一种结构吸波散热柔性复合材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及散热及吸波材料制备的技术领域，尤其涉及一种结构吸波散热柔性复合材料及其制备方法。


背景技术：

2.随着电子设备集成化程度的提高，设备之间的电磁干扰问题成为影响设备及操作人员正常工作的主要因素。同时，高度集成化也导致设备功耗较大，热量集中，设备内部热量如不及时排出将导致设备无法运转，影响使用效率。目前，一般在电磁波敏感的电子元件上覆盖吸波片来降低电磁波干涉(杂讯)，以使电磁波敏感的电子元件运作正常；其中，电磁波干涉的来源例如是其他电子元件的电磁波或电磁波敏感的电子元件的被反射电磁波。一般来说，吸波片的厚度越厚，吸波片的吸波效果越好，可以减轻电磁波干涉的情形。但厚度越厚的吸波片不利于电子元件的散热，反而使电子元件处于过热的高风险中。
3.因此，有必要开发一种结构吸波散热柔性复合材料以解决上述技术缺陷。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术的缺陷，本发明提供一种结构吸波散热柔性复合材料的制备方法，包括步骤：
5.(1)提供短纤维织布，所述短纤维织布包括织布本体及连接在所述织布本体的纤维；
6.(2)将所述短纤维织布进行处理使得所述短纤维织布中的纤维表面包覆第一金属层，所述第一金属层为镍层、镍铜层或铜层；
7.(3)于所述第一金属层表面包覆第二金属层，所述第二金属层为黑镍层或枪镍层，所述纤维及依次包覆在所述纤维表面的所述第一金属层、所述第二金属层形成金属毛，制得半成品；
8.(4)提供基材层，所述基材层表面叠设有石墨膜；
9.(5)将半成品的一侧朝所述石墨膜复合，靠近所述石墨膜一侧的所述金属毛嵌入所述石墨膜内，得到结构吸波散热柔性复合材料。
10.与现有技术相比，本发明结构吸波散热柔性复合材料的制备方法，巧妙的借助短纤维织布上的短毛结构，先在其表面形成第一金属层，再于第一金属层表面形成第二金属层，再将其与石墨膜复合，得到结构吸波散热柔性复合材料。即在织布本体的周向形成若干类似松毛结构的金属毛，第一金属层和第二金属层均具有良好的散热效果从而使得金属毛具有良好的散热效果，发热体的热量经石墨膜快速分散，又通过金属毛快速辐射出去，有效地提高了散热效果；同时，远离石墨膜一侧的金属毛，因各金属毛之间具有间隙，形成黑洞效果，可以吸收电磁波。因此，本发明的结构吸波散热柔性复合材料既可以快速散热，又能吸收电磁波，且制备工艺简单，成本低。
11.在一些实施例中，步骤(1)中，所述短纤维织布中的所述纤维的长度控制为1-20μ
m。
12.在一些实施例中，步骤(1)中，所述短纤维织布中的靠近所述石墨膜的一侧的纤维为短毛，所述短毛的长度控制为1-5μm；
13.所述短纤维织布中的远离所述石墨膜的一侧的纤维为长毛，所述长毛的长度控制为5-20μm。
14.在一些实施例中，所述短毛的长度控制为1-4μm；所述长毛的长度控制为8-20μm。
15.在一些实施例中，步骤(1)中，所述短纤维织布选自涤纶布、玻纤布、尼龙布、芳纶布、陶瓷纤维布中的至少一种。
16.在一些实施例中，步骤(2)中，所述第一金属层通过化学镀、电镀或真空镀形成。
17.在一些实施例中，形成所述第二金属层后浸入色浆中在所述第二金属层表面包覆涂层，所述纤维及依次包覆在所述纤维表面的所述第一金属层、所述第二金属层、所述涂层形成所述金属毛。
18.相应地，本发明还提供一种结构吸波散热柔性复合材料，采用上述的结构吸波散热柔性复合材料的制备方法制得，该结构吸波散热柔性复合材料既可以快速散热，又能吸收电磁波。
附图说明
19.图1为本发明结构吸波散热柔性复合材料的结构示意图。
20.图2为图1所示结构吸波散热柔性复合材料中a处的放大图。
21.图3为本发明的结构吸波散热柔性复合材料的制备工艺流程图。
22.符号说明
23.织布本体10，纤维20，长毛21，短毛23，第一金属层30，第二金属层40，涂层50，石墨膜60中，基材层70，金属毛100。
具体实施方式
24.以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
