一种四相双逾渗电磁屏蔽材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种电磁屏蔽材料，它包括重量份数比的以下成分制成：ABS 35～45份、PA66 45～55份、镀银碳纤维2～18份、EG 2～18份、增塑剂0.5～1份、增溶剂2～4份、抗氧剂0.5～1份。本发明专利技术电磁屏蔽材料突破传统的熔融共混工艺，设计制备双逾渗结构的工艺参数、加工顺序、挤出工艺，极大地降低CF的逾渗阀值。此方法生产效率高，操作简单，且能极大地降低材料成本，利于大批量工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种四相双逾渗电磁屏蔽材料及其制备方法
本专利技术涉及一种电磁屏蔽材料，特别是一种四相双逾渗电磁屏蔽材料，属于电子封装材料

技术介绍
高性能电子封装材料贯穿了电子封装技术的设计、工艺、测试等多个技术环节，起到至关重要的作用，以封装材料与工艺为核心的封装技术辐射到航天、通讯、汽车、电子等各个领域。随着电子科学技术的快速发展进行，封装技术的升级换代需求旺盛，而且市场对于封装技术的要求会越来越高，相应的电子封装材料的品质也会要求越来越高。集成密度越来越大的电子封装技术，对于封装材料耐受高频率、高功率、高散热性能要求必然不断提高。电子设备使用过程中因为静电、发热、电磁辐射等导致的性能瓶颈显得越发的突出明显，由于静电、散热、电磁辐射等导致的电子设备故障、机密泄露等问题，造成的生命财产损失呈逐年暴增的趋势。电子封装材料主要有塑封料、陶瓷封装材料和金属封装材料。目前以塑封料需求量为最大，陶瓷封装材料次之。塑封料以其成本低、工艺简单而适于大规模生产，在集成电路的封装中已独占鳌头。现有的封装采用主要采用常规的塑料封装层，其中通过添加一定的改性填料，增强封装材料的散热、防辐射等性能。但是，由于材料相互之间的相容性较差，封装过程分层问题难以克服。如果封装材料出现分层，轻则导致封装效果急剧下降，重则损坏内部的集成电路。目前关于现有的塑封料的研究，已经有一些研究者取得了较好的成果，但大多研究集中于单一的导热或导电性能的提升，例如提升复合材料的电磁屏蔽效果、改善材料的热导率等。难以满足复合性能要求，在实际的应用场景中，这种单一化的研究成果由于种种限制因素，往往难以充分实施利用。某些报道的封装材料虽然具有较好的导热性，但是材料的均匀性、稳定性欠佳，容易出现局部过热点，造成塑料封装件局部失效，无法安全可靠的进行工业化大规模应用。如何寻找一种具备良好的机械性能、加工性能的封装材料，是迫切需要解决的问题，同时这种电路封装复合材料还需要兼具高导热性、防静电及电磁屏蔽的效果。
技术实现思路
本专利技术目的是为了克服现有技术中电子封装材料难以同时满足散热、静电防护、电磁屏蔽等方面性能要求的不足，提供一种四相双逾渗电磁屏蔽材料及其制备方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种技术方案：一种电磁屏蔽材料，它包括重量份数比的以下成分制成：ABS35～45份、PA6645～55份、镀银碳纤维(APCF)2～18份、EG2～18份、增塑剂0.5～1份、增溶剂2～4份、抗氧剂0.5～1份。本专利技术电磁屏蔽材料以ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，ABS塑料)和PA66(尼龙66)作为两相基础相结构，其中以热塑性树脂ABS作为第一相基体，以PA66作为第二相基体，第一相软化温度低于第二相的软化点，在第一相软化前加入填料进行混合。由于软化温度低于第二相软化点，因此第二相在混合和熔融过程中不变形，第一相中的填料不会分布在第二相基体中，而是只分布在第一相基体中，控制第二相基体的加入量可以保证第一相基体在整个复合材料中连续，从而得到双逾渗结构的复合材料。同时，应用的镀银碳纤维(APCF)作为主要增强填料，片层状膨胀石墨(EG)作为辅助增强填料。APCF是碳纤维表面经过无极镀银处理，转化为镀银碳纤维APCF，EG具有天然的片层结构。两者在双逾渗结构中快速均匀分布在界面，形成连片网状结构定向排布，两者协同发挥导电、导热作用，使得四相电磁屏蔽材料的导热性能、防静电性能和电磁屏蔽性能非常突出。因为，一方面镀银碳纤维和片层状膨胀石墨本身就是电、热的良导体，具有较好的封装增益性能，另一方面镀银碳纤维和片层状膨胀石墨相互接触结合传导性能良好，通过两种填料相互促进，在低填充量的条件下实现导热、防静电及电磁屏蔽的效果。与单纯使用APCF作为增强相实现连片逾渗作用相比，采用EG协同配合以后，可以大幅度减少APCF的用量，同时EG的片状特性使得替代的EG部分传导作用更加优秀。通过两者的协同配合，使得双逾渗复合材料了的界面处的传导作用更好，且添加比例更低。另外，本专利技术双逾渗填充材料以耐高温PA66和ABS作为基础材料，复合材料能够在高温环境下长期使用，该复合材料具有较大的使用范围和更长的使用寿命。