复合材料的制作方法

[0001]
本申请要求基于2018年9月28日提交的韩国专利申请第10-2018-0116436号和第10-2018-0116435号的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
[0002]
本申请涉及复合材料。


背景技术：

[0003]
具有高磁导率的材料可以用于各种应用。例如，这样的材料可以用于包括emc芯、低功率高电感谐振电路或宽带变压器等的各种装置或材料中，并且还可以用作吸波器。
[0004]
通常，使用通过轧制具有高磁导率的金属或使用金属颗粒作为填料而制备的呈聚合物复合材料膜形式的材料作为具有高磁导率的材料。
[0005]
然而，在诸如轧制的方法中，由于为了提高金属材料的磁导率，使用多组分材料或在膜上进行结晶，因此存在过程复杂且价格高的问题。
[0006]
此外，当使用金属颗粒作为填料时，应当增加金属颗粒的量以确保高磁导率，并且在这种情况下，膜的柔性差，这也可能存在电绝缘部分中的问题。


技术实现要素：

[0007]
技术问题
[0008]
本申请涉及复合材料。本申请的一个目的是提供具有高磁导率并且还具有优异的机械特性例如柔性的复合材料。所述复合材料可以用于各种应用，其可以例如用作电磁波屏蔽材料等。
[0009]
技术方案
[0010]
本申请用于复合材料。本申请的复合材料可以包括第一区域和第二区域，所述第一区域由具有导电金属组分的金属泡沫形成，所述第二区域由具有软磁金属组分的金属泡沫形成。
[0011]
本申请的呈这样的形式的复合材料表现出高磁导率，并且由金属泡沫形成，从而还具有优异的机械特性例如柔性。
[0012]
由于金属泡沫的独特的表面积和孔特性以及通过金属泡沫材料的多次反射和吸收，复合材料可以由具有高磁导率的材料形成，其中金属泡沫的应用可以确保材料的优异的机械强度和柔性。
[0013]
在本说明书中，术语金属泡沫或金属骨架意指包含金属作为主要组分的多孔结构。在此，金属用作主要组分的事实意指这样的情况：基于金属泡沫或金属骨架的总重量，金属的比率为55重量％或更大、60重量％或更大、65重量％或更大、70重量％或更大、75重量％或更大、80重量％或更大、85重量％或更大、90重量％或更大、或者95重量％或更大。作为主要组分被包含的金属的比率的上限没有特别限制，其可以为例如100重量％、99重量％、或98重量％左右。
[0014]
在本说明书中，术语多孔性可以意指这样的情况：其孔隙率为至少10％或更大、
20％或更大、30％或更大、40％或更大、50％或更大、60％或更大、70％或更大、75％或更大、或者80％或更大。孔隙率的上限没有特别限制，其可以为例如小于约100％，为约99％或更小、约98％或更小、约95％或更小、约90％或更小、约85％或更小、80％或更小、或者约75％或更小左右。孔隙率可以通过计算金属泡沫的密度等以已知的方式来计算。
[0015]
在本说明书中所提及的物理特性中，当测量温度影响相关物理特性时，除非另有说明，否则物理特性在室温下测量。术语室温为没有升温或冷却的自然温度，其可以意指例如在约10℃至约30℃的范围内的温度，或者约23℃或约25℃左右的温度。
[0016]
包含在复合材料中的金属泡沫的形式没有特别限制，但是在一个实例中，其可以为膜状或片状。
[0017]
例如，第一区域和第二区域各自为金属泡沫层，其中第一区域的金属泡沫层和第二区域的金属泡沫层可以彼此层合。图1为以上结构的示意图，其示出了第一区域的金属泡沫层10和第二区域的金属泡沫层20彼此层合的情况。
[0018]
复合材料中的金属泡沫可以具有以下孔特性。以下将描述的孔特性可以在其中第一区域和第二区域的金属泡沫一体化的整个复合材料的范围内，或者在第一区域和第二区域中的任一者的金属泡沫的范围内，并且在一个实例中，第一区域的金属泡沫和第二区域的金属泡沫可以具有相同或不同的孔特性。
[0019]
复合材料中的金属泡沫的孔隙率可以为约10％或更大。具有这种孔隙率的金属泡沫具有形成合适的网络的多孔金属框架，并因此即使应用少量的相关金属泡沫也可以确保高磁导率。在另一个实例中，孔隙率可以为15％或更大、20％或更大、25％或更大、30％或更大、35％或更大、40％或更大、45％或更大、50％或更大、55％或更大、60％或更大、65％或更大、或者70％或更大，或者可以为99％或更小、98％或更小、约95％或更小、约90％或更小、85％或更小、约80％或更小、或者约75％或更小左右。
[0020]
可以进一步控制金属泡沫的孔特性以确保适当的磁导率等。例如，金属泡沫可以包含近似球形、针状或任意形状的孔。例如，金属泡沫的最大孔径可以为约100μm或更小、约90μm或更小、约80μm或更小、约70μm或更小、约60μm或更小、约50μm或更小、45μm或更小、40μm或更小、35μm或更小、或者30μm或更小左右。在另一个实例中，最大孔径可以为约2μm或更大、4μm或更大、6μm或更大、8μm或更大、10μm或更大、12μm或更大、14μm或更大、16μm或更大、18μm或更大、20μm或更大、22μm或更大、24μm或更大、或者26μm或更大。
[0021]
