CN112549700A

CN112549700A - 一种金属-高分子复合材料及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN112549700A
Application number: CN201910913679.6A
Authority: CN
Inventors: 朱才镇; 朱唐; 雷蕾; 王明良; 余振强; 徐坚
Original assignee: Shenzhen University
Current assignee: Shenzhen University
Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2021-03-26

Abstract

本发明提供了一种金属‑高分子复合材料的制备方法，包括：提供金属材料和高分子材料，将高分子材料配制成纺丝液，以金属材料为纺丝接收基板进行纺丝，在金属材料表面形成高分子纤维无纺布；将高分子纤维无纺布和金属材料进行压合，使得高分子纤维无纺布形成致密的高分子材料层，即可得到金属‑高分子复合材料，其中，压合的温度大于高分子纤维无纺布的热变形温度。该制备工艺可以实现超薄的高分子材料层的大面积制备，且高分子材料层为无孔致密的薄膜，与金属材料的结合力强；制得的金属‑高分子复合材料性能优异，可满足新技术、新场景的需求；同时该工艺可用于制备多种功能的金属‑高分子复合材料，以扩大其应用范围。

Description

一种金属-高分子复合材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，特别涉及一种金属-高分子复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

电子信息产业的飞速发展，PCB市场、电磁屏蔽及导热器件及相关产业将迎来新的增长点。高分子材料具有柔性好、绝缘性佳、质轻、低成本等优势，金属材料具有硬度高、导电性好、电磁屏蔽效果好等优势，将两者复合可以制备出多种高性能电子材料、电磁屏蔽材料和导热材料。电子信息产业新技术的不断推进，各种新场景将对金属-高分子复合材料的性能、生产工艺等提出越来越高的要求，比如更佳的挠性、更快捷的制备工艺，更低的成本等。

以覆铜板为例，它是PCB的最基本材料，是一种金属(铜)与高分子组成的复合材料，主要通过压合、涂覆、真空溅射、电镀等方式来制备。例如，日本专利JP2006-272743采用高温辊压机将铜箔和LCP膜压合制成覆铜板；专利201710579838.4公开了一种将由氟树脂与无机填料复合物通过流延、模压、压延或注塑而成的板覆在铜箔表面压合制作覆铜板的技术；专利201611066833.1公开了利用五轴高温压合机将LCP和铜箔压合制备覆铜板的技术；专利201210431513.9先制备了LCP/玻璃纤维布/LCP粘结单元，再通过热压的方式将铜箔/粘结单元/铜箔制作成覆铜板；压合法制备覆铜板的过程较为繁琐，耗时长，并且通常先采用挤出法预先制备高分子膜，导致制备的高分子膜厚度难以做到很薄。专利201910014057.X公开了一种将液晶高分子涂布在铜箔表面，再经过烘烤、退火处理制备覆铜板的技术，该方法也存在制程复杂、设备投入成本较大等问题。专利201210228020.5公开了一种通过离子束溅射在有机高分子薄膜表面镀覆金属的技术；专利CN1550124A采用金属化学镀或真空沉积的方式将铜沉积在液晶聚合物基底上来制备覆铜板，上述方法难以实现大面积制备。

因此，更高性能的金属-高分子复合材料以及更简便快速低成本的制备方法是迫切需要的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种金属-高分子复合材料的制备方法，将金属材料作为纺丝接收基板，高分子材料直接在金属材料表面纺丝形成高分子纤维无纺布，在高于高分子纤维无纺布热变形温度下进行压合，使得高分子纤维无纺布形成致密的高分子材料层，进而得到金属-高分子复合材料，其中高分子纤维无纺布经压合形成超薄的、致密无孔的薄膜，且与金属材料有较强的结合力；高分子纤维无纺布可进行大面积制备，以实现金属-高分子复合材料的大面积制备；同时，该制备工艺简单、过程易于调控，有利于工业化生产，可以满足新技术、新场景的需求，还可以用于制备多种功能的金属-高分子复合材料，以扩大其应用范围。

第一方面，本发明提供了一种金属-高分子复合材料的制备方法，包括：

提供金属材料和高分子材料，将所述高分子材料配制成纺丝液，以所述金属材料为纺丝接收基板进行纺丝，在所述金属材料表面形成高分子纤维无纺布；

将所述高分子纤维无纺布和所述金属材料进行压合，使得所述高分子纤维无纺布形成致密的高分子材料层，即可得到金属-高分子复合材料，其中，所述压合的温度大于所述高分子纤维无纺布的热变形温度。

