复合材料制造技术

本申请提供了复合材料及其制备方法。本申请可以提供这样的复合材料，其包含金属泡沫和聚合物组分，并且如果需要，还包含导热填料，并且在具有优异的热导率的同时具有其他优异的物理特性例如抗冲击性、可加工性和绝缘特性。

compound material

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合材料
本申请要求基于于2017年9月22日提交的韩国专利申请第10-2017-0122574号的优先权的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。本申请涉及复合材料。
技术介绍
散热材料可以用于各种应用中。例如，由于电池和各种电子设备在运行期间产生热，因此需要能够有效地控制这样的热的材料。作为具有良好的散热特性的材料，已知有具有良好热导率的陶瓷材料等，但是由于这样的材料的可加工性差，因此可以使用通过将表现出高热导率的陶瓷填料等共混在聚合物基体中而制造的复合材料。然而，由于通过以上方法必须应用大量的填料组分以确保高热导率，因此出现了各种问题。例如，在包含大量填料组分的材料的情况下，材料本身趋于变硬，并且在这种情况下，抗冲击性等劣化。
技术实现思路
技术问题本申请涉及复合材料或用于制造其的方法，并且在一个实例中，本申请旨在提供在具有优异的热导率的同时确保其他优异的物理特性例如抗冲击性和可加工性的复合材料。技术方案本申请涉及复合材料。在本申请中，术语复合材料可以意指包含至少金属泡沫和聚合物组分的材料。在本说明书中，术语金属泡沫或金属骨架意指包含金属或金属合金作为主要组分的多孔结构。在此，金属等用作主要组分的事实意指：基于金属泡沫或金属骨架的总重量，金属等的比例为55重量％或更大、60重量％或更大、65重量％或更大、70重量％或更大、75重量％或更大、80重量％或更大、85重量％或更大、90重量％或更大、或者95重量％或更大。作为主要组分被包含的金属等的比例的上限没有特别限制，例如可以为100重量％、99重量％或98重量％左右。在本说明书中，术语多孔特性可以意指这样的情况：孔隙率为至少10％或更大、20％或更大、30％或更大、40％或更大、50％或更大、60％或更大、70％或更大、75％或更大、或者80％或更大。孔隙率的上限没有特别限制，可以例如小于约100％，为约99％或更小、或者大概约98％或更小。孔隙率可以通过计算金属泡沫等的密度来以已知方式计算。复合材料具有高的热导率，并因此，其可以用作用于控制热的材料，例如散热材料。例如，复合材料的热导率可以为约1.5W/mK或更大、2W/mK或更大、2.5W/mK或更大、或者3W/mK或更大。复合材料的热导率越高，复合材料可以具有越优异的热控制功能，其没有特别限制，并且在一个实例中，其可以为约10W/mK或更小、9W/mK或更小、8W/mK或更小、7W/mK或更小、6W/mK或更小、5W/mK或更小、或者4W/mK或更小。复合材料的热导率可以通过下面描述的实施例中描述的方法来评估。在本说明书中提到的物理特性中，当测量温度影响相关的物理特性时，除非另有说明，否则物理特性是在室温下测量的物理特性。术语室温是未经加热或冷却的自然温度，其可以为例如10℃至30℃范围内的任何温度，或者约23℃或约25℃左右的温度。在本申请的复合材料具有如上优异的导热特性的同时，还可以稳定地确保诸如可加工性和抗冲击性的其他特性，并且通过本说明书中描述的内容可以实现这样的效果。复合材料中包含的金属泡沫的形状没有特别限制，但是在一个实例中可以为膜状。在本申请的复合材料中，添加有至少存在于呈膜形式的金属泡沫的表面上或内部中的聚合物组分。这样的聚合物组分可以在金属泡沫的至少一个表面上形成表面层，或者可以填充并存在于金属泡沫内部的空隙中，并且在一些情况下，其也可以在形成表面层的同时填充到金属泡沫中。在形成表面层的情况下，聚合物组分可以在金属泡沫的表面中的至少一个表面、一些表面或全部表面上形成表面层。在一个实例中，聚合物组分可以在至少作为金属泡沫的主要表面的上表面和/或下表面上形成表面层。表面层可以形成为覆盖金属泡沫的整个表面，或者也可以形成为仅覆盖表面的一部分。复合材料中的金属泡沫的孔隙率可以在约10％至99％的范围内。具有这样的孔隙率的金属泡沫具有形成合适的传热网络的多孔金属框架，并因此即使应用少量的相关金属泡沫也可以确保优异的热导率。在另一个实例中，孔隙率可以为15％或更大、20％或更大、25％或更大、30％或更大、35％或更大、40％或更大、45％或更大、或者50％或更大，或者可以为98％或更小。如上所述，金属泡沫可以呈膜的形式。在这种情况下，在根据下面描述的方法制造复合材料时可以考虑期望的热导率或厚度比等来调节膜的厚度。为了确保目标热导率，膜的厚度可以为例如约40μm或更大、约45μm或更大、约50μm或更大、约55μm或更大、约60μm或更大、约65μm或更大、或者约70μm或更大。