25.请参考图1-图2，本发明的结构吸波散热柔性复合材料包括织布本体10及连接在织布本体10的纤维20，纤维20表面依次包覆第一金属层30、第二金属层40和涂层50，纤维20及包覆在纤维20表面的第一金属层30、第二金属层40和涂层50形成金属毛100，织布本体10一侧与石墨膜60复合，该侧的金属毛100嵌入石墨膜60中，石墨膜60另一侧设有基材层70，用于保护石墨膜60，也可用于与外界相连。
26.请参考图3，提供本发明的结构吸波散热柔性复合材料的制备工艺流程图，从图3可知，该制备方法包括步骤：
27.(s1)提供短纤维织布，短纤维织布包括织布本体10及连接在织布本体10的纤维20；
28.(s2)将所述短纤维织布进行处理使得短纤维织布的纤维20表面包覆第一金属层
30，所述第一金属层30为镍层、镍铜层或铜层；
29.(s3)于所述第一金属层30表面包覆第二金属层40，第二金属层40为黑镍层或枪镍层，纤维20及包覆在纤维20表面的第一金属层30、第二金属层40形成金属毛100，制得半成品；
30.(s4)提供基材层70，所述基材层70表面叠设有石墨膜60；
31.(s5)将半成品的一侧朝石墨膜60复合，靠近石墨膜60一侧的金属毛100嵌入石墨膜内，得到结构吸波散热柔性复合材料。
32.在上述技术方案中，本发明结构吸波散热柔性复合材料的制备方法，巧妙的借助短纤维织布上的短毛结构，先在其表面形成第一金属层，再于第一金属层表面形成第二金属层，再将其与石墨膜复合，得到结构吸波散热柔性复合材料。即在织布本体的周向形成若干类似松毛结构的金属毛，第一金属层和第二金属层均具有良好的散热效果从而使得金属毛具有良好的散热效果，发热体的热量经石墨膜快速分散，又通过金属毛快速辐射出去，有效地提高了散热效果；同时，远离石墨膜一侧的金属毛，因各金属毛之间具有间隙，形成黑洞效果，可以吸收电磁波。因此，本发明的结构吸波散热柔性复合材料既可以快速散热，又能吸收电磁波，且制备工艺简单，成本低。
33.有的实施例中，短纤维织布的纤维长度控制1-20μm，比如1-5μm，5-15μm，5-20μm，8-20μm，示例地，短纤维织布的纤维长度控制为1μm、3μm、5μm、7μm、10μm、15μm、17μm、20μm。进一步地，通过剪毛的方式处理短纤维织布靠近石墨膜的一侧的纤维(定义为短毛23，如图3所示)，使得该侧的纤维长度短于远离石墨膜的一侧的纤维(定义为长毛21，如图3所示)，短毛23的纤维长度控制为1-5μm，优选为1-4μm，更有利于热量传输，提高散热效率；长毛23的纤维长度控制为5-20μm，优选为8-20μm，更有利于吸收电磁波。
34.有的实施例中，短纤维织布选自涤纶布、玻纤布、尼龙布、芳纶布、陶瓷纤维布、聚酯纤维布中的至少一种。作为示例地，短纤维织布为聚酯纤维布或玻纤布，但不以此为限。
35.有的实施例中，所述第一金属层通过化学镀、电镀或真空镀形成。也就是说，示例地，将短纤维织布放置于含镍镀液中，通过化学镀的方式在短纤维织布的纤维表面形成一层第一金属层，不仅可以提高纤维的挺立性能，还提高传热效果。进一步地，通过电镀或化学镀的方式在第一金属层表面形成黑镍层或枪镍层，具有很好的抗腐蚀作用，对第一金属层进行保护，同时兼具消光作用，有利于促进电磁波的吸收。示例地，将已经形成第一金属层的产品放置可形成黑镍的镀液中，通过电镀的方式在第一金属层表面形成第二金属层。对于电镀、化学镀及真空镀等表面处理技术，属于本领域常用技术方案，在此不进行阐述。
36.应该理解的是，石墨膜具有良好的散热效果，为了保护石墨膜，提供基材层，基材层可选用散热材料，比如可为但不限于布基材、塑料基材、金属基材、玻璃基材、陶瓷基材等。示例地，该基材层为布基材，但不以此为限。
37.有的实施例中，为了进一步提高材料的吸波性能，将形成所述第二金属层后浸入色浆中获得涂层，所述色浆为蓝色、绿色、黄色或者黑色色浆。作为示例地，将第二金属层后浸入绿色色浆中获得涂层，绿色色浆的组分是常用的色浆材料，因此，不再阐述。
38.最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，但是也并不仅限于实施例中所列，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而
不脱离本发明技术方案的实质和范围。

