[發明專利]一種耐高溫金屬聚酰亞胺復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110531590.0
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113248919B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 胡悅;陳克龍;周卓輝;黃大慶;何山
• 申請（專利權）人: 中國航發北京航空材料研究院
• 主分類號: C08L79/08
• 分類號: C08L79/08;C08K3/08;C08J3/21
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 張淑華

本發明提供一種耐高溫金屬聚酰亞胺復合材料及其制備方法，屬于復合材料領域；本發明將金屬粉體、聚酰亞胺樹脂、分散劑和稀釋劑混合后，經過烘干、酰胺化、機械粉碎得到金屬聚酰亞胺復合粉體，經過模壓成型后得到金屬聚酰亞胺復合材料。該方法在聚酰亞胺樹脂中引入了金屬粉體填料，金屬粉體具有良好的耐高溫性能和熱傳導特性，可以有效提升復合材料耐高溫性能。此外，金屬粉體具有良好的電磁特性，所制備的復合材料可制成多種電磁功能器件。本發明制備的復合材料可耐500℃以上高溫，而且具有成型工藝簡單、加工性能好、電磁特性可調節等優點，廣泛適用于耐高溫電磁功能領域。

技術領域

本發明提供一種耐高溫金屬聚酰亞胺復合材料及其制備方法，屬于復合材料技術領域。

背景技術

隨著5G技術的不斷發展，各類通訊、電子、電氣設備的應用越發廣泛，對于耐溫型電磁功能器件的需求也越來強烈。電磁屏蔽材料可以屏蔽外界電磁波帶來的電磁干擾，同時也可以減少設備內部各個元器件之間的電磁干擾，減少設備內部的電磁波泄露，提升設備的可靠性和穩定性。隨著各類電子元器件的小型化、集成化，以及工業級大功率電子電氣設備的廣泛應用，設備使用過程中的發熱升溫現象越發嚴重。傳統的電磁波屏蔽材料耐熱、導熱性能較差，難以滿足迅速發展的電子行業需求，因此需要開發新一代具有良好耐溫性能和導熱性能的電磁功能材料。

聚酰亞胺是一類耐熱性能突出的的耐高溫高分子材料，聚酰亞胺薄膜、聚酰亞胺膠帶、聚酰亞胺預浸料復合材料等在電子、通訊、航空航天等領域有著廣泛的應用前景。但聚酰亞胺樹脂本身是一種透波型材料，介電常數小，介電損耗低、難以滿足電子行業對電磁屏蔽/電磁波吸收性能的需求。此外，聚酰亞胺樹脂模塑零件的可加工性能、導熱性能也有待提升。

目前聚酰亞胺吸波/屏蔽材料的研究主要集中于碳系材料的摻雜改性研究。專利CN109897199A公開了一種添加了碳系片狀吸收劑的聚酰亞胺及多孔凝膠材料，改進了材料的吸波特性。專利CN111171318A公開了一種添加了氮化硼、石墨烯的聚酰亞胺材料，具有一定的吸波性能和傳熱性能。專利CN108252114A公開了一種碳化硅纖維布增強的聚酰亞胺吸波材料，具有一定的吸波性能和抗沖擊特性。整體而言，目前報道的聚酰亞胺吸波/屏蔽材料主要為碳系材料改性，由于碳系材料不具有磁性，其對低頻通信波段的吸收/屏蔽性能往往較為有限，因此有必要針對通信、電子行業的需求，開發具有更好電磁特性的耐高溫復合材料。

發明內容

本發明的目的：針對現有技術的不足，提供一種能耐高溫，電磁特性可調節、且具有良好力學性能和導熱特性的耐高溫金屬聚酰亞胺復合材料及其制備方法。

本發明的技術方案：

一種耐高溫金屬和聚酰亞胺復合材料，所述材料為金屬粉體和聚酰亞胺樹脂的復合結構，金屬粉體均勻分布在聚酰亞胺樹脂中，金屬粉體的含量為30％～95％，粒徑為50nm～10μm。

所述金屬粉體為鐵粉、鎳粉、鈷粉、鐵基合金粉、鎳基合金粉、鈷基合金粉中的一種或幾種。

一種耐高溫金屬和聚酰亞胺復合材料的制備方法，該方法包括如下步驟：

(1)將聚酰亞胺樹脂與稀釋劑混合配成聚酰亞胺溶液；

(2)在聚酰亞胺溶液中加入金屬粉體充分混合，獲得金屬聚酰亞胺混合漿料；

(3)將金屬聚酰亞胺混合漿料放置于烘箱中，升溫至60～140℃，保溫1～10小時，充分去除混合物中的稀釋劑；

(4)將金屬聚酰亞胺混合物升溫至150℃～280℃，保溫2～10小時，進行熱處理；

(5)將金屬聚酰亞胺混合物進行機械粉碎、過篩，獲得金屬聚酰亞胺復合粉體；

(6)將金屬聚酰亞胺復合粉體放入模具中，高溫下模壓成型，脫模，即可獲得所述耐高溫金屬和聚酰亞胺復合材料。