金属泡沫的全部孔的85％或更多的孔的孔径可以为10μm或更小，并且65％或更多的孔的孔径可以为5μm或更小。在此，孔径为10μm或更小或者5μm或更小的孔的孔径的下限没有特别限制，但在一个实例中，孔径可以大于约0μm，为0.1μm或更大、0.2μm或更大、0.3μm或更大、0.4μm或更大、0.5μm或更大、0.6μm或更大、0.7μm或更大、0.8μm或更大、0.9μm或更大、1μm或更大、1.1μm或更大、1.2μm或更大、1.3μm或更大、1.4μm或更大、1.5μm或更大、1.6μm或更大、1.7μm或更大、1.8μm或更大、1.9μm或更大、或者2μm或更大。
[0022]
在此，全部孔中孔径为10μm或更小的孔可以为100％或更少、95％或更少、或者90％或更少左右，孔径为5μm或更小的孔的比率可以为100％或更小、95％或更小、90％或更小、85％或更小、80％或更小、75％或更小、或者70％或更小左右。
[0023]
期望的复合材料可以按照这种孔分布或特性来生产。例如，当复合材料或金属泡沫呈膜、片或层的形式时，孔分布可以基于膜、片或层的主轴方向来确定。
[0024]
如上所述，金属泡沫可以呈膜、片或层的形式。在这种情况下，膜、片或层的厚度可以考虑诸如期望的磁导率的特性来调节。
[0025]
例如，第一区域的金属泡沫层和第二区域的金属泡沫层的总厚度可以在约10μm至2,000μm的范围内。在另一个实例中，总厚度可以为20μm或更大、30μm或更大、40μm或更大、50μm或更大、60μm或更大、70μm或更大、80μm或更大、90μm或更大、或者100μm或更大，或者也可以为1,900μm或更小、1,800μm或更小、1,700μm或更小、1,600μm或更小、1,500μm或更小、1,400μm或更小、1,300μm或更小、1,200μm或更小、1,100μm或更小、1,000μm或更小、900μm或更小、800μm或更小、700μm或更小、600μm或更小、500μm或更小、400μm或更小、300μm或更小、200μm或更小、或者约180μm或更小左右。
[0026]
此外，在此，第一区域的金属泡沫层的厚度(t1)与第二区域的金属泡沫层的厚度(t2)的比率(t2/t1)可以在0.2至10的范围内。在另一个实例中，该比率(t2/t1)可以为约0.3或更大、0.35或更大、或者0.4或更大，或者也可以为9或更小、8或更小、7或更小、6或更小、5或更小、4或更小、或者3.5或更小左右。
[0027]
在本说明书中，当相关目标的厚度不恒定时，厚度可以为目标的最小厚度、最大厚度或平均厚度。
[0028]
通过如上的厚度控制，可以提供期望特性的复合材料。
[0029]
金属泡沫中形成第一区域的金属泡沫可以是导电金属组分的金属泡沫。术语导电金属组分可以意指导电金属或金属合金。在本申请中，术语导电金属或金属合金可以意指在20℃下的电导率为约8ms/m或更大、9ms/m或更大、10ms/m或更大、11ms/m或更大、12ms/m或更大、13ms/m或更大、或者14.5ms/m或更大的金属或金属合金。电导率的上限没有特别限制，其可以为例如约30ms/m或更小、25ms/m或更小、或者20ms/m或更小。
[0030]
导电金属组分的金属泡沫可以意指仅由导电金属组分制成或包含金属组分作为主要组分的金属泡沫。因此，基于总重量，金属泡沫可以包含55重量％或更多、60重量％或更多、65重量％或更多、70重量％或更多、75重量％或更多、80重量％或更多、85重量％或更多、90重量％或更多、或者95重量％或更多的导电金属组分。导电金属组分的比率的上限没有特别限制，其可以为例如100重量％、99重量％、或98重量％左右。
[0031]
可应用的具体导电金属组分的实例可以由镍、铁、钴、银、铜、金、铝、钙、钨、锌、锂、铁、铂、锡、铅、钛、锰、镁或铬等，前述物质中的两者或更多者的合金等来例示，但不限于此。然而，在本申请中，除了所述材料之外，还可以应用已知具有软磁性的各种材料。
[0032]
如上的第一区域的金属泡沫可以被设计成在50khz至3ghz的范围内单独表现出80db或更大的屏蔽效率，这可以通过使用所述材料形成金属泡沫以具有上述孔特性来实现。
[0033]
第二区域的金属泡沫可以为软磁金属组分的金属泡沫。术语软磁金属组分为软磁金属或金属合金，其中软磁性的定义如工业中已知的。在此，软磁金属组分的金属泡沫可以仅由软磁金属组分构成，或者可以意指包含金属组分作为主要组分的金属泡沫。因此，基于总重量，金属泡沫可以以55重量％或更大、60重量％或更大、65重量％或更大、70重量％或更大、75重量％或更大、80重量％或更大、85重量％或更大、90重量％或更大、或者95重量％或更大的量包含软磁金属组分。软磁金属组分的比率的上限没有特别限制，其可以为例如100重量％、99重量％、或98重量％左右。
[0034]
具体软磁金属组分的实例可以由fe/ni合金、fe/ni/mo合金、fe/al/si合金、fe/si/b合金、fe/si/nb合金、fe/si/cu合金或fe/si/b/nb/cu合金等来例示，但不限于此。在此，fe意指铁，ni意指镍，mo意指钼，al意指铝，si意指硅，b意指硼，nb意指铌，以及cu意指铜。然而，在本申请中，除了所述材料之外，还可以应用已知具有软磁性的各种材料。
[0035]
用于生产金属泡沫的各种方法是已知的。在本申请中，如上所述的第一区域和/或第二区域的金属泡沫可以以这样的已知方式生产并应用。此时，复合材料还可以通过将第一区域的金属泡沫和第二区域的金属泡沫一体地形成，或者分别生产它们然后将它们彼此附接来形成。在这种情况下，附接可以用压敏粘合剂层或粘合剂层来进行。因此，在此，当将第一区域的金属泡沫层和第二区域的金属泡沫层层合时，可以在它们之间存在压敏粘合剂层或粘合剂层。
