具有导热、隔热、导电、电磁屏蔽等功能的膨体聚四氟乙烯膜涂层复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有导热、隔热、导电、电磁屏蔽等功能的膨体聚四氟乙烯膜涂层复合材料及其制备方法，复合材料包括至少一层膨体聚四氟乙烯膜层、石墨烯导电传热涂层和二氧化硅气凝胶涂层，膨体聚四氟乙烯膜层的一侧表面复合有石墨烯导电传热涂层，另一侧表面复合有二氧化硅气凝胶涂层。通过上述方式，本发明专利技术能够解决石墨烯导电传热涂层和隔热的二氧化硅气凝胶涂层附着的致密性和牢固性问题，使得该具有导热、隔热、导电、电磁屏蔽等功能的膨体聚四氟乙烯膜涂层复合材料柔软贴合性好、涂层抗拉扯能力强而无裂纹、材料厚度薄、耐环境老化，且膨体聚四氟乙烯无涂层面具有绝缘间隔的功能。

Expanded polytetrafluoroethylene film coating composite with heat conduction, heat insulation, electrical conductivity and electromagnetic shielding and its preparation method

The invention discloses a polytetrafluoroethylene film coating composite material and a preparation method thereof with thermal insulation, electrical conductivity, electromagnetic shielding function, composite material comprises at least one layer of polytetrafluoroethylene film and graphene conductive heat transfer coating and silica gel coating, expanded polytetrafluoroethylene film side surface of composite conductive graphene on the other side of the surface heat transfer coating, composite coating of silica aerogels. By the way, the compactness and firmness of silica aerogel coating of the invention can solve the graphene conductive heat transfer and heat insulation coating adhesion, the polytetrafluoroethylene film coating composite soft fit with thermal insulation, the conductive and electromagnetic shielding function, coating tensile ability and no crack, material thickness, resistance to environmental aging, and expanded polytetrafluoroethylene insulation mask without coating interval function.

【技术实现步骤摘要】
具有导热、隔热、导电、电磁屏蔽等功能的膨体聚四氟乙烯膜涂层复合材料及其制备方法
本专利技术涉及复合材料领域，特别是涉及一种具有导热、隔热、导电、电磁屏蔽等功能的膨体聚四氟乙烯膜涂层复合材料及其制备方法。
技术介绍