另外，由于ABS/PA66均是目前较为常见的3D打印耗材，复合材料具有面向新型3D打印耗材市场应用的潜力。进一步，所述增塑剂是聚乙烯石蜡或氯化石蜡。聚乙烯石蜡、氯化石蜡混合在本专利技术的电磁屏蔽材料中能够很好的调和其他多种组分，提高封装材料整体品质，发挥更好的电磁屏蔽性能。进一步，所述增溶剂是SMA。苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)能够起到促进两相相容性的作用，促进塑料成分相互融合，促进两相结构结合，能够更好的得到双逾渗填充材料。进一步，所述抗氧剂是抗氧剂1024、抗氧剂264、抗氧剂565、抗氧剂168和抗氧剂1010中的一种或几种。优选地，所述抗氧剂是抗氧剂1010(ZM-1010)，化学名：四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯。具有卓越的抗氧化性能，并适合高温下应用，有优良的抗热氧性能。进一步，所述材料中，包括重量份数比的以下成分制成：ABS36～44份、PA6646～55份、镀银碳纤维5～14份、EG5～14份、增塑剂0.5～1份、增溶剂2～4份、抗氧剂0.5～1份。进一步，所述APCF用量为3-15份。更优选地，APCF的用量份数为3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13份。更更优选地，APCF用量份数为4-10份。进一步，所述EG用量为3-15份。更优选地，EG的用量份数为3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13份。更更优选地，EG用量份数为5-11份。优选地，APCF和EG的用量比例为2-1:1-2。进一步，所述EG在电磁屏蔽材料中的用量份数为2-12份，更优选地，EG用量2-10份。进一步，所述电磁屏蔽材料具有双逾渗结构。双逾渗结构中，导电填料选择性分布在其中一相中(或者两相的界面处)，该相在复合材料中分布均匀，由于填料只分布在一相基体中，在该相基体中填料的浓度高于使填料均匀分布在两相中，即变相地提高了填料的浓度，填料之间更容易相互搭接形成导电网络，使填料在该相中形成逾渗行为，然后导电填料分布相在整个复合材料中形成逾渗行为，最终大幅度降低逾渗阈值，改善复合材料的PTC稳定性。进一步，所述镀银碳纤维(APCF)表面银覆盖率在95％以上。充分镀银使得碳纤维表面的传导性能大幅度提高，具有高导热、防静电及电磁屏蔽性能，和EG组合应用协同辅助增益效果更好。进一步，采用无极镀银法制备镀银碳纤维(APCF)，以提高碳纤维(CF)的电子迁移率和热导率。所述镀银碳纤维(APCF)采用无极镀银方式制成，摒弃了常用电镀法对CF表面镀银，从而避免了金属离子电镀液对人体和环境的危害。无极镀银对CF进行了表面镀银，具有操作简单，条件要求低的特点。镀层过程速度快，镀银处理过程仅需20min，效率极高，碳纤维表面覆盖比率高。本专利技术同时还提供一种制备上述复合材料的方法，包括以下步骤：(1)准备镀银碳纤维：在碳纤维表面镀制一层厚度1-500nm的银层，得到镀银碳纤维(APCF)。(2)APCF、EG和ABS复合：以ABS为基体，以APCF、EG为填料，并加入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁屏蔽材料，它包括重量份数比的以下成分制成：ABS 35～45份、PA66 45～55份、镀银碳纤维2～18份、EG 2～18份、增塑剂0.5～1份、增溶剂2～4份、抗氧剂0.5～1份。

【技术特征摘要】
1.一种电磁屏蔽材料，它包括重量份数比的以下成分制成：ABS35～45份、PA6645～55份、镀银碳纤维2～18份、EG2～18份、增塑剂0.5～1份、增溶剂2～4份、抗氧剂0.5～1份。2.如权利要求1所述电磁屏蔽材料，其特征在于，所述增塑剂是聚乙烯石蜡或氯化石蜡。3.如权利要求1所述电磁屏蔽材料，其特征在于，所述增溶剂是SMA。4.如权利要求1所述电磁屏蔽材料，其特征在于，所述抗氧剂是抗氧剂1024、抗氧剂264、抗氧剂565、抗氧剂168和抗氧剂1010中的一种或几种。5.如权利要求1所述电磁屏蔽材料，其特征在于，所述镀银碳纤维采用无极镀银方式制成。6.如权利要求1所述电磁屏蔽材料，其特征在于，所述镀银碳纤维表面银覆盖率在95%以上。7.一种制备上述复合材料的方法，包括以下步骤：（1）准备镀银碳纤维：在碳纤维表面镀制一层厚度1-500nm的银层，得到镀银碳纤维；（2）APCF、EG和ABS复合：以ABS为基体，以APCF、EG为填料，通过熔体共混法...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖益均，吴晓莉，
申请(专利权)人：成都工业学院，
类型：发明
国别省市：四川,51