在本发明中，在高于高分子纤维无纺布热变形温度下进行压合，使高分子纤维无纺布从疏松多孔的纤维结构变为致密无孔的薄膜结构，得到致密的高分子材料层，该高分子材料层的透气率、吸水率低，具有优异的致密性；同时，与现有技术相比，本发明制备工艺中高分子纤维无纺布经压合后易于形成更薄的膜层，满足应用需求。

在本发明中，将金属材料作为纺丝接收基板，高分子材料经过纺丝形成高分子纤维无纺布，并直接附着在金属材料上，在热、溶剂、助剂等的作用下，高分子纤维可以与金属材料之间具有很好的结合，再经过压合，两者之间的结合力进一步提升，与现有技术相比，制得的金属-高分子复合材料中各层之间的结合力显著提升。

在本发明中，通过制备高分子纤维无纺布可以使得高分子材料以及多种填料和助剂大量、均匀地分散在高分子纤维无纺布中，进而能够大量且均匀地分散在最终形成的致密的高分子材料层中，与现有技术相比，大幅度提升了复合材料中高分子材料的含量和均匀性。

在本发明中，通过控制金属材料的尺寸和移动速率，可以快速、大面积制备高分子纤维无纺布，进而实现高分子材料层的大面积制备，即通过简单的制备工艺即可实现金属-高分子复合材料的大面积制备。

在本发明中，通过在纺丝液中添加功能性材料，可以实现多功能的金属-高分子复合材料的制备，以满足新技术、新场景的需求，扩大应用范围。

可选的，所述金属材料的材质包括铜、铝、铁、银、钯、镍、铬、钼、钨、锌、锰、钴、金、锡、铅和不锈钢中的至少一种。

可选的，所述金属材料的厚度为5μm-100μm。

在本发明中，金属材料可以但不限于为金属薄膜、金属片、金属基板等，对金属材料的形状、尺寸并不作限定，可以根据实际应用需要进行选择。

可选的，所述高分子材料包括聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、液晶高分子、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚甲醛、聚醚砜、杂环聚芳醚和聚4-甲基戊烯中的至少一种。

可选的，所述高分子材料的粒径为100nm-5mm。

可选的，所述将所述高分子材料配制成纺丝液之前，还包括对所述高分子材料进行前处理。进一步的，所述对所述高分子材料进行前处理包括干燥、称量、溶解、熔融、排泡和粘度调节中的至少一种。

可选的，所述纺丝液中还包括溶剂、助剂和填料中的至少一种。

进一步的，所述溶剂包括水、乙醇、乙二醇、丙三醇、正丁醇、异丁醇、异丙醇、异戊醇、1,3-丁二醇、丙酮、丁酮、环己酮、甲基异丁基酮、二异丁基酮、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚、二丙二醇甲醚、乙二醇苯醚、缩水甘油醚、乙酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸异戊酯、乙醇酸正丁酯、正己烷、环己烷、正庚烷、正辛烷、异辛烷、甲苯、二甲苯、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、硫酸、五氟苯酚、氟甲基苯酚和三氟乙酸中的至少一种。

进一步的，所述助剂包括消泡剂、抗静电剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、偶联剂、分散剂、粘结剂、吸附剂和着色剂中的至少一种。更进一步的，所述消泡剂包括乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的至少一种。更进一步的，所述抗静电剂包括硬质聚氯乙烯、聚苯乙烯、烷基磺酸钠和乙氧基月桂酷胺中的至少一种。更进一步的，所述抗氧化剂包括酚类抗氧化剂和胺类抗氧化剂中的至少一种。更进一步的，所述抗氧化剂包括单酚、双酚、多酚、对苯二酚、硫代双酚、萘胺、二苯胺、对苯二胺和喹啉中的至少一种。更进一步的，所述紫外线吸收剂包括水杨酸苯酯、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、单苯甲酸间苯二酚酯和4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶中的至少一种。更进一步的，所述偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的至少一种。更进一步的，所述偶联剂包括硅烷偶联剂KH550、KH560、KH570、钛酸酯偶联剂KB-44、KR-38S、KR-TTS中的至少一种。更进一步的，所述分散剂包括聚乙烯蜡、聚丙烯蜡和EVA腊中的至少一种。更进一步的，所述粘结剂包括环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、阿拉伯胶、丁醚化氨基树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚醚砜、丙烯酸酯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物和乙烯丙烯酸共聚物热熔胶中的至少一种。更进一步的，所述吸附剂包括蒙脱土、凹凸棒和硅藻土中的至少一种。具体的，所述着色剂可以但不限于为颜料。