目前的电子信息产品如精密电子器件、消费电子（手机、摄像机、电脑和彩电）、新能源汽车为解决系统的发热散热，经常用的结构就是用优质铝件或铜件传热导热和散热，或产品内部安装风扇强迫通风散热；为解决电子元件内部和外部的电磁干扰问题常采用金属外壳或金属丝网屏蔽结构，这样就是得目前的电子信息产品体积较大，重量较重，成本较大，造成了铜铝资源的紧张。上述电子信息产品和新能源汽车的发热元器件隔热常用厚度较厚的如玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐等毡垫分隔，但效果不佳，这就使得上述产品体积很大，难以做到轻薄小的要求。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种具有导热、隔热、导电、电磁屏蔽等功能的膨体聚四氟乙烯膜涂层复合材料及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种具有导热、隔热、导电、电磁屏蔽等功能的膨体聚四氟乙烯膜涂层复合材料，包括至少一层膨体聚四氟乙烯膜层、石墨烯导电传热涂层和二氧化硅气凝胶涂层，膨体聚四氟乙烯膜层的一侧表面复合有石墨烯导电传热涂层，另一侧表面复合有二氧化硅气凝胶涂层。在本专利技术一个较佳实施例中，复合材料包括2层或2层以上膨体聚四氟乙烯膜层，复合材料最外侧的两个表面分别为二氧化硅气凝胶涂层和石墨烯导电传热涂层，各膨体聚四氟乙烯膜层之间设有二氧化硅气凝胶涂层。在本专利技术一个较佳实施例中，该复合材料厚度为0.01-5mm。本专利技术还涉及一种具有导热、隔热、导电、电磁屏蔽等功能的膨体聚四氟乙烯膜涂层复合材料的制备方法，包括以下步骤：1）分别制备石墨烯导电传热涂层用的石墨烯导电传热涂层液和二氧化硅气凝胶涂层用的二氧化硅气凝胶涂层液；2）放卷膨体聚四氟乙烯膜，在膜面上滚涂制备好的石墨烯导电传热涂层液；3）采用烘干手段对溶剂进行挥发处理；4）裁边、检验、收卷、涂层固化，进入下一涂布工序；5）放卷已涂布石墨烯导电传热涂层的膨体聚四氟乙烯膜，在膜另一表面滚涂制备好的二氧化硅气凝胶涂层液；6）采用烘干手段对溶剂进行挥发处理；7）裁边、检验、收卷、涂层固化，即完成了复合材料的制备。在本专利技术一个较佳实施例中，放卷速度为1-5m/min。在本专利技术一个较佳实施例中，烘干的温度为100℃-200℃。在本专利技术一个较佳实施例中，涂层固化的温度为50℃-70℃，时间为至少24h。在本专利技术一个较佳实施例中，石墨烯导电传热涂层液的组分按重量百分比包括：聚氨酯树脂50-70%；石墨烯微粉5-40%；聚苯胺微粉0-10%；导电炭黑微粉0-10%；在聚氨酯树脂中加入石墨烯微粉、聚苯胺微粉、导电炭黑微粉，用醋酸乙酯做溶剂，直到溶液的粘度指数达到1000-3000CPS就停止添加醋酸乙酯,在反应釜中稀释搅拌和超声波激荡8-12h，使得溶液中的微粉弥散均匀，然后反应釜抽真空排出溶液中的微气泡，即可进入下道工序，涂布在膨体聚四氟乙烯膜层表面，形成石墨烯导电传热涂层。在本专利技术一个较佳实施例中，聚苯胺微粉或为聚乙烯二氧噻吩；导电炭黑微粉或为碳气凝胶微粉或为碳纳米管微粉。在本专利技术一个较佳实施例中，二氧化硅气凝胶涂层液的组分按重量百分比包括：聚氨酯树脂40-60%；二氧化硅气凝胶微粉15-60%；在聚氨酯树脂中加入二氧化硅气凝胶微粉，用醋酸乙酯做溶剂，直到溶液的粘度指数达到1000-3000CPS就停止添加醋酸乙酯,在反应釜中稀释搅拌和超声波激荡1-2h，使得溶液中的微粉弥散均匀，然后反应釜抽真空排出溶液中的微气泡，即可进入下道工序，涂布在膨体聚四氟乙烯膜表面，形成二氧化硅气凝胶涂层。本专利技术的有益效果是：本专利技术解决了石墨烯导电传热涂层和隔热的二氧化硅气凝胶涂层附着的致密性和牢固性问题，使得该具有导热、隔热、导电、电磁屏蔽等功能的膨体聚四氟乙烯膜涂层复合材料柔软贴合性好、涂层抗拉扯能力强而无裂纹、材料厚度薄、耐环境老化，且膨体聚四氟乙烯无涂层面具有绝缘间隔的功能，具有导热、隔热、导电、电磁屏蔽等功能的膨体聚四氟乙烯膜涂层复合材料在如精密电子器件、消费电子（手机、摄像机、电脑和彩电）、新能源汽车、柔性传感器、三维多孔电极等狭窄空间内电子元件或集成线路板中用来隔热绝热、屏蔽电磁干扰和传热导热散热等方面具有潜在应用的价值和巨大的对该产品的需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：图1是本专利技术具有导热、隔热、导电、电磁屏蔽等功能的膨体聚四氟乙烯膜涂层复合材料一较佳实施例的结构示意图；图2是本专利技术具有导热、隔热、导电、电磁屏蔽等功能的膨体聚四氟乙烯膜涂层复合材料另一较佳实施例的结构示意图；附图中各部件的标记如下：1、二氧化硅气凝胶涂层，2、膨体聚四氟乙烯膜层，3、石墨烯导电传热涂层。