[0036]
作为用于制备金属泡沫的方法，已知对成孔剂(例如盐)和金属的复合材料进行烧结的方法、将金属涂覆在支撑体(例如聚合物泡沫)上并在这种状态下对其进行烧结的方法、或浆料法等。此外，金属泡沫还可以通过韩国专利申请第2017-0086014号、第2017-0040971号、第2017-0040972号、第2016-0162154号、第2016-0162153号或第2016-0162152号等中公开的方法来生产，所述韩国专利申请是本申请人的在先申请。
[0037]
在一个实例中，用于生产本申请的复合材料的方法可以包括对包含软磁金属组分的金属泡沫前体进行烧结以形成第二区域以及对包含导电金属组分的金属泡沫前体进行烧结以形成第一区域的步骤。所述步骤可以同时或顺序地进行，并且当它们顺序地进行时，顺序没有限制。在本申请中，术语金属泡沫前体意指在为了形成金属泡沫而进行的过程例如烧结之前的结构，即在产生金属泡沫之前的结构。此外，即使金属泡沫前体被称为多孔金属泡沫前体，其本身也不一定是多孔的，并且为了方便起见，其可以被称为多孔金属泡沫前体，只要其可以最终形成作为多孔金属结构的金属泡沫即可。
[0038]
在本申请的一个实例中，可以使用至少包含金属组分、分散剂和/或粘结剂的浆料来形成金属泡沫前体。即，浆料可以包含金属组分和分散剂，包含金属组分和粘结剂，或者包含金属组分、分散剂和粘结剂。
[0039]
在此，作为金属组分，可以应用金属粉末。可应用的金属粉末的实例根据目的来确定，其没有特别限制，并且可以应用能够形成上述导电或软磁金属组分的金属粉末或金属合金粉末或金属混合物粉末。
[0040]
金属粉末的尺寸还考虑期望的孔隙率或孔径等来选择，其没有特别限制，但是例如金属粉末的平均粒径可以在约0.1μm至约200μm的范围内。在另一个实例中，平均粒径可以为约0.5μm或更大、约1μm或更大、约2μm或更大、约3μm或更大、约4μm或更大、约5μm或更大、约6μm或更大、约7μm或更大、或者约8μm或更大。在另一个实例中，平均粒径可以为约150μm或更小、100μm或更小、90μm或更小、80μm或更小、70μm或更小、60μm或更小、50μm或更小、40μm或更小、30μm或更小、20μm或更小、15μm或更小、或者10μm或更小。作为金属颗粒中的金属，还可以应用具有不同平均粒径的那些。平均粒径可以考虑期望的金属泡沫的形状(例如，金属泡沫的厚度或孔隙率)来适当地选择。
[0041]
金属粉末的平均粒径可以通过已知的颗粒尺寸分析方法获得，并且例如，平均粒径可以是所谓的d50粒径。
[0042]
浆料中的金属组分(金属粉末)的比率没有特别限制，其可以考虑期望的粘度、过
程效率等来选择。在一个实例中，基于重量，浆料中的金属组分的比率可以为0.5％至95％左右，但不限于此。在另一个实例中，该比率可以为约1％或更大、约1.5％或更大、约2％或更大、约2.5％或更大、约3％或更大、约5％或更大、10％或更大、15％或更大、20％或更大、25％或更大、30％或更大、35％或更大、40％或更大、45％或更大、50％或更大、55％或更大、60％或更大、65％或更大、70％或更大、75％或更大、或者80％或更大，或者可以为约90％或更小、约85％或更小、约80％或更小、约75％或更小、约70％或更小、约65％或更小、60％或更小、55％或更小、50％或更小、45％或更小、40％或更小、35％或更小、30％或更小、25％或更小、20％或更小、15％或更小、10％或更小、或者5％或更小左右。
[0043]
例如，基于重量，形成为形成第一区域的金属泡沫的浆料中的金属组分(金属粉末)的比率可以为约0.5％至95％左右，但不限于此。在另一个实例中，该比率可以为约1％或更大、约1.5％或更大、约2％或更大、约2.5％或更大、约3％或更大、约5％或更大、10％或更大、15％或更大、20％或更大、25％或更大、30％或更大、35％或更大、40％或更大、45％或更大、50％或更大、55％或更大、60％或更大、65％或更大、70％或更大、75％或更大、或者80％或更大，或者可以为约90％或更小、约85％或更小左右，但不限于此。
[0044]
例如，基于重量，形成为形成第二区域的金属泡沫的浆料中的金属组分(金属粉末)的比率可以为约0.5％至95％左右，但不限于此。在另一个实例中，该比率可以为约1％或更大、约1.5％或更大、约2％或更大、约2.5％或更大、约3％或更大、约5％或更大、10％或更大、15％或更大、20％或更大、25％或更大、30％或更大、35％或更大、40％或更大、45％或更大、50％或更大、或者55％或更大，或者可以为约90％或更小、约85％或更小、约80％或更小、约75％或更小、约70％或更小、或者约65％或更小，但不限于此。
[0045]
在一个实例中，形成第一区域的金属泡沫的浆料中的金属组分(金属粉末)的比率与形成第二区域的金属泡沫的浆料中的金属组分(金属粉末)的比率可以彼此不同。
[0046]
可以使用包含分散剂和/或粘结剂以及金属粉末的浆料来形成金属泡沫前体。
[0047]