进一步的，所述填料包括导热填料和导电填料中的至少一种。更进一步的，所述导热填料包括氮化铝、氧化锌、氧化镁、氮化硼、二氧化硅、三氧化二铝、碳化硼、碳纳米管、碳纤维、石墨烯、聚氨酯、聚酰胺、聚醚砜、丙烯酸酯、聚丙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物中的至少一种。更进一步的，所述导电填料包括碳填料、金属填料和聚合物填料中的至少一种。可选的，所述碳填料包括碳纳米管、炭黑、石墨、碳纤维和玻璃纤维中的至少一种。可选的，所述金属填料包括金、银、铜、铁、铝、锌、镍、钛、钴、铬、锰、镁、锗、硼、氧化铜、氧化铁、四氧化三铁、氧化钛和氧化钴中的至少一种。可选的，所述聚合物填料包括聚乙炔、聚苯胺、聚噻吩、乙烯丙烯酸共聚物、聚对苯乙烯和聚吡咯中的至少一种。具体的，所述聚合物填料可以但不限于为聚(3,4-亚乙基二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)。

可选的，所述填料的粒径为50nm-500nm。

在本发明中，助剂和填料可以但不限于为金属颗粒、无机材料颗粒、有机高分子材料颗粒、复合材料颗粒或其前驱体等。

进一步的，当所述纺丝液包括所述溶剂时，所述纺丝液中所述高分子材料的质量含量为25％-40％。更进一步的，当所述纺丝液还包括助剂时，所述纺丝液中所述助剂的质量含量为0.5％-20％。更进一步的，当所述纺丝液还包括填料时，所述纺丝液中所述填料的质量含量为1％-40％。

可选的，所述纺丝的方法包括溶液静电纺丝、熔融纺丝和熔喷纺丝中的至少一种。具体的，可以根据实际需要进行选择。可选的，当所述纺丝液包括所述溶剂时，进行溶液静电纺丝。

在本发明中，纺丝液包括溶液纺丝液或熔体纺丝液，也就是说，纺丝液包括通过溶剂溶解的高分子材料溶液纺丝液，或通过加热高分子材料产生的熔融体的熔体纺丝液。

可选的，以所述金属材料为纺丝接收基板进行纺丝之前，还包括对所述金属材料进行前处理。进一步的，对所述金属材料进行前处理包括粗化处理、抗氧化处理、耐热性处理、等离子处理、电晕处理、打磨、清洁和干燥中的至少一种。

在本发明中，纺丝液经过纺丝后形成高分子纤维无纺布，并附着在作为纺丝接收基板的金属材料表面。

可选的，所述金属材料具有相对的第一表面和第二表面，所述高分子纤维无纺布附着在所述金属材料的所述第一表面。进一步的，所述高分子纤维无纺布附着在所述金属材料的所述第一表面和所述第二表面。

可选的，所述高分子纤维无纺布的纤维直径为200nm-20μm。在本发明中，当高分子纤维无纺布的纤维直径低于200nm时，纤维太细，导致纤维之间的空隙过大，压合时纤维自身融平较难形成致密结构，容易产生微孔，不利于致密薄膜的制备；当高分子纤维无纺布的纤维直径大于20μm时，为保证压合时纤维能够融平填充纤维之间的孔径，将导致高分子纤维无纺布的厚度较大，较难制备厚度较低的高分子材料层。因此，当高分子纤维无纺布的纤维直径为200nm-20μm时，纤维能够融平填充纤维之间的孔径，并制备得到超薄的、致密无孔的薄膜。

可选的，所述高分子纤维无纺布的厚度为5μm-200μm。

可选的，所述高分子纤维无纺布的单位面积重量为3g/m²-100g/m²，以使得在后续的压合操作中可以形成致密薄膜。在本发明中，当高分子纤维无纺布的单位面积重量低于3g/m²时，形成的高分子材料层可能会出现微孔，影响高分子材料层的致密性；当高分子纤维无纺布的单位面积重量高于100g/m²时，难以形成较薄的高分子材料层，并且在压合过程中还可能存在由于厚度太厚，导致受热不均匀，影响压合的成膜效果。因此，当高分子纤维无纺布的单位面积重量为10g/m²-100g/m²时，压合过程受热均匀，成膜效果好，制得的高分子材料层既具有优异的致密性，同时没有微孔存在，并且可以具有超薄的厚度。

