一种低频高性能导热吸波材料及其制备方法与流程

本发明涉及导热吸波材料，尤其是涉及一种低频高性能导热吸波材料及其制备方法。

背景技术：

1、导热吸波材料兼具导热与电磁波吸收功能，可导出器件热量并衰减电磁辐射。目前市面产品主要工作频段集中于2 ghz以上，低频材料极少；即便有低频方案，导热系数普遍＜1 w/m·k，难以满足散热需求。新能源汽车电控系统在高压下运行，功率器件既产热又产生电磁干扰，影响车载通信稳定性并加速元件老化，传统分立式散热+屏蔽方案结构复杂、占用空间。理想导热吸波材料需在0.1-2 ghz具良好吸波性能，且导热系数≥2 w/m·k。

2、然而，现有技术尚无同时满足该低频吸波与高导热双重要求的成熟方案。cn119529776a采用真空熔炼制备吸收剂，导热性高、耐老化好，但主频段＞2 ghz；cn111031776a通过引入导电柔性层提升低频性能，但主频在3 ghz，反射损耗仅3～5db，性能一般。

3、有鉴于此，提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种低频高性能导热吸波材料，以至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

2、本发明的目的之二在于提供一种低频高性能导热吸波材料的制备方法。

3、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

4、第一方面，本发明提供一种低频高性能导热吸波材料，其主要原料包括：铁镍合金吸收剂、导热填料、偶联剂、硅油和催化剂；

5、其中，所述铁镍合金吸收剂为片状铁镍合金，所述硅油包括乙烯基硅油和含氢硅油。

6、进一步的，所述铁镍合金吸收剂中，铁含量为10%～90%，其余为镍；

7、优选地，所述导热填料包括氧化铝、氧化锌、氮化硼和氮化铝中的一种或几种；

8、优选地，所述导热填料的平均粒径为0.5μm～80μm；

9、优选地，所述偶联剂包括含乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷和十六烷基三乙氧基硅烷中的一种或多种；

10、优选地，所述乙烯基硅油中乙烯基含量为0.5％～5％；

11、优选地，所述含氢硅油中，氢基含量为0.05％～1.5％；

12、优选地，所述催化剂包括铂金催化剂。

13、进一步的，以质量份数计，所述低频高性能导热吸波材料的主要原料包括：

14、350～850份铁镍合金吸收剂、45～250份导热填料、100份乙烯基硅油、0.5～25份含氢硅油、0.5～15份偶联剂和0.005～0.1份催化剂；

15、进一步优选地，以质量份数计，所述低频高性能导热吸波材料的主要原料包括：

16、400～800份铁镍合金吸收剂、50～200份导热填料、100份乙烯基硅油、1～20份含氢硅油、1～10份偶联剂和0.005～0.1份催化剂。

17、第二方面，本发明提供一种低频高性能导热吸波材料的制备方法，包括：

18、将铁镍合金吸收剂、导热填料、偶联剂、硅油和催化剂混合，在加热条件下搅拌，得到所述低频高性能导热吸波材料。

19、进一步的，所述混合包括：

20、（a）将铁镍合金吸收剂、导热填料、偶联剂和乙烯基硅油混合，并在加热及真空条件下搅拌，得到第一混合物；

21、（b）在所述第一混合物中加入含氢硅油和催化剂，并在第一温度及真空条件下搅拌，得到第二混合物；

22、优选地，步骤（a）中，加热的温度为120℃～180℃，真空度为-0.05mpa～-0.1mpa，加热真空搅拌时间为0.5h～6h；

23、优选地，步骤（b）中，所述第一温度为5℃～25℃，真空度为-0.05mpa～-0.1mpa，搅拌时间为0.5h～3h。

24、进一步的，所述铁镍合金吸收剂通过以下步骤制得：

25、（a）将铁粉和镍粉经机械合金化处理，得到铁镍合金；

26、（b）对所述铁镍合金进行片状化处理；

27、（c）对片状化的铁镍合金进行退火处理，得到所述铁镍合金吸收剂。

28、进一步的，步骤（a）中，所述机械合金化采用行星球磨设备，球料比为10:1～40:1，球磨时间为4 h～40 h；

29、优选地，所述铁粉和所述镍粉的平均粒径各自独立地为2 μm～60 μm。

30、进一步的，步骤（b）中，所述片状化处理采用振动球磨设备，球料比为10:1～40:1，球磨时间为4 h～40 h。

31、进一步的，步骤（c）中，所述退火处理的温度为150～650℃，优选为200～600℃，时间为20 min～5 h，优选为0.5 h～4 h。

32、进一步的，所述制备方法还包括：将所述第二混合物压延成型；

33、优选地，压延成型所得低频高性能导热吸波材料的厚度为1.5 mm-2.5 mm。

34、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

35、本发明提供的低频高性能导热吸波材料，通过铁镍合金吸收剂、导热填料、偶联剂、硅油和催化剂的协同配合，实现低频吸波与高导热性能。铁镍合金吸收剂为片状铁镍合金具有更高磁导率和耐腐蚀性，低频吸波性能显著提升；导热填料的引入有效提高材料整体导热系数；偶联剂改善吸收剂与填料在硅油基体中的分散性与界面结合，增强复合体系稳定性；乙烯基硅油与含氢硅油复配构成可交联硅基体，其中乙烯基硅油提供基础聚合物骨架与交联活性位点，含氢硅油作为交联剂参与固化，二者协同赋予材料良好的成型性、力学柔韧性与环境适应性；各原料共同作用，使材料在0.1-2 ghz频段具备良好吸波能力，同时显著提升导热性能，满足高功率电子器件对散热与电磁兼容的协同要求。

1.一种低频高性能导热吸波材料，其特征在于，其主要原料包括：铁镍合金吸收剂、导热填料、偶联剂、硅油和催化剂；

2.根据权利要求1所述的低频高性能导热吸波材料，其特征在于，所述铁镍合金吸收剂中，铁含量为10%～90%，其余为镍；

3.根据权利要求1所述的低频高性能导热吸波材料，其特征在于，以质量份数计，所述低频高性能导热吸波材料的主要原料包括：

4.如权利要求1-3任一项所述的低频高性能导热吸波材料的制备方法，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的低频高性能导热吸波材料的制备方法，其特征在于，所述混合包括：

6.根据权利要求4所述的低频高性能导热吸波材料的制备方法，其特征在于，所述铁镍合金吸收剂通过以下步骤制得：

7. 根据权利要求6所述的低频高性能导热吸波材料的制备方法，其特征在于，步骤（a）中，所述机械合金化采用行星球磨设备，球料比为10:1～40:1，球磨时间为4 h～40 h；

8. 根据权利要求6所述的低频高性能导热吸波材料的制备方法，其特征在于，步骤（b）中，所述片状化处理采用振动球磨设备，球料比为10:1～40:1，球磨时间为4 h～40 h。

9. 根据权利要求6所述的低频高性能导热吸波材料的制备方法，其特征在于，步骤（c）中，所述退火处理的温度为150～650℃，优选为200～600℃，时间为20 min～5 h，优选为0.5 h～4 h。

10.根据权利要求5所述的低频高性能导热吸波材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：将所述第二混合物压延成型；