在此，作为分散剂，例如可以应用醇。作为醇，可以使用具有1至20个碳原子的一元醇，例如甲醇、乙醇、丙醇、戊醇、辛醇、乙二醇、丙二醇、戊醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、甘油、texanol或萜品醇；或者具有1至20个碳原子的二元醇，例如乙二醇、丙二醇、己二醇、辛二醇或戊二醇；或者更高级多元醇；等等，但种类不限于以上。
[0048]
浆料可以包含粘结剂。这样的粘结剂的种类没有特别限制，其可以根据在生产浆料时应用的金属组分和/或分散剂的种类来适当地选择。例如，粘结剂可以由以下来例示：具有含有1至8个碳原子的烷基的烷基纤维素，例如甲基纤维素或乙基纤维素；具有含有1至8个碳原子的亚烷基单元的聚碳酸亚烃酯，例如聚碳酸亚丙酯或聚碳酸亚乙酯；或者基于聚乙烯醇的粘结剂(在下文中，可以称为聚乙烯醇化合物)，例如聚乙烯醇或聚乙酸乙烯酯；等等，但不限于此。
[0049]
这样的浆料中的各组分的比率没有特别限制。这样的比率可以考虑在使用浆料进行过程时的过程效率例如涂覆特性和可成型性来调节。
[0050]
例如，相对于100重量份的上述金属组分，粘结剂可以以约1重量份至500重量份的比率包含在浆料中。在另一个实例中，该比率可以为约2重量份或更大、约3重量份或更大、约4重量份或更大、约5重量份或更大、约6重量份或更大、约7重量份或更大、约8重量份或更大、约9重量份或更大、约10重量份或更大、约20重量份或更大、约30重量份或更大、约40重
量份或更大、约50重量份或更大、约60重量份或更大、约70重量份或更大、约80重量份或更大、约90重量份或更大、约100重量份或更大、约110重量份或更大、约120重量份或更大、约130重量份或更大、约140重量份或更大、约150重量份或更大、约200重量份或更大、或者约250重量份或更大，并且可以为约450重量份或更小、约400重量份或更小、约350重量份或更小、约300重量份或更小、约250重量份或更小、约200重量份或更小、约150重量份或更小、约100重量份或更小、约50重量份或更小、约40重量份或更小、约30重量份或更小、约20重量份或更小、或者约10重量份或更小。
[0051]
例如，在形成第一区域的金属泡沫的浆料中，相对于100重量份的前述金属组分，粘结剂可以以约1重量份至500重量份的比率包含在内。在另一个实例中，该比率可以为约2重量份或更大、约3重量份或更大、约4重量份或更大、约5重量份或更大、约6重量份或更大、约7重量份或更大、约8重量份或更大、或者约9重量份或更大，并且可以为约450重量份或更小、约400重量份或更小、约350重量份或更小、约300重量份或更小、约250重量份或更小、约200重量份或更小、约150重量份或更小、约100重量份或更小、约50重量份或更小、约40重量份或更小、约30重量份或更小、约20重量份或更小、约15重量份或更小、或者约10重量份或更小。
[0052]
例如，在形成第二区域的金属泡沫的浆料中，相对于100重量份的前述金属组分，粘结剂可以以约1重量份至500重量份的比率包含在内。在另一个实例中，该比率可以为约2重量份或更大、约3重量份或更大、约4重量份或更大、约5重量份或更大、约6重量份或更大、约7重量份或更大、约8重量份或更大、约9重量份或更大、约10重量份或更大、约20重量份或更大、约30重量份或更大、约40重量份或更大、约50重量份或更大、约60重量份或更大、或者65重量份或更大，并且可以为约450重量份或更小、约400重量份或更小、约350重量份或更小、约300重量份或更小、约250重量份或更小、约200重量份或更小、约150重量份或更小、约100重量份或更小、约90重量份或更小、约80重量份或更小、或者约75重量份或更小、或者约70重量份或更小。
[0053]
在一个实例中，形成第一区域的金属泡沫的浆料中的粘结剂的比率与形成第二区域的金属泡沫的浆料中的粘结剂的比率可以彼此不同。
[0054]
相对于100重量份的粘结剂，分散剂可以以约10重量份至2,000重量份的比率包含在浆料中。在另一个实例中，该比率可以为约20重量份或更大、约30重量份或更大、约40重量份或更大、约50重量份或更大、约60重量份或更大、约70重量份或更大、约80重量份或更大、约90重量份或更大、约100重量份或更大、约200重量份或更大、约300重量份或更大、约400重量份或更大、约500重量份或更大、约550重量份或更大、约600重量份或更大、或者约650重量份或更大，并且可以为约1，800重量份或更小、约1,600重量份或更小、约1,400重量份或更小、约1,200重量份或更小、约1,000重量份或更小、900重量份或更小左右、800重量份或更小左右、700重量份或更小左右、600重量份或更小左右、500重量份或更小左右、400重量份或更小左右、300重量份或更小左右、200重量份或更小左右、100重量份或更小左右、或者90重量份或更小左右。
[0055]
除非另有说明，否则本文中的单位重量份意指各组分之间的重量比。
[0056]
如有必要，浆料还可以包含溶剂。然而，根据本申请的一个实例，浆料可以不包含溶剂。作为溶剂，可以考虑浆料的组分(例如，金属组分或粘结剂等)的溶解性来使用合适的