可选的，所述压合的压力为1MPa-15MPa，时间为1s-30min。在本发明中，压力太小，时间太短，高分子纤维无纺布不易被压制成较薄结构，并且有可能导致最终结构中存在孔洞，影响材料应用时的透气性、吸水性等性能；但压力太大，时间太长，可能会导致高分子纤维无纺布材质的分解、老化严重、过度氧化等现象，不利于较高性能的高分子材料的制备。因此，当压合的压力为1MPa-15MPa，时间为1s-30min时，能够制得性能优异的、致密的高分子材料层，且高分子材料层与金属材料的结合力好。

可选的，所述压合的温度低于所述高分子纤维无纺布的热分解温度。

可选的，所述压合的温度比所述高分子纤维无纺布的热变形温度高至少10℃，且比所述高分子纤维无纺布的热分解温度低至少30℃，更有利于压合工艺的进行，制备较薄且致密的高分子材料层，且有利于进一步提高高分子材料层与金属材料的结合力。

可选的，所述高分子材料层的厚度为1μm-50μm。

可选的，所述高分子材料层在40℃、90％RH、26atm条件下的透气率低于1g/m²·atm·天，在23℃水中浸泡24h吸水率低于1％，即制得的高分子材料层是致密且无孔的薄膜。进一步的，所述高分子材料层在40℃、90％RH、26atm条件下的透气率低于0.7g/m²·atm·天。进一步的，所述高分子材料层在23℃水中浸泡24h的吸水率低于0.8％。

可选的，所述压合之前还包括对所述高分子纤维无纺布进行烧毛、针刺、水刺、热合、化学粘合、压光、电晕处理、等离子体处理、高能辐射处理、静电驻极处理、喷淋、浸渍、干燥、裁边、分切、卷绕和包装中的至少一种操作。

本发明第一方面提供了金属-高分子复合材料的制备方法，将金属材料作为纺丝接收基板，高分子材料经过纺丝形成的高分子纤维无纺布直接附着在金属材料上，通过压合使得所述高分子纤维无纺布形成致密的高分子材料层，得到金属-高分子复合材料。该制备工艺简单、过程易于调控，有利于工业化生产，可以实现超薄、结合力强、性能优异的金属-高分子复合材料的大面积制备，以满足新技术、新场景的需求，扩大应用领域。

第二方面，本发明提供了一种金属-高分子复合材料，通过第一方面所述的金属-高分子复合材料的制备方法制得，所述金属-高分子复合材料包括金属材料和设置在所述金属材料表面的高分子材料层。

在本发明中，所述高分子纤维无纺布经过压合形成致密的高分子材料层。

可选的，所述金属材料的厚度为5μm-100μm。

可选的，所述金属材料与所述高分子材料层之间的结合力大于100N。

可选的，所述高分子材料层的厚度为1μm-50μm。

可选的，所述高分子材料层在40℃、90％RH、26atm条件下的透气率低于1g/m²·atm·天，在23℃水中浸泡24h的吸水率低于1％，高分子材料层具有优异的致密性。

在本发明中，高分子材料层的材质包括高分子材料。可选的，所述高分子材料包括聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、液晶高分子、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚甲醛、聚醚砜、杂环聚芳醚和聚4-甲基戊烯中的至少一种。进一步的，高分子材料层的材质还可以包括助剂和填料中的至少一种。更进一步的，所述助剂包括消泡剂、抗静电剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、偶联剂、分散剂、粘结剂、吸附剂和着色剂中的至少一种。更进一步的，所述填料包括导热填料和导电填料中的至少一种。

在本发明中，所述高分子材料层可以设置在所述金属材料的一个表面，也可以设置在所述金属材料的两个相对的表面上，对此不作限定。

本发明第二方面提供了金属-高分子复合材料中，高分子材料层为致密无孔的薄膜，高分子材料层中材质分布均匀，厚度较薄，与金属材料的结合力强，可满足不同技术、不同场景的需求。

