一种三维多孔电磁屏蔽导热材料的制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种三维多孔电磁屏蔽导热材料的制备方法及其应用，具体步骤包括：通过高温碳化、表面改性与接枝、化学镀等方法制得三维多孔电磁屏蔽导热材料，延展导热和电磁屏蔽“通道”，显著提高材料电磁屏蔽性能和导热性能，具有添加量较小，分散性佳等优点，同时采用该三维多孔电磁屏蔽导热材料应用于5G通讯基站的高导热电磁屏蔽橡胶，在提升橡胶材料电磁屏蔽和导热性能的同时具有优良的力学性能和加工性能。且操作简单、高效，易于生产，应用前景广阔。景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种三维多孔电磁屏蔽导热材料的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于电磁屏蔽和导热材料领域，特别涉及一种三维多孔电磁屏蔽导热材料的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]随着微电子集成与组装技术的飞速发展，电子元器件和逻辑电路的体积成千万倍地缩小，此时电子设备所产生的热量迅速积累和增加。以此同时，信息与通讯技术的飞速发展为人类社会带来极大的便利，但也在环境中产生了独特的电子污染形式—电磁辐射尤其是目前用于快速响应的小型化、集成化和高功率的电子设备的快速发展，成为了电磁干扰污染增长的关键因素，这也势必会引起设备故障、电子系统恶化等不良反应。因此，为保证电子元器件长时间高可靠地正常工作，电磁屏蔽高导热材料的研发越来越成为需要解决的迫切问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种电磁屏蔽导热双效功能材料，为了达到上述目的，本专利技术提供了种三维多孔电磁屏蔽导热材料的制备方法及其应用，具体步骤包括：（1）碳化三维多孔材料的制备：取100~200g去皮天然丝瓜络，用去离子水清洗至无杂质，然后置于真空干燥箱中在60~100℃真空干燥12~24h，将干燥好的丝瓜络放进试管炉中进行高温碳化后经浸泡、洗涤、过滤、干燥后制得碳化三维多孔材料，备用；（2）表面改性与接枝：取100g步骤（1）制得碳化三维多孔材料加入偶联剂溶液中，充分搅拌后加入150g四针状氧化锌晶须，于氮气气氛下40~60℃磁力搅拌充分反应12~24 h后去离子水震荡冲洗至中性，真空烘干制得四针状氧化锌晶须接枝碳化三维多孔材料；（3）化学镀：制备100mL银氨溶液和50mL甲醛溶液待用；将步骤（2）制得的四针状氧化锌晶须接枝碳化三维多孔材料使用高速剪切机均匀分散在甲醛溶液中，边搅拌边缓慢滴入银氨溶液，滴加完成之后保持搅拌5~10h后经过滤、清洗、烘干制得三维多孔电磁屏蔽导热材料。
[0004]优选的，步骤（1）所述高温碳化条件为：温度为600~800℃，碳化气体氛围为氢气:氩气=5:95（体积分数），时间1~3h。
[0005]优选的，步骤（1）所述制得的碳化三维多孔材料长度为300~1000μm，直径为50~150μm。
[0006]优选的，步骤（2）所述偶联剂溶液的溶剂是乙醇、丙酮、丁酮、甲醇中的至少一种，溶质为硅烷偶联剂KH
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550、硅烷偶联剂KH
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560、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种，溶液质量浓度为0.5~2%。
[0007]优选的，步骤（2）所述四针状氧化锌晶须针状体长度≥10μm，针状体根部直径≥0.5μm。
[0008]优选的，步骤（3）所述银氨溶液溶剂为去离子水，溶液浓度为0.1~0.5mol/L。
[0009]优选的，步骤（3）所述甲醛溶液溶剂为去离子水，溶液浓度为0.4~1.0mol/L。
[0010]优选的，通过本专利技术技术方案所制得的三维多孔电磁屏蔽导热材料，经测试，三维多孔电磁屏蔽导热材料表面镀银厚度为0.05~0.1μm，银的质量百分比为0.5~1.5%。
[0011]优选的，通过本专利技术技术方案所制得的三维多孔电磁屏蔽导热材料应用于5G通讯基站的高导热电磁屏蔽橡胶，经测试，其性能为：电磁屏蔽效能≥ 60dB（0.03
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18GHz频段），导热系数≥ 0.8W/m
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k，拉伸强度≥ 8MPa，断裂伸长率≥ 200%，密度≤ 2g/cm3。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术通过表面改性接枝结合化学电镀方法，在碳化三维多孔接枝四针状氧化锌晶须并表面镀银处理，延展导热和电磁屏蔽“通道”，显著提高材料电磁屏蔽性能和导热性能。