膜的厚度的上限根据目的来控制，其没有特别限制，但是可以为例如约1000μm或更小、约900μm或更小、约800μm或更小、约700μm或更小、约600μm或更小、约500μm或更小、约400μm或更小、约300μm或更小、约200μm或更小、或者大概约150μm或更小。在本说明书中，当相关目标的厚度不恒定时，厚度可以为目标的最小厚度、最大厚度或平均厚度。金属泡沫可以为具有高热导率的材料。在一个实例中，金属泡沫可以包含具有以下热导率的金属或金属合金：约8W/mK或更大、约10W/mK或更大、约15W/mK或更大、约20W/mK或更大、约25W/mK或更大、约30W/mK或更大、约35W/mK或更大、约40W/mK或更大、约45W/mK或更大、约50W/mK或更大、约55W/mK或更大、约60W/mK或更大、约65W/mK或更大、约70W/mK或更大、约75W/mK或更大、约80W/mK或更大、约85W/mK或更大、或者约90W/mK或更大，或者可以由这样的金属或金属合金组成。金属泡沫的材料的热导率没有特别限制，其可以为例如大概约1000W/mK或更小，因为数值越高，可以在应用少量金属泡沫的同时确保期望的热控制特性。金属泡沫的骨架可以由各种金属或金属合金构成，其中在形成金属泡沫时能够表现出上述范围内的热导率的材料可以选自这些金属或金属合金。这样的材料可以例示为选自铜、金、银、铝、镍、铁、钴、镁、钼、钨和锌中的任何金属，或者其中两者或更多者的合金等，但不限于此。这样的金属泡沫是各种各样地已知的，并且用于制备金属泡沫的各种方法也是各种各样地已知的。在本申请中，可以应用这样的已知金属泡沫或通过已知方法制备的金属泡沫。作为用于制备金属泡沫的方法，已知有对成孔剂(例如盐)和金属的复合材料进行烧结的方法、将金属涂覆在支撑物(例如聚合物泡沫)上并在这种状态下对其进行烧结的方法、或浆料法等。此外，金属泡沫也可以通过韩国专利申请第2017-0086014号、第2017-0040971号、第2017-0040972号、第2016-0162154号、第2016-0162153号或第2016-0162152号等中公开的方法来制备，所述韩国专利申请是本申请人的在先申请。金属泡沫也可以通过来自在先申请中描述的方法的感应加热法来制备，其中金属泡沫可以包含至少导电磁性金属。在这种情况下，基于重量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料，包含：呈膜形式的金属泡沫，其中引入有选自羟基、氨基、烷氧基、羧基、缩水甘油基和磺酰基中的一个或更多个官能团；和存在于所述金属泡沫的表面上或所述金属泡沫的内部中的聚合物组分。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170922 KR 10-2017-01225741.一种复合材料，包含：呈膜形式的金属泡沫，其中引入有选自羟基、氨基、烷氧基、羧基、缩水甘油基和磺酰基中的一个或更多个官能团；和存在于所述金属泡沫的表面上或所述金属泡沫的内部中的聚合物组分。


2.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述总厚度(T)与所述金属泡沫的厚度(MT)的比率(T/MT)为2.5或更小。


3.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述金属泡沫包含热导率为8W/mK或更大的金属。


4.根据权利要求1所述的导热复合材料，其中所述金属泡沫的厚度为40μm或更大。


5.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述金属泡沫的孔隙率在10％至99％的范围内。


6.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述金属泡沫具有骨架，所述骨架包含选自铜、金、银、铝、镍、铁、钴、镁、钼、钨和锌中的任一种金属，或者其中的两种或更多种。


7.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述聚合物组分包括选自丙烯酸类树脂、有机硅树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、氨基树脂、聚酯、烯烃树脂和酚树脂中的一者或更多者。


8.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述聚合物组分的体积(PV)与所述金属泡沫的体积(MV)的比率(MV/PV)...

【专利技术属性】
技术研发人员：金昭镇，辛种民，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR