[发明专利]一种耐高温金属聚酰亚胺复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种耐高温金属聚酰亚胺复合材料及其制备方法，属于复合材料领域；本发明将金属粉体、聚酰亚胺树脂、分散剂和稀释剂混合后，经过烘干、酰胺化、机械粉碎得到金属聚酰亚胺复合粉体，经过模压成型后得到金属聚酰亚胺复合材料。该方法在聚酰亚胺树脂中引入了金属粉体填料，金属粉体具有良好的耐高温性能和热传导特性，可以有效提升复合材料耐高温性能。此外，金属粉体具有良好的电磁特性，所制备的复合材料可制成多种电磁功能器件。本发明制备的复合材料可耐500℃以上高温，而且具有成型工艺简单、加工性能好、电磁特性可调节等优点，广泛适用于耐高温电磁功能领域。

技术领域

本发明提供一种耐高温金属聚酰亚胺复合材料及其制备方法，属于复合材料技术领域。

背景技术

随着5G技术的不断发展，各类通讯、电子、电气设备的应用越发广泛，对于耐温型电磁功能器件的需求也越来强烈。电磁屏蔽材料可以屏蔽外界电磁波带来的电磁干扰，同时也可以减少设备内部各个元器件之间的电磁干扰，减少设备内部的电磁波泄露，提升设备的可靠性和稳定性。随着各类电子元器件的小型化、集成化，以及工业级大功率电子电气设备的广泛应用，设备使用过程中的发热升温现象越发严重。传统的电磁波屏蔽材料耐热、导热性能较差，难以满足迅速发展的电子行业需求，因此需要开发新一代具有良好耐温性能和导热性能的电磁功能材料。

聚酰亚胺是一类耐热性能突出的的耐高温高分子材料，聚酰亚胺薄膜、聚酰亚胺胶带、聚酰亚胺预浸料复合材料等在电子、通讯、航空航天等领域有着广泛的应用前景。但聚酰亚胺树脂本身是一种透波型材料，介电常数小，介电损耗低、难以满足电子行业对电磁屏蔽/电磁波吸收性能的需求。此外，聚酰亚胺树脂模塑零件的可加工性能、导热性能也有待提升。

目前聚酰亚胺吸波/屏蔽材料的研究主要集中于碳系材料的掺杂改性研究。专利CN109897199A公开了一种添加了碳系片状吸收剂的聚酰亚胺及多孔凝胶材料，改进了材料的吸波特性。专利CN111171318A公开了一种添加了氮化硼、石墨烯的聚酰亚胺材料，具有一定的吸波性能和传热性能。专利CN108252114A公开了一种碳化硅纤维布增强的聚酰亚胺吸波材料，具有一定的吸波性能和抗冲击特性。整体而言，目前报道的聚酰亚胺吸波/屏蔽材料主要为碳系材料改性，由于碳系材料不具有磁性，其对低频通信波段的吸收/屏蔽性能往往较为有限，因此有必要针对通信、电子行业的需求，开发具有更好电磁特性的耐高温复合材料。

发明内容

本发明的目的：针对现有技术的不足，提供一种能耐高温，电磁特性可调节、且具有良好力学性能和导热特性的耐高温金属聚酰亚胺复合材料及其制备方法。

本发明的技术方案：

一种耐高温金属和聚酰亚胺复合材料，所述材料为金属粉体和聚酰亚胺树脂的复合结构，金属粉体均匀分布在聚酰亚胺树脂中，金属粉体的含量为30％～95％，粒径为50nm～10μm。

所述金属粉体为铁粉、镍粉、钴粉、铁基合金粉、镍基合金粉、钴基合金粉中的一种或几种。

一种耐高温金属和聚酰亚胺复合材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)将聚酰亚胺树脂与稀释剂混合配成聚酰亚胺溶液；

(2)在聚酰亚胺溶液中加入金属粉体充分混合，获得金属聚酰亚胺混合浆料；

(3)将金属聚酰亚胺混合浆料放置于烘箱中，升温至60～140℃，保温1～10小时，充分去除混合物中的稀释剂；

(4)将金属聚酰亚胺混合物升温至150℃～280℃，保温2～10小时，进行热处理；

(5)将金属聚酰亚胺混合物进行机械粉碎、过筛，获得金属聚酰亚胺复合粉体；

(6)将金属聚酰亚胺复合粉体放入模具中，高温下模压成型，脱模，即可获得所述耐高温金属和聚酰亚胺复合材料。