第三方面，本发明提供了一种电子元器件，包括如第二方面所述的金属-高分子复合材料。

在本发明中，所述电子元器件包括电阻、电容器、连接器、电声器件、电子显示器件、光电器件、传感器、印刷电路板、柔性电路板、电路、压电等。具体的，所述电子元器件可以但不限于为印刷电路板、柔性电路板、柔性传感器、电子电路等。可选的，所述金属-高分子复合材料作为所述电子元器件中的电磁屏蔽器件、导热器件、导电器件中的至少一种。进一步的，所述金属-高分子复合材料作为所述电子元器件的覆铜板。具体的可以但不限于，当所述金属-高分子复合材料用于电子元器件时，金属-高分子复合材料中的每一层均具有优异的致密性，可以提高电子元器件隔绝水氧性能等。

本发明的有益效果：

本发明提供了金属-高分子复合材料的制备方法，直接以金属材料为接收基材，高分子材料在金属材料表面直接形成纤维无纺布，再在高于高分子纤维无纺布热变形温度下进行压合，使得高分子纤维无纺布形成致密的高分子薄膜层，得到金属-高分子复合材料。该金属-高分子复合材料具有致密无孔的高分子材料层，且层结构之间的结合力强，整体性能优异；该制备工艺简单、过程易于调控，可以制备超薄的高分子材料层，并且能够大面积制备金属-高分子复合材料，有利于工业化生产，以满足新技术、新场景的需求，还可以用于制备多种功能的金属-高分子复合材料，以扩大其应用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本发明一实施例提供一种金属-高分子复合材料的制备方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，为本发明一实施例提供的一种金属-高分子复合材料的制备方法流程图，包括如下步骤：

步骤S101：提供金属材料和高分子材料，将所述高分子材料配制成纺丝液，以所述金属材料为纺丝接收基板进行纺丝，在所述金属材料表面形成高分子纤维无纺布。

在本发明实施方式中，金属材料的材质包括铜、铝、铁、银、钯、镍、铬、钼、钨、锌、锰、钴、金、锡、铅和不锈钢中的至少一种。进一步的，金属材料的材质包括铜、铝、铁、镍、锌、锰、锡、铅和不锈钢中的至少一种。

在本发明实施方式中，金属材料的厚度为5μm-100μm。可选的，金属材料的厚度为8μm-75μm。进一步的，金属材料的厚度为8μm-40μm。具体的，金属材料的厚度可以但不限于为6μm、9μm、12μm、15μm、22μm、25μm、37μm或41μm。

在本发明实施方式中，高分子材料包括聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、液晶高分子、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚甲醛、聚醚砜、杂环聚芳醚和聚4-甲基戊烯中的至少一种。可选的，所述高分子材料包括液晶高分子。液晶高分子的熔点高、溶解性差，单独直接涂覆或与溶剂混合涂覆在金属材料上、或通过沉积、电镀等方式附着金属材料时，不容易实现大面积的制备，且分布不均匀，而将液晶高分子制成纺丝液后，通过形成高分子纤维无纺布，通过控制金属材料的表面积或通过移动金属材料就可以实现高分子纤维无纺布大面积的制备，即金属-高分子复合材料的大面积制备，制得的高分子材料层具有稳定、优异的性能；此外，现有技术中通过压合的方式将液晶高分子与金属材料进行复合，但此方法中的液晶高分子膜层为挤出成膜，无法制得较薄的膜层，而在本发明中，通过制备工艺，例如控制高分子纤维无纺布的附着厚度以及后续压合工艺参数，即可获得超薄的高分子材料层，提高金属-高分子复合材料的性能，并且该高分子材料层为致密无孔的结构，有利于其应用。具体的，液晶高分子可以但不限于为向列型晶相液晶、近晶型晶相液晶和胆甾醇型液晶中的至少一种。

在本发明实施方式中，高分子材料的粒径为100nm-5mm。可选的，高分子材料的粒径为300nm-2mm。进一步的，高分子材料的粒径为350nm-880nm。具体的，高分子材料的粒径可以但不限于为200nm、460nm、530nm、710nm或800nm。

在本发明实施方式中，将高分子材料配制成纺丝液之前，还包括对高分子材料进行前处理。进一步的，对高分子材料进行前处理包括干燥、称量、溶解、熔融、排泡和粘度调节中的至少一种。

