[发明专利]智能导电复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于导电高分子复合材料，涉及一种智能导电复合材料及制备方法，可应用于电磁屏蔽领域。

背景技术

本发明是一种针对电磁屏蔽领域提出的智能导电复合材料，通过材料的结构设计和制备，使材料中的导电颗粒在外电磁场诱导下产生取向而显著提高复合材料的定向导电性能，从而提高其电磁屏蔽效能。

随着现代科学技术的迅速发展，电子电气设备不断向集成化和微型化方向发展，由此带来的电磁干扰危害日益严重。导电硅橡胶是将一种或多种填充材料与高分子硅橡胶和其他助剂充分混合，经挤出成型或注射成型方法加工而成的复合材料。导电硅橡胶作为一种能通过产生吸收或反射损耗有效削弱或抑制电磁干扰危害的复合型弹性体，已成为目前一种新兴的电磁屏蔽材料。空间电磁场特别是其方向经常因设备安装、维护等而发生变化，电磁屏蔽材料如果能够随电磁场变化而出现结构调整，实现材料性能的优化，抗电磁干扰更加有效。因此电磁场方向屏蔽材料的智能化是发展的最主要趋势之一，其中针对波动电磁场开发材料随动性、取向性等智能性又是当前的最前沿趋势。

专利CN 101724361B(申请日：2008年12月30日，公开日：2011年12月7日)公开了一种各向异性导电胶和导电膜以及电连接方法,该导电胶由下列成分制备：(1)20-40w％的可交联固化树脂，其中，至少部分为光固化树脂，至少部分为热固化树脂；(2)5-20w％的活性单体；(3)总量为1-8w％的热固化剂和光固化剂；(4)10-40w％的热塑性树脂；(5)可选的3-15w％的增塑剂；以及(6)20-70w％的导电颗粒。该材料的各向异性是在使用时加压固化获得加压方向导电，非压力方向不导电，且固化后性能不再发生变化。另外，该材料采用热固性树脂作为基体，没有弹性，不能作为弹性密封材料，而是用于带有不透明电路或导电元件的基板之间的电连接。

专利号：ZL201010112057(公开号：101775205A，专利申请日：2010年2月9日，公开日2010年7月14日)公开了一种各向异性感压导电橡胶及其制备方法，用于印刷电路板可靠性测试，也可以用来制造各种压敏传感器。该橡胶质量组成：聚合性树脂100份，白炭黑1-3份，交联剂5-10份，球形导电颗粒80-100份，硅烷偶联剂0.1-0.3份，防老剂0.5-3份，消泡剂0-0.1份，防沉剂0-0.1份，溶剂乙酸乙酯10份。制备时将混合搅匀后的液体材料涂覆在模具中，在≥4000高斯电磁场中，60℃保持4小时以上，从模具上揭下即得。本橡胶可用于高密度线路板测试，在测试基板最小间距为0.25mm，最小焊盘面积0.05mm²以下，寿命达15000次。此专利在制备时叠加了磁场，但磁场只是起磁化作用，使填充的导电颗粒具有磁性；同时，其中的磁性颗粒为球形，使得其填充分数高达80份以上，成本高，而且由于球形颗粒的表面张力最小，在胶体中的沉降阻力最小，因此容易发生沉降而使其分布不均匀。该橡胶使用时是单一结构，在固体状态下工作。此外，该专利并未报道出这种导电橡胶的各向异性指标。

专利CN201210011604.7(申请日：2012年1月13日，公开日：2012年7月25日)公开了一种各向异性导电橡胶及其制备方法，应用于机器人皮肤的敏感材料。其原料(按质量份)构成为：液体硅橡胶100份；补强填料2-5份；一维导电组份6-15份；石脑油或乙酸乙酯10份。其制备方法是在将各组份混合均匀后浇注在模具中，将模具置于强度不小于400V/m的匀强电场中，室温下静置至固化成型，脱模即得。该发明橡胶邵氏硬度为45-53，各向异性电阻率差别在10⁵量级以上。该材料的基础电阻率在10^-1～10⁵Ω·m，阻值较大，不适合作为电磁屏蔽导电材料。而且该材料也是单一结构，固态下使用。