各向异性热传递性电磁干扰屏蔽复合材料和其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种各向异性的导热的电磁干扰(EMI)屏蔽复合材料，各向异性的导热的EMI复合材料包含多条对齐的聚合物纳米纤维，其用于形成聚合物支架，聚合物支架具有由聚合物纳米纤维构成的第一朝向平面和第二朝向平面。聚合物纳米纤维构成的第一朝向平面的热导率与第二平面的热导率基本上相同或类似，聚合物纳米纤维构成的第一朝向平面和第二朝向平面的热导率是由聚合物纳米纤维构成的第三朝向平面(贯穿纤维方向)的热导率的至少2倍，第三朝向平面与聚合物纳米纤维构成的第一朝向平面和第二朝向平面分别成约90度，同时，第一平面和第二平面中的每个平面的电阻比第三平面的电阻小至少3个数量级。还提供了一种用于制备本发明专利技术的复合材料的方法。本发明专利技术的复合材料的方法。

【技术实现步骤摘要】
各向异性热传递性电磁干扰屏蔽复合材料和其制备方法
相关申请的交叉引用本申请要求2020年10月28日提交的美国临时专利申请序列号63/106,371的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。


[0001]本专利技术涉及一种具有各向异性热传递性和电磁干扰(EMI)屏蔽性质的复合材料，具体地，一种由多个各向异性热传递性和EMI屏蔽纳米纤维形成的复合材料，并且还涉及一种用于制备所述复合材料的方法。

技术介绍

[0002]如今人们越来越意识到由不同装置引起的辐射污染。EMI屏蔽材料对于如飞机、航空航天和一些智能电子设备等一些需要无EMI环境运行的行业也很重要。因此，非常需要重量轻、灵活并且还具有高效率的EMI屏蔽材料或设备。然而，常规EMI屏蔽材料可能不具有所有这些特性。例如，金属箔是具有EMI屏蔽性质的常见材料之一，但不柔韧并且有时重量也不轻。为了尝试解决基于金属的EMI屏蔽材料中的问题，还研究了嵌入有用于EMI屏蔽的导电填料的聚合基体复合材料，如银纳米线
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PI杂化物、MXene
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聚合物复合材料、石墨烯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种各向异性的导电且导热的电磁干扰屏蔽复合材料，其包括：多条对齐的聚合物纳米纤维，所述多条对齐的聚合物纳米纤维用于形成聚合物毡或支架，所述聚合物毡或支架具有由所述聚合物纳米纤维构成的第一朝向平面和第二朝向平面，所述第一朝向平面和所述第二朝向平面的热导率为由所述聚合物纳米纤维构成的第三朝向平面的热导率的至少2倍，所述聚合物纳米纤维中的每条聚合物纳米纤维掺入有多种导热填料和多种第一金属化合物，所述多种导热填料和所述第一金属化合物与聚合物一起静电纺丝以形成多条经静电纺丝的聚合物纳米纤维，所述多条经静电纺丝的聚合物纳米纤维具有由所述聚合物纳米纤维中的所述导热填料和所述第一金属化合物构成的芯或聚合物基体并且在所述经静电纺丝的聚合物纳米纤维的表面上沉积有多种第二金属化合物以形成所述多条对齐的聚合物纳米纤维，所述复合材料沿由所述聚合物纳米纤维构成的所述第一朝向平面和所述第二朝向平面的所述热导率为至少约110W/mK，并且所述复合材料对100MHz到1.5GHz的较低频率或1.5GHz到30.0GHz的较高频率的电磁波的电磁干扰屏蔽有效性与所述第一金属化合物或所述第二金属化合物的对应纯金属的电磁干扰屏蔽有效性相当或略高于后者，并且由所述对齐的聚合物纳米纤维构成的所述第一朝向平面和所述第二朝向平面具有基本上相同或类似的电导率和电阻，所述第一朝向平面和所述第二朝向平面中的每个朝向平面的所述电阻比由所述聚合物纳米纤维构成的第三朝向平面的电阻小至少3个数量级。2.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述导热填料和所述第一金属化合物共同地或独立地是以下中的一种或多种：碳纳米管、氮化硼、氮化铝、陶瓷聚合物和金属纳米颗粒。3.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述第二金属化合物包括以下中的一种或多种：银、镍、铂和铜或其金属合金。4.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述聚合物包括以下中的一种或多种：聚丙烯腈(PAN)、聚(偏二氟乙烯)(PVDF)、聚酰亚胺(PI)、聚(乳酸)(PLA)、羧甲基纤维素(CMC)和聚(乙烯基吡咯烷酮)(PVP)。5.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述聚合物:所述导热填料:所述第一金属化合物的重量比为约50:1
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4:8
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32。6.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述第一金属化合物:所述第二金属化合物的重量比为约1.8:1。7.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述第二金属化合物是通过以下中的一种或多种沉积在所述经静电纺丝的聚合物纳米纤维上的：无电极镀、化学气相沉积方法、物理气相沉积方法、等离子体增强化学气相沉积方法和热蒸发方法。8.一种用于制备根据权利要求1所述的复合材料的方法，所述方法包括：提供所述导热填料的溶液，所述提供包含将所述导热填料分散到溶剂中，持续第一时间段；将所述聚合物在一定温度下溶解于所述导热填料的所述溶液中，持续第二时间段，以获得所述导热填料和所述聚合物的溶液；将所述第一金属化合物与所述导热填料与所述聚合物的所述溶液混合，持续第三时间段，以获得所述导热填料、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭志豪，许美美，李嘉仪，刘晨敏，
申请(专利权)人：纳米及先进材料研发院有限公司，
类型：发明
国别省市：