溶剂。例如，作为溶剂，可以使用介电常数在约10至120的范围内的溶剂。在另一个实例中，介电常数可以为约20或更大、约30或更大、约40或更大、约50或更大、约60或更大、或者约70或更大，或者可以为约110或更小、约100或更小、或者约90或更小。这样的溶剂可以由水或具有1至8个碳原子的醇(例如乙醇、丁醇或甲醇)、dmso(二甲基亚砜)、dmf(二甲基甲酰胺)或nmp(n-甲基吡咯烷酮)等来例示，但不限于此。
[0057]
当应用溶剂时，相对于100重量份的粘结剂，溶剂可以以约50重量份至400重量份的比率存在于浆料中，但不限于此。在另一个实例中，溶剂的比率可以为约60重量份或更大、约70重量份或更大、约80重量份或更大、约90重量份或更大、约100重量份或更大、约110重量份或更大、约120重量份或更大、约130重量份或更大、约140重量份或更大、约150重量份或更大、约160重量份或更大、约170重量份或更大、约180重量份或更大、或者约190重量份或更大，或者可以为约350重量份或更小、300重量份或更小、或者250重量份或更小，但不限于此。
[0058]
除了上述组分之外，浆料还可以进一步包含必要的已知添加剂。然而，本申请的过程可以使用不包含已知添加剂中的发泡剂的浆料来进行。
[0059]
在本申请的另一个实例中，还可以使用至少包含金属组分、水性溶剂、有机溶剂和表面活性剂的浆料来形成金属泡沫前体。
[0060]
这种类型的浆料中的金属组分的具体细节如上所述。
[0061]
浆料可以包含水性溶剂、有机溶剂和表面活性剂以及金属组分。通过调节浆料中的水性溶剂、有机溶剂和表面活性剂的比率和类型，在金属泡沫前体中形成微乳液，其中这样的乳液可以决定金属泡沫的孔特性。如有必要，还可以使金属泡沫前体经受发泡过程。例如，由于有机溶剂与水性溶剂之间的蒸气压差异，因此具有较大蒸气压的组分可以在发泡过程中蒸发以控制金属泡沫的孔特性。
[0062]
在此，作为水性溶剂，可以应用水或其他极性溶剂，并且通常可以应用水。相对于100重量份的金属粉末，这样的水性溶剂可以以50重量份至200重量份的比率包含在浆料中。在另一个实例中，水性溶剂的比率可以为70重量份至100重量份。
[0063]
在此，作为有机溶剂，可以没有特别限制地选择合适的种类。作为这样的有机溶剂，例如可以应用基于烃的有机溶剂。作为基于烃的有机溶剂，可以应用具有4至12个碳原子的有机溶剂，并且作为其具体实例，可以应用正戊烷、新戊烷、己烷、异己烷、庚烷、异庚烷、辛烷、甲苯、苯、戊炔、己炔、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、环戊烷、环庚烷、环辛烷、环戊烯、环己烯、环庚烯、环辛烯或环戊酮等。相对于100重量份的金属粉末，这样的有机溶剂可以以0.1重量份至3重量份的比率包含在浆料中。
[0064]
应用于浆料的表面活性剂的类型没有特别限制，例如可以应用选自己知的两性表面活性剂、非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂中的任一者，或者前述物质中的两者或更多者的混合物。在如上的表面活性剂中，可以选择用于形成期望的微乳液的合适的种类，并且可以考虑在该过程中应用的水性溶剂和有机溶剂的类型。
[0065]
如已知的，阴离子表面活性剂为其中显示出界面活性的部分是阴离子的表面活性剂，并且作为阴离子表面活性剂，例如可以应用羧酸盐化合物、硫酸盐化合物、羟乙基磺酸盐化合物、磺基琥珀酸盐化合物、牛磺酸盐化合物和/或谷氨酸盐化合物，而不限于此。
[0066]
如已知的，非离子表面活性剂为不分离成离子的表面活性剂，并且作为这样的表
面活性剂，例如可以使用基于烷基聚葡萄糖苷的表面活性剂；基于脂肪酸链烷醇酰胺的表面活性剂；或者呈这样的形式的表面活性剂：环氧乙烷被添加到氧化胺系列和高级醇中以及环氧乙烷被添加到油中；等等。
[0067]
两性表面活性剂为同时具有阴离子位点和阳离子位点的表面活性剂，并且作为这样的表面活性剂，可以应用甜菜碱，例如椰油酰胺丙基甜菜碱或月桂酰胺丙基甜菜碱、椰油甜菜碱或月桂基甜菜碱；或者磺基甜菜碱，例如月桂基羟基磺基甜菜碱、月桂酰胺丙基磺基甜菜碱、椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱或椰油磺基甜菜碱；等等，而不限于此。
[0068]
作为表面活性剂，可以单独使用上述阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂或两性表面活性剂中的任一者，或者可以混合并使用两种或更多种表面活性剂。
[0069]
相对于100重量份的金属粉末，表面活性剂可以以1重量份至10重量份的比率包含在浆料中。
[0070]
除了以上组分之外，浆料还可以包含必要的组分。例如，浆料还可以包含粘结剂。作为粘结剂，例如可以应用如上所述的第一类型的浆料中应用的粘结剂，而没有特别限制。相对于100重量份的金属粉末，粘结剂可以以2重量份至20重量份的比率包含在浆料中。在另一个实例中，该比率还可以为4重量份至10重量份。
[0071]
为了赋予金属泡沫或其前体以塑性，浆料还可以包含增塑剂。作为增塑剂，可以选择可以赋予上述浆料系统或金属泡沫以塑性的合适种类，例如可以应用多元醇、油脂、醚化合物或酯化合物等，而不限于此。
[0072]
当包含增塑剂时，在浆料中的比率没有特别限制，考虑到期望的塑性，可以将其控制在适当的比率。
[0073]
除了如上所述的组分之外，浆料还可以包含另外需要的已知添加剂。
[0074]
