三层夹芯结构；所述金属粉体树脂层中包含金属粉体和树脂基体材料，所述液态金属树脂层中包含液态金属和树脂基体材料。2.根据权利要求1所述的具有拉伸导电性能的电磁屏蔽材料，其特征在于，所述的金属粉体树脂层厚度为20～200μm；优选地，所述液态金属树脂层的厚度约为20～200μm。3.根据权利要求1或2所述的具有拉伸导电性能的电磁屏蔽材料，其特征在于，所述金属粉体树脂层中金属粉体和树脂的质量比分别为1:1
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9:1；优选为4:1
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9:1；所述液态金属树脂层中液态金属和树脂的质量分数分别为1:1
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9:1；优选为4:1
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9:1。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的具有拉伸导电性能的电磁屏蔽材料，其特征在于，所述金属粉体选自单质金属粉体、镀金属粉体；优选地，所述单质金属粉体选自金、银、铜、镍、铝的粉体；优选地，所述镀金属粉体选自镀银铜粉、镀金铜粉、镀银镍粉、镀金镍粉、镀银玻纤粉、镀镍玻纤粉、镀镍石墨粉中的任意一种或多种的组合。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的具有拉伸导电性能的电磁屏蔽材料，其特征在于，所述液态金属材料为常温状态为液体的合金，优选地，所述液态金属为镓、铋、铟、锡、锆和锌中的一种或多种的合金，更优选地，选自镓基液态金属、锆基液态金属；最优选为锡锌合金、铋铟锡合金、铋铟锡锌合金、镓铟锡锌合金、镓铟锡合金或镓锡锌合金；优选地，所述液态金属材料在与树脂混合前，先在溶剂中进行机械分散，分散为500nm
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50μm直径大小的微球；更优选地，所述溶剂包括水、N,N
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二甲基甲酰胺、苯、甲苯、环己酮、四氢呋喃、二氧六环、醋酸乙酯、丁酮、丙酮的任意一种或多种的组合。6.根据权利要求1
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5任一项所述的具有拉伸导电性能的电磁屏蔽材料，其特征在于，树脂基体材料包括热固...

【专利技术属性】
技术研发人员：许亚东，张浩睿，胡友根，孙蓉，
申请(专利权)人：深圳先进电子材料国际创新研究院，
类型：发明
国别省市：