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例包括：如图1所示，一种具有导热、隔热、导电、电磁屏蔽等功能的膨体聚四氟乙烯膜涂层复合材料，包括一层膨体聚四氟乙烯膜层2、石墨烯导电传热涂层3和二氧化硅气凝胶涂层1，膨体聚四氟乙烯膜层2的一侧表面复合有石墨烯导电传热涂层3，另一侧表面复合有二氧化硅气凝胶涂层1。本专利技术实施例还包括，如图2所示的，该复合材料包括2层或2层以上膨体聚四氟乙烯膜层2，复合材料最外侧的两个表面分别为二氧化硅气凝胶涂层1和石墨烯导电传热涂层3，各膨体聚四氟乙烯膜层2之间设有二氧化硅气凝胶涂层1。把石墨烯导电传热涂层液均匀涂布在在膨体聚四氟乙烯膜面上，石墨烯导电传热涂层液经烘干固化在膨体聚四氟乙烯膜面上，形成了一种具有导电、抗电磁干扰、屏蔽和传热导热散热功能的新颖复合材料，另一面涂布二氧化硅气凝胶涂层液，经烘干固化后形成具有优异的隔热绝热性能的二氧化硅气凝胶涂层，整个复合材料像三明治一样的结构。该复合材料厚度为0.01-5mm。可以开发出体积更小精致，重量更轻的电子信息产品，引领如精密电子器件、消费电子（手机、摄像机、电脑和彩电）、新能源汽车的产品更适合消费需求的新一代成本更低的产品推出。实施例1：具有导热、隔热、导电、电磁屏蔽等功能的膨体聚四氟乙烯膜涂层复合材料的制备方法，包括以下步骤：1）分别制备石墨烯导电传热涂层用的石墨烯导电传热涂层液、二氧化硅气凝胶涂层用的二氧化硅气凝胶涂层液和膨体聚四氟乙烯膜备用；2）放卷膨体聚四氟乙烯膜，放卷速度为1m/min，在膜面上滚涂制备好的石墨烯导电传热涂层液；3）采用烘干手段对醋酸乙酯溶剂进行挥发处理，烘干的温度为100℃；4）裁边、检验、收卷、涂层固化，涂层固化的温度为50℃，时间为24h，而后进入下一涂布工序；5）以2m/min的速度放卷已涂布石墨烯导电传热涂层的膨体聚四氟乙烯膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有导热、隔热、导电、电磁屏蔽等功能的膨体聚四氟乙烯膜涂层复合材料，其特征在于，包括至少一层膨体聚四氟乙烯膜层、石墨烯导电传热涂层和二氧化硅气凝胶涂层，膨体聚四氟乙烯膜层的一侧表面复合有石墨烯导电传热涂层，另一侧表面复合有二氧化硅气凝胶涂层。

【技术特征摘要】
1.一种具有导热、隔热、导电、电磁屏蔽等功能的膨体聚四氟乙烯膜涂层复合材料，其特征在于，包括至少一层膨体聚四氟乙烯膜层、石墨烯导电传热涂层和二氧化硅气凝胶涂层，膨体聚四氟乙烯膜层的一侧表面复合有石墨烯导电传热涂层，另一侧表面复合有二氧化硅气凝胶涂层。2.根据权利要求1所述的具有导热、隔热、导电、电磁屏蔽等功能的膨体聚四氟乙烯膜涂层复合材料，其特征在于：复合材料包括2层或2层以上膨体聚四氟乙烯膜层，复合材料最外侧的两个表面分别为二氧化硅气凝胶涂层和石墨烯导电传热涂层，各膨体聚四氟乙烯膜层之间设有二氧化硅气凝胶涂层。3.根据权利要求1所述的具有导热、隔热、导电、电磁屏蔽等功能的膨体聚四氟乙烯膜涂层复合材料，其特征在于：该复合材料厚度为0.01-5mm。4.根据权利要求1所述的具有导热、隔热、导电、电磁屏蔽等功能的膨体聚四氟乙烯膜涂层复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）分别制备石墨烯导电传热涂层用的石墨烯导电传热涂层液和二氧化硅气凝胶涂层用的二氧化硅气凝胶涂层液；2）放卷膨体聚四氟乙烯膜，在膜面上滚涂制备好的石墨烯导电传热涂层液；3）采用烘干手段对溶剂进行挥发处理；4）裁边、检验、收卷、涂层固化，进入下一涂布工序；5）放卷已涂布石墨烯导电传热涂层的膨体聚四氟乙烯膜，在膜另一表面滚涂制备好的二氧化硅气凝胶涂层液；6）采用烘干手段对溶剂进行挥发处理；7）裁边、检验、收卷、涂层固化，即完成了复合材料的制备。5.根据权利要求4所述的具有导热、隔热、导电、电磁屏蔽等功能的膨体聚四氟乙烯膜涂层复合材料的制备方法，其特征在于，放卷速度为1-5m/min。6.根据权利要求4所述的具有导热、隔热、导电、电磁屏蔽等功能的膨体聚四氟乙烯膜涂层复合材料的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云，丁荣华，
申请(专利权)人：江苏泛亚微透科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32