使用这样的浆料形成金属泡沫前体的方法没有特别限制。在制造金属泡沫的领域中，用于形成金属泡沫前体的各种方法是已知的，并且在本申请中，可以应用所有这些方法。例如，可以通过将浆料保持在合适的模板中或者通过以适当的方式涂覆浆料来形成金属泡沫前体。
[0075]
当根据本申请的一个实例以膜或片的形式生产金属泡沫时，应用涂覆过程可能是有利的。例如，在将浆料涂覆在合适的基材上以形成前体之后，可以通过以下将描述的烧结过程形成期望的金属泡沫。
[0076]
如有必要，还可以在形成金属泡沫前体的过程中进行适当的干燥和/或发泡过程。在这种情况下，干燥和/或发泡过程的条件没有特别限制，可以控制所述条件以形成期望水平的金属泡沫前体。
[0077]
此外，还可以在适当的条件下进行烧结过程而没有特别限制。例如，可以通过将前体保持在约500℃至2000℃、700℃至1500℃、或800℃至1200℃范围内的温度下来进行烧结，并且还可以任意地选择保持时间。在一个实例中，保持时间可以在约1分钟至10小时左右的范围内，但不限于此。
[0078]
通过这样的烧结过程，可以形成期望的复合材料。例如，在顺序地涂覆形成第一区域的金属泡沫的浆料和形成第二区域的金属泡沫的浆料以一体地形成金属泡沫前体之后，还可以通过烧结来生产复合材料，以及在分别生产第一区域和第二区域的金属泡沫之后，还可以通过使用压敏粘合剂或粘合剂将它们层合来获得期望的复合材料。
[0079]
在一个实例中，复合材料可以包括含导电材料的层作为另外的配置。在此，含导电材料的层是包含导电材料的层。含导电材料的层可以存在于第一区域或第二区域的金属泡沫层上。
[0080]
这样的含导电材料的层在通过结合复数个本申请的复合材料来形成复合材料结构中可以是特别有用的。
[0081]
即，如有必要，可以在复合材料的应用过程中结合复数个单一的复合材料，其中在复合材料之间的界面附近磁导率可能降低，或者当用作电磁波屏蔽材料时屏蔽性能可能降低。此外，除了结合复数个复合材料的情况之外，在第一区域的金属泡沫层与第二区域的金属泡沫层之间的界面处也可能发生相同的现象。通过应用含导电材料的层，可以解决以上问题。
[0082]
含导电材料的层可以存在于第一区域或第二区域的金属泡沫层上，并且可以例如以如图2至图5所示的形式存在。在图2至图6中，10表示第一区域的金属泡沫层，20表示第二区域的金属泡沫层，以及30表示含导电材料的层。
[0083]
即，含导电材料的层可以在与第一区域的金属泡沫层的面向第二区域的金属泡沫层的表面相反的一侧上(图2)，与第二区域的金属泡沫层的面向第一区域的金属泡沫层的表面相反的一侧上(图3)，与第一区域的金属泡沫层的面向第二区域的金属泡沫层的表面相反的一侧和与第二区域的金属泡沫层的面向第一区域的金属泡沫层的表面相反的一侧上(图4)，或者在第一区域的金属泡沫层与第二区域的金属泡沫层之间(图5)。
[0084]
特别地，在图2至图4所示的形式的情况下，它们在以如图6中的形式结合复数个复合材料时可以是有用的。
[0085]
在另一个实例中，在复合材料中，第一区域的金属泡沫层和第二区域的金属泡沫层可以以交错的状态彼此层合，并且含导电材料的层可以形成在第一区域的金属泡沫层的面向第二区域的金属泡沫层的表面中不与第二区域的金属泡沫层交叠的表面上，或者第二区域的金属泡沫层的面向第一区域的金属泡沫层的表面中不与第一区域的金属泡沫层交叠的表面上。
[0086]
在此，第一区域的金属泡沫层和第二区域的金属泡沫层以交错的状态层合的事实可以意指，例如如图7或图8所示，两个金属泡沫层被设置成彼此面对，但是两个金属泡沫层中的至少一个金属泡沫层被层合成具有不与另一个金属泡沫层交叠的部分的情况。在此，交叠是基于在沿着复合材料的法线方向从顶部或底部观察复合材料时。
[0087]
如图7或图8所示，含导电材料的层30可以形成在第一区域的金属泡沫层10的面向第二区域的金属泡沫层20的表面中不与第二区域的金属泡沫层20交叠的表面上，或者第二区域的金属泡沫层20的面向第一区域的金属泡沫层的表面中不与第一区域的金属泡沫层10交叠的表面上。
[0088]
当如图9中结合复合材料时，该结构是有用的。
[0089]
包含在含导电材料的层中的导电材料的种类没有特别限制，只要选择其以表现出适当的电导率即可。例如，作为导电材料，可以使用在20℃下的电导率为约8ms/m或更大、9ms/m或更大、10ms/m或更大、11ms/m或更大、12ms/m或更大、13ms/m或更大、或者14.5ms/m或更大的材料。电导率的上限没有特别限制，其可以为例如约30ms/m或更小、25ms/m或更小、或者20ms/m或更小。
[0090]
作为导电材料，例如，可以使用呈颗粒形式的材料。如果使用呈颗粒形式的导电材料，则颗粒的平均粒径可以在约5μm至500μm的范围内。在另一个实例中，平均粒径可以为约7μm或更大、或者约9μm或更大。在另一个实例中，平均粒径可以为约450μm或更小、约400μm或更小、约350μm或更小、约300μm或更小、约250μm或更小、约200μm或更小、约150μm或更小、100μm或更小、90μm或更小、80μm或更小、70μm或更小、60μm或更小、50μm或更小、40μm或更小、30μm或更小、或者20μm或更小。
[0091]
具体地，导电材料可以由以下来例示：金属，例如镍、铁、钴、银、铜、金、铝、钙、钨、锌、锂、铁、铂、锡、铅、钛、锰、镁或铬，或者前述物质中的两者或更多者的合金，或者诸如石墨、炭黑、碳纤维、碳纳米管或石墨烯的材料，但不限于此。