技术特征：
1.一种结构吸波散热柔性复合材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：(1)提供短纤维织布，所述短纤维织布包括织布本体及连接在所述织布本体的纤维；(2)将所述短纤维织布进行处理使得所述短纤维织布中的纤维表面包覆第一金属层，所述第一金属层为镍层、镍铬层、镍铜层或铜层；(3)于所述第一金属层表面包覆第二金属层，所述第二金属层为镍层、黑镍层或枪镍层，所述纤维及依次包覆在所述纤维表面的所述第一金属层、所述第二金属层形成金属毛，制得半成品；(4)提供基材层，所述基材层表面叠设有石墨膜；(5)将半成品的一侧朝所述石墨膜复合，靠近所述石墨膜一侧的所述金属毛嵌入所述石墨膜内，得到结构吸波散热柔性复合材料。2.根据权利要求1所述的结构吸波散热柔性复合材料，其特征在于，步骤(1)中，所述短纤维织布中的所述纤维的长度控制为1-20μm。3.根据权利要求2所述的结构吸波散热柔性复合材料，其特征在于，步骤(1)中，所述短纤维织布中的靠近所述石墨膜的一侧的纤维为短毛，所述短毛的长度控制为1-5μm；所述短纤维织布中的远离所述石墨膜的一侧的纤维为长毛，所述长毛的长度控制为5-20μm。4.根据权利要求3所述的结构吸波散热柔性复合材料，其特征在于，所述短毛的长度控制为1-4μm；所述长毛的长度控制为8-20μm。5.根据权利要求1所述的结构吸波散热柔性复合材料，其特征在于，步骤(1)中，所述短纤维织布选自涤纶布、玻纤布、尼龙布、芳纶布、陶瓷纤维布中的至少一种。6.根据权利要求1所述的结构吸波散热柔性复合材料，其特征在于，步骤(2)中，所述第一金属层通过化学镀、电镀或真空镀形成。7.根据权利要求1所述的结构吸波散热柔性复合材料，其特征在于，形成所述第二金属层后浸入色浆中在所述第二金属层表面包覆涂层，所述纤维及依次包覆在所述纤维表面的所述第一金属层、所述第二金属层、所述涂层形成所述金属毛。8.一种结构吸波散热柔性复合材料，其特征在于，根据权利要求1-7任一项所述的结构吸波散热柔性复合材料的制备方法制得。

技术总结
本发明公开一种结构吸波散热柔性复合材料及其制备方法，该方法包括步骤：(1)提供短纤维织布，短纤维织布包括织布本体及连接在织布本体的纤维；(2)将短纤维织布进行处理使得短纤维织布中的纤维表面包覆第一金属层，第一金属层为镍层、镍铜层或铜层；(3)于第一金属层表面包覆第二金属层，第二金属层为黑镍层或枪镍层，纤维及依次包覆在纤维表面的第一金属层、第二金属层形成金属毛，制得半成品；(4)提供基材层，基材层表面叠设有石墨膜；(5)将半成品的一侧朝石墨膜复合，靠近石墨膜一侧的金属毛嵌入石墨膜内，得到结构吸波散热柔性复合材料。该结构吸波散热柔性复合材料既可以快速散热，又能吸收电磁波，且制备工艺简单，成本低。成本低。成本低。


技术研发人员：李金明
受保护的技术使用者：江西鸿美新能源科技有限公司
技术研发日：2023.05.16
技术公布日：2023/8/9