[0013]（2）本专利技术三维多孔电磁屏蔽导热材料，具有添加量较小，分散性佳等优点。
[0014]（3）本专利技术三维多孔电磁屏蔽导热材料应用于5G通讯基站的高导热电磁屏蔽橡胶，提升橡胶材料电磁屏蔽和导热性能的同时具有优良的力学性能和加工性能。
[0015]（4）本专利技术的方法操作简单、高效，易于生产，应用前景广阔。
实施方式
[0016]下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术，而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
[0017]一种三维多孔电磁屏蔽导热材料的制备方法，具体步骤如下：（1）碳化三维多孔材料的制备：取100g去皮天然丝瓜络，用去离子水清洗至无杂质，然后置于真空干燥箱中在60℃真空干燥24h，将干燥好的丝瓜络放进试管炉中进行高温碳化，设定温度为600℃，碳化气体氛围为氢气:氩气=5:95（体积分数），时间1h后，经浸泡、洗涤、过滤、干燥后制得碳化三维多孔材料，制得的碳化三维多孔材料长度为300μm，直径为50μm，备用；（2）表面改性与接枝：取100g步骤（1）制得碳化三维多孔材料加入质量浓度为0.5%硅烷偶联剂KH
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550乙醇溶液中，充分搅拌后加入150g四针状氧化锌晶须，于氮气气氛下40℃磁力搅拌充分反应12 h后去离子水震荡冲洗至中性，真空烘干制得四针状氧化锌晶须接枝碳化三维多孔材料；（3）化学镀：制备100mL浓度为0.1mol/L银氨溶液和50mL浓度为0.4mol/L甲醛溶液待用；将步骤（2）制得的四针状氧化锌晶须接枝碳化三维多孔材料使用高速剪切机均匀分散在甲醛溶液中，边搅拌边缓慢滴入银氨溶液，滴加完成之后保持搅拌5h后经过滤、清洗、烘干制得三维多孔电磁屏蔽导热材料；经测试，三维多孔电磁屏蔽导热材料表面镀银厚度为0.05μm，银的质量百分比为0.5%。
[0018]将上述制得三维多孔电磁屏蔽导热材料应用于5G通讯基站的高导热电磁屏蔽橡胶，经测试，其性能为：电磁屏蔽效能：67dB（0.03
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18GHz频段），导热系数：0.85W/m
·
k，拉伸
强度：9.5MPa，断裂伸长率：230%，密度：1.8g/cm3。
实施例2
[0019]一种三维多孔电磁屏蔽导热材料的制备方法，具体步骤如下：（1）碳化三维多孔材料的制备：取150g去皮天然丝瓜络，用去离子水清洗至无杂质，然后置于真空干燥箱中在80℃真空干燥18h，将干燥好的丝瓜络放进试管炉中进行高温碳化，设定温度为800℃，碳化气体氛围为氢气:氩气=5:95（体积分数），时间2h后，经浸泡、洗涤、过滤、干燥后制得碳化三维多孔材料，制得的碳化三维多孔材料长度为350μm，直径为80μm，备用；（2）表面改性与接枝：取100g步骤（1）制得碳化三维多孔材料加入质量浓度为1.0%硅烷偶联剂KH
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5560丙酮溶液中，充分搅拌后加入150g四针状氧化锌晶须，于氮气气氛下55℃磁力搅拌充分反应15h后去离子水震荡冲洗至中性，真空烘干制得四针状氧化锌晶须接枝碳化三维多孔材料；（3）化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维多孔电磁屏蔽导热材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）碳化三维多孔材料的制备：取100~200g去皮天然丝瓜络，用去离子水清洗至无杂质，然后置于真空干燥箱中在60~100℃真空干燥12~24h，将干燥好的丝瓜络放进试管炉中进行高温碳化后经浸泡、洗涤、过滤、干燥后制得碳化三维多孔材料，备用；（2）表面改性与接枝：取100g步骤（1）制得碳化三维多孔材料加入偶联剂溶液中，充分搅拌后加入150g四针状氧化锌晶须，于氮气气氛下40~60℃磁力搅拌充分反应12~24 h后去离子水震荡冲洗至中性，真空烘干制得四针状氧化锌晶须接枝碳化三维多孔材料；（3）化学镀：制备100mL银氨溶液和50mL甲醛溶液待用；将步骤（2）制得的四针状氧化锌晶须接枝碳化三维多孔材料使用高速剪切机均匀分散在甲醛溶液中，边搅拌边缓慢滴入银氨溶液，滴加完成之后保持搅拌5~10h后经过滤、清洗、烘干制得三维多孔电磁屏蔽导热材料；步骤（1）所述高温碳化条件为：温度为600~800℃，碳化气体氛围为氢气:氩气=5:95（体积分数），时间1~3h；步骤（1）所述制得的碳化三维多孔材料长度为300~100...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴惠民，力伟，林宇霖，余丽玲，彭超，
申请(专利权)人：福州市福塑科学技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：