[0092]
尽管含导电材料的层的具体形式没有特别限制，但考虑到如上所述的复合材料之间的结合可能性，将含导电材料的层形成为压敏粘合剂层或粘合剂层可以是合适的。
[0093]
可应用的压敏粘合剂或粘合剂层的具体种类没有特别限制，例如可以将导电材料引入到包含丙烯酸类树脂、环氧树脂、有机硅树脂、氨基甲酸酯树脂等作为基础树脂的已知的粘合剂或压敏粘合剂中以形成层。可以通过将这样的压敏粘合剂或粘合剂层施加或转移到期望的位置来形成含导电材料的层。
[0094]
尽管层中的导电材料的比率没有特别限制，但是例如，相对于100重量份的基础树脂，可以以30重量份至200重量份的比率引入导电材料。在另一个实例中，该比率可以为约40重量份或更大、约50重量份或更大、约60重量份或更大、约70重量份或更大、约80重量份或更大、或者约90重量份或更大，或者可以为约180重量份或更小、约160重量份或更小、约140重量份或更小、约120重量份或更小、或者约110重量份或更小左右。
[0095]
本申请还涉及复合材料结构。术语复合材料结构可以指如图6或图9所示其中结合有至少两个单一复合材料的物体。此时，如图6或图9所示，可以经由复合材料中的含导电材料的层来结合复合材料。
[0096]
此外，如图9所示，复合材料结构可以具有这样的结构：单个复合材料中的第一区域的金属泡沫层和第二区域的金属泡沫层以交错的状态彼此层合，单个复合材料中的含导电材料的层形成在第一区域的金属泡沫层的面向第二区域的金属泡沫层的表面中不与第二区域的金属泡沫层交叠的表面上，或者第二区域的金属泡沫层的面向第一区域的金属泡沫层的表面中不与第一区域的金属泡沫层交叠的表面上，并且结合复数个复合材料，使得一个复合材料中的第一区域的金属泡沫层与另一复合材料中的第二区域的金属泡沫层经由含导电材料的层交叠。
[0097]
在此，当含导电材料的层为压敏粘合剂层或粘合剂层时，结合可以意指如上所述经由压敏粘合剂层或粘合剂层附接复合材料的情况。
[0098]
有益效果
[0099]
本申请可以提供具有高磁导率并且还具有优异的机械特性例如柔性的复合材料。所述复合材料可以用于各种应用中，并且例如可以用作电磁波屏蔽材料等。
附图说明
[0100]
图1至图5、图7和图8为本申请的复合材料的示例性形式的示意图。
[0101]
图6和图9为示出复合材料结构的示例性形式的图。
具体实施方式
[0102]
在下文中，将通过实施例和比较例详细地描述本申请，但是本申请的范围不限于以下实施例。
[0103]
实施例1.
[0104]
第一区域的金属泡沫的生产
[0105]
使用平均粒径(d50粒径)小于约10μm的铜(cu)粉末作为金属组分。
[0106]
通过将其中作为分散剂的乙二醇(eg)和作为粘结剂的乙基纤维素(ec)以4∶5的重量比(eg∶ec)混合的混合物与铜粉末混合来制备浆料，使得粘结剂与铜粉末的重量比(cu∶ec)为约10∶1。将浆料以膜的形式涂覆并在约120℃下干燥约1小时以形成金属泡沫前体。此时，涂覆的金属泡沫前体的厚度为约90μm左右。通过在电炉中施加外部热源使前体经受烧结，以使其在氢气/氩气气氛中于约1000℃的温度下保持2小时，并生产出厚度为约25μm左右的铜泡沫。制备的片状铜泡沫的最大孔径处于小于约25μm的水平。
[0107]
第二区域的金属泡沫的生产
[0108]
应用铁和镍的合金(fe/ni＝1/4，重量比)粉末以生产第二区域的金属泡沫。合金粉末的平均粒径(d50)为约7μm左右。将合金粉末与聚乙酸乙烯酯以3∶2(合金粉末∶聚乙酸乙烯酯)的重量比混合以形成浆料。将浆料以膜的形式涂覆并在约1,000℃下干燥约1小时以形成金属泡沫前体。此时，涂覆的金属泡沫前体的厚度为约200μm左右。通过在电炉中施加外部热源使前体经受烧结，以使其在氢气/氩气气氛中于约1000℃的温度下保持2小时，并生产出厚度为约80μm左右的金属泡沫。制备的片状铜泡沫的最大孔径处于小于约10μm的水平。
[0109]
复合材料的生产
[0110]
将生产的铜金属泡沫以及铁和镍的合金金属泡沫用一般的粘合剂膜层合以生产复合材料。
[0111]
复合材料在50khz至3ghz范围内的屏蔽效率大于约90db，并且在50khz至300khz下的磁导率大于约100。根据astm d4935标准测量屏蔽效率，以及根据已知的相对磁导率测量方法测量磁导率。
[0112]
实施例2
[0113]
以与实施例1中相同的方式生产金属泡沫，不同之处在于在生产第一区域的铜金属泡沫(最大孔径小于25μm)时，最终金属泡沫的厚度为70μm左右。此外，以与实施例1中相同的方式生产金属泡沫，不同之处在于在生产第二区域的金属泡沫(最大孔径处于10μm的水平)时，使用乙基纤维素代替聚乙酸乙烯酯，并且最终金属泡沫的厚度为95μm左右。以与实施例1中相同的方式附接第一区域和第二区域的金属泡沫以生产复合材料。复合材料在50khz至3ghz范围内的屏蔽效率大于约90db，并且在50khz至300khz下的磁导率大于约100。
[0114]
实施例3
[0115]
以与实施例1中相同的方式生产金属泡沫，不同之处在于在生产第一区域的铜金属泡沫(最大孔径小于15μm)时，将最终金属泡沫的厚度改变为约100μm左右。此外，以与实施例1中相同的方式生产金属泡沫，不同之处在于在生产第二区域的金属泡沫(最大孔径处于10μm的水平)时，将厚度改变为40μm左右。以与实施例1中相同的方式附接第一区域和第二区域的金属泡沫以生产复合材料。复合材料在50khz至3ghz范围内的屏蔽效率大于约