在本发明实施方式中，纺丝液中还包括溶剂、助剂和填料中的至少一种。在本发明中，助剂和填料可以但不限于为金属颗粒、无机材料颗粒、有机高分子材料颗粒、复合材料颗粒或其前驱体等。可选的，溶剂包括水、乙醇、乙二醇、丙三醇、正丁醇、异丁醇、异丙醇、异戊醇、1,3-丁二醇、丙酮、丁酮、环己酮、甲基异丁基酮、二异丁基酮、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚、二丙二醇甲醚、乙二醇苯醚、缩水甘油醚、乙酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸异戊酯、乙醇酸正丁酯、正己烷、环己烷、正庚烷、正辛烷、异辛烷、甲苯、二甲苯、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、硫酸、五氟苯酚、氟甲基苯酚和三氟乙酸中的至少一种。可选的，助剂包括消泡剂、抗静电剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、偶联剂、分散剂、粘结剂、吸附剂和着色剂中的至少一种。进一步的，消泡剂包括乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的至少一种。进一步的，抗静电剂包括硬质聚氯乙烯、聚苯乙烯、烷基磺酸钠和乙氧基月桂酷胺中的至少一种。进一步的，抗氧化剂包括酚类抗氧化剂和胺类抗氧化剂中的至少一种。更进一步的，抗氧化剂包括单酚、双酚、多酚、对苯二酚、硫代双酚、萘胺、二苯胺、对苯二胺和喹啉中的至少一种。进一步的，紫外线吸收剂包括水杨酸苯酯、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、单苯甲酸间苯二酚酯和4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶中的至少一种。进一步的，偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的至少一种。更进一步的，偶联剂包括硅烷偶联剂KH550、KH560、KH570、钛酸酯偶联剂KB-44、KR-38S、KR-TTS中的至少一种。进一步的，分散剂包括聚乙烯蜡、聚丙烯蜡和EVA腊中的至少一种。进一步的，粘结剂包括环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、阿拉伯胶、丁醚化氨基树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚醚砜、丙烯酸酯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物和乙烯丙烯酸共聚物热熔胶中的至少一种。进一步的，吸附剂包括蒙脱土、凹凸棒和硅藻土中的至少一种。具体的，着色剂可以但不限于为颜料。可选的，填料包括导热填料和导电填料中的至少一种。进一步的，导热填料包括氮化铝、氧化锌、氧化镁、氮化硼、二氧化硅、三氧化二铝、碳化硼、碳纳米管、碳纤维、石墨烯、聚氨酯、聚酰胺、聚醚砜、丙烯酸酯、聚丙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物中的至少一种。进一步的，导电填料包括碳填料、金属填料和聚合物填料中的至少一种。在本发明实施方式中，碳填料包括碳纳米管、炭黑、石墨、碳纤维和玻璃纤维中的至少一种。在本发明实施方式中，金属填料包括金、银、铜、铁、铝、锌、镍、钛、钴、铬、锰、镁、锗、硼、氧化铜、氧化铁、四氧化三铁、氧化钛和氧化钴中的至少一种。在本发明实施方式中，聚合物填料包括聚乙炔、聚苯胺、聚噻吩、乙烯丙烯酸共聚物、聚对苯乙烯和聚吡咯中的至少一种。具体的，聚合物填料可以但不限于为聚(3,4-亚乙基二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)。

在本发明中，助剂和/或填料粒径会影响后续制备的高分子纤维无纺布的纤维直径，进而影响后续压合后高分子材料层的致密性。

在本发明实施方式中，助剂的粒径为50nm-500nm，有利于制备纤维直径适宜的高分子纤维无纺布。可选的，助剂的粒径为60nm-450nm，有利于制备纤维直径为200nm-20μm的高分子纤维无纺布，提高压合后高分子材料层的致密性。进一步的，助剂的粒径为80nm-420nm，更有利于提高后续制得的高分子材料层的致密性。具体的，助剂的粒径可以但不限于为55nm、70nm、95nm、195nm或320nm。

在本发明实施方式中，填料的粒径为50nm-500nm，有利于制备纤维直径适宜的高分子纤维无纺布。可选的，填料的粒径为90nm-480nm，有利于制备纤维直径为200nm-20μm的高分子纤维无纺布，提高压合后高分子材料层的致密性。进一步的，填料的粒径为130nm-400nm，更有利于提高后续制得的高分子材料层的致密性。具体的，填料的粒径可以但不限于为70nm、125nm、260nm、285nm或390nm。

在本发明中，通过在纺丝液中增加助剂和/或填料，使得制得的金属-高分子复合材料具有更加优异的性能，例如更优异的介电性能、电磁屏蔽效能、导热性能等。在实际应用中，可以根据需要进行添加助剂和/或填料。在本发明一具体实施例中，纺丝液中还包括玻璃纤维，可以改善金属-高分子复合材料的介电性能和机械强度。在本发明一具体实施例中，纺丝液中还包括铜，可以增加金属-高分子复合材料的电磁屏蔽性能。在本发明一具体实施例中，纺丝液中还包括氮化硼，可以提高金属-高分子复合材料的导热性能。

在本发明实施方式中，当纺丝液包括溶剂时，纺丝液中高分子材料的质量含量为25％-40％。进一步的，纺丝液中高分子材料的质量含量为27％-36％。进一步的，当纺丝液还包括助剂时，纺丝液中助剂的质量含量为0.5％-20％。进一步的，当纺丝液还包括填料时，纺丝液中填料的质量含量为1％-40％。

在本发明实施方式中，纺丝的方法包括溶液静电纺丝、熔融纺丝和熔喷纺丝中的至少一种。具体的，可以根据实际需要进行选择。在本发明一具体实施例中，纺丝液包括溶剂时，进行溶液静电纺丝。在本发明一具体实施例中，将高分子材料进行熔融形成纺丝液，进行熔融纺丝或熔喷纺丝。

在本发明实施方式中，溶液静电纺丝的工艺参数为：金属材料与喷丝口的垂直距离为150mm-250mm，电压为10KV-20KV，喷射速率为5μl/min-10μl/min，金属材料传送带移动速率为0.5mm/s-3mm/s。进一步的，溶液静电纺丝的工艺参数为：金属材料与喷丝口的垂直距离为180mm-230mm，电压为15-18KV，喷射速率为5μl/min-9μl/min，金属材料传送带移动速率为0.8mm/s-2.5mm/s。

在本发明实施方式中，熔喷纺丝的工艺参数为：熔喷纺丝温度为250℃-350℃，热空气温度为260℃-360℃，空气压力为0.2MPa-0.5MPa，金属材料与喷丝口的垂直距离为200mm-350mm，喷射速率为10μl/min-20μl/min，金属材料传送带移动速率为0.5mm/s-3mm/s。进一步的，熔喷纺丝的工艺参数为：熔喷纺丝温度为280℃-350℃，热空气温度为290℃-360℃，空气压力为0.2MPa-0.4MPa，金属材料与喷丝口的垂直距离为250mm-350mm，喷射速率为12μl/min-18μl/min，金属材料传送带移动速率为1mm/s-2.5mm/s。

在本发明实施方式中，以金属材料为纺丝接收基板进行纺丝之前，还包括对金属材料进行前处理。进一步的，对金属材料进行前处理包括粗化处理、抗氧化处理、耐热性处理、等离子处理、电晕处理、打磨、清洁和干燥中的至少一种。

在本发明中，纺丝液经过纺丝形成高分子纤维无纺布，并附着在作为纺丝接收基板的金属材料表面，在热、溶剂、助剂等的作用下，高分子纤维可以很好的与金属材料进行粘合。

在本发明实施方式中，金属材料具有相对的第一表面和第二表面，高分子纤维无纺布附着在金属材料的第一表面。进一步的，高分子纤维无纺布附着在金属材料的第一表面和第二表面。

在本发明实施方式中，高分子纤维无纺布的纤维直径为200nm-20μm。在本发明中，当高分子纤维无纺布的纤维直径低于200nm时，纤维太细，导致纤维之间的空隙过大，压合时纤维自身融平较难形成致密结构，容易产生微孔，不利于致密薄膜的制备；当高分子纤维无纺布的纤维直径大于20μm时，为保证压合时纤维能够融平填充纤维之间的孔径，将导致高分子纤维无纺布的厚度较大，较难制备厚度较低的高分子材料层。因此，当高分子纤维无纺布的纤维直径为200nm-20μm时，纤维能够融平填充纤维之间的孔径，并制备得到超薄的、致密无孔的薄膜。可选的，高分子纤维无纺布的纤维直径为500nm-18μm。进一步的，高分子纤维无纺布的纤维直径为2μm-15μm。具体的，高分子纤维无纺布的纤维直径可以但不限于为800nm、1μm、5μm、8μm、12μm或16μm。