90db，并且在50khz至300khz下的磁导率大于约100。
[0116]
实施例4
[0117]
以与实施例1中相同的方式生产金属泡沫，不同之处在于在生产第一区域的铜金属泡沫(最大孔径小于25μm)时，将最终金属泡沫的厚度改变为70μm左右。此外，以与实施例1中相同的方式生产金属泡沫，不同之处在于在生产第二区域的金属泡沫(最大孔径处于10μm的水平)时，应用铁和镍的1/3(fe/ni重量比)合金粉末(平均粒径(d50粒径)：9μm)作为金属合金粉末，并且将最终金属泡沫的厚度改变为40μm左右。以与实施例1中相同的方式附接第一区域和第二区域的金属泡沫以生产复合材料。复合材料在50khz至3ghz范围内的屏蔽效率大于约90db，并且在50khz至300khz下的磁导率大于约100。
[0118]
实施例5
[0119]
以与实施例1中相同的方式制备金属泡沫，不同之处在于在生产第一区域的铜金属泡沫(最大孔径小于25μm)时，将最终金属泡沫的厚度改变为70μm左右。此外，以与实施例1中相同的方式生产金属泡沫，不同之处在于在生产第二区域的金属泡沫(最大孔径处于10μm的水平)时，应用铁和镍的1/4(fe/ni，重量比)合金粉末(平均粒径(d50粒径)：7μm)作为金属合金粉末，并且将最终金属泡沫的厚度改变为100μm左右。以与实施例1中相同的方式附接第一区域和第二区域的金属泡沫以生产复合材料。复合材料在50khz至3ghz范围内的屏蔽效率大于约90db，并且在50khz至300khz下的磁导率大于约100。
[0120]
实施例6
[0121]
以相同的方式生产金属泡沫，不同之处在于在生产第一区域的金属泡沫(最大孔径小于10μm)时，应用具有相似平均粒径的铝粉末代替铜粉末，
[0122]
并且将最终金属泡沫的厚度改变为70μm左右。此外，以与实施例1中相同的方式生产金属泡沫，不同之处在于在生产第二区域的金属泡沫(最大孔径处于10μm的水平)时，将最终金属泡沫的厚度改变为40μm左右。以与实施例1中相同的方式附接第一区域和第二区域的金属泡沫以生产复合材料。复合材料在50khz至3ghz范围内的屏蔽效率大于约90db，并且在50khz至300khz下的磁导率大于约100。
[0123]
实施例7.
[0124]
通过应用压敏粘合剂层作为含导电材料的层来生产复合材料。通过将作为导电材料的cnt(碳纳米管)粉末(dp50约10μm)引入到一般的丙烯酸类压敏粘合剂中来制备导电压敏粘合剂。相对于100重量份的作为压敏粘合剂的基础树脂的丙烯酸类树脂，通过将约100重量份的导电材料共混来制备导电压敏粘合剂。当在两个离型膜之间形成导电压敏粘合剂层，然后将其施加至复合材料时，通过如下施加其：将离型膜中的一个离型膜剥离，将通过剥离形成的压敏粘合剂层的表面施加至期望的复合材料的表面，然后将另一个离型膜剥离。
[0125]
首先，使作为第一区域的金属泡沫的以上实施例1中的铜金属泡沫和作为第二区域的金属泡沫的以上实施例1中的铁和镍的合金金属泡沫以图7所示的形式交错，然后用一般的粘合剂膜彼此附接以生产复合材料。之后，如图7所示，将导电压敏粘合剂层施加至第一区域和第二区域的金属泡沫层(10、20)的表面以生产复合材料。复合材料在50khz至3ghz范围内的屏蔽效率大于约90db，并且在50khz至300khz下的磁导率大于约100。
[0126]
实施例8.
[0127]
以与实施例7中相同的方式形成复合材料结构，不同之处在于使用实施例2的金属泡沫作为第一区域的金属泡沫，并且应用实施例2的金属泡沫作为第二区域的金属泡沫。复合材料在50khz至3ghz范围内的屏蔽效率大于约90db，并且在50khz至300khz下的磁导率大于约100。
[0128]
实施例9.
[0129]
以与实施例7中相同的方式形成复合材料结构，不同之处在于使用实施例3的金属泡沫作为第一区域的金属泡沫，并且应用实施例3的金属泡沫作为第二区域的金属泡沫。复合材料在50khz至3ghz范围内的屏蔽效率大于约90db，并且在50khz至300khz下的磁导率大于约100。
[0130]
实施例10.
[0131]
以与实施例7中相同的方式形成复合材料结构，不同之处在于使用实施例4的金属泡沫作为第一区域的金属泡沫，并且应用实施例4的金属泡沫作为第二区域的金属泡沫。复合材料在50khz至3ghz范围内的屏蔽效率大于约90db，并且在50khz至300khz下的磁导率大于约100。
[0132]
实施例11.
[0133]
以与实施例7中相同的方式形成复合材料结构，不同之处在于使用实施例5的金属泡沫作为第一区域的金属泡沫，并且应用实施例5的金属泡沫作为第二区域的金属泡沫。复合材料在50khz至3ghz范围内的屏蔽效率大于约90db，并且在50khz至300khz下的磁导率大于约100。
[0134]
实施例12.
[0135]
以与实施例7中相同的方式形成复合材料结构，不同之处在于使用实施例6的金属泡沫作为第一区域的金属泡沫，并且应用实施例6的金属泡沫作为第二区域的金属泡沫。复合材料在50khz至3ghz范围内的屏蔽效率大于约90db，并且在50khz至300khz下的磁导率大于约100。