在本发明实施方式中，高分子纤维无纺布的单位面积重量为3g/m²-100g/m²，以使得在后续的压合操作中可以形成致密薄膜。在本发明中，当高分子纤维无纺布的单位面积重量低于3g/m²时，形成的高分子材料层可能会出现微孔，影响高分子材料层的致密性；当高分子纤维无纺布的单位面积重量高于100g/m²时，难以形成较薄的高分子材料层，并且在压合过程中还可能存在由于厚度太厚，导致受热不均匀，影响压合的成膜效果。因此，当高分子纤维无纺布的单位面积重量为3g/m²-100g/m²时，压合过程受热均匀，成膜效果好，制得的高分子材料层既具有优异的致密性，同时没有微孔存在，并且可以具有超薄的厚度。进一步的，高分子纤维无纺布的单位面积重量为8g/m²-95g/m²，进一步提高后续形成的层结构的致密性。更进一步的，高分子纤维无纺布的单位面积重量为20g/m²-85g/m²，更进一步提高后续形成的层结构的致密性。具体的，高分子纤维无纺布的单位面积重量可以但不限于为5g/m²、12g/m²、16g/m²、25g/m²、30g/m²、57g/m²、63g/m²或89g/m²。

步骤S102：将所述高分子纤维无纺布和所述金属材料进行压合，使得所述高分子纤维无纺布形成致密的高分子材料层，即可得到金属-高分子复合材料，其中，所述压合的温度大于所述高分子纤维无纺布的热变形温度。

在本发明实施方式中，压合的压力为1MPa-15MPa，时间为1s-30min。在本发明中，压力太小，时间太短，高分子纤维无纺布不易被压制成较薄结构，并且有可能导致最终结构中存在孔洞，影响材料应用时的透气性、吸水性等性能；但压力太大，时间太长，可能会导致高分子纤维无纺布材质的分解、老化严重、过度氧化等现象，不利于较高性能的高分子材料的制备。因此，当压合的压力为1MPa-15MPa，时间为1s-30min时，能够制得性能优异的、致密的高分子材料层，且高分子材料层与金属材料的结合力好。进一步的，压合的压力为3MPa-14MPa，时间为30s-26min，更有利于使得高分子纤维无纺布形成更薄、更致密的层结构。更进一步的，压合的压力为5MPa-12MPa，时间为3min-26min，或压合的压力为6MPa-12MPa，时间为5min-25min，或压合的压力为8MPa-12MPa，时间为10min-22min。

在本发明中，经过压合后，高分子纤维无纺布由疏松变为致密，同时与金属材料的结合力进一步增强。

在本发明实施方式中，压合的温度大于高分子纤维无纺布的热变形温度，以较高的温度进行压合，使得压合过程更加迅速。进一步的，压合的温度比高分子纤维无纺布的热变形温度高至少10℃，且比高分子纤维无纺布的热分解温度低至少30℃，更有利于压合工艺的进行，制备较薄且致密的高分子材料层，且有利于进一步提高高分子材料层与金属材料的结合力。

在本发明实施方式中，压合之前还包括对高分子纤维无纺布进行烧毛、针刺、水刺、化学粘合、电晕处理、等离子体处理、高能辐射处理、静电驻极处理、喷淋、浸渍、干燥、裁边、分切、卷绕和包装中的至少一种操作，进一步提高后续制得的金属-高分子复合材料的性能，有利于其应用。

在本发明中，高分子纤维无纺布经压合形成致密无孔的高分子材料层，高分子材料层在40℃、90％RH、26atm条件下的透气率低于1g/m²·atm·天，在23℃水中浸泡24h吸水率低于1％。可选的，高分子材料层在40℃、90％RH、26atm条件下的透气率低于0.7g/m²·atm·天。进一步的，高分子材料层在40℃、90％RH、26atm条件下的透气率低于0.4g/m²·atm·天。更进一步的，高分子材料层在40℃、90％RH、26atm条件下的透气率低于0.1g/m²·atm·天。可选的，高分子材料层在23℃水中浸泡24h的吸水率低于0.8％。进一步的，高分子材料层在23℃水中浸泡24h的吸水率低于0.5％。更进一步的，高分子材料层在23℃水中浸泡24h的吸水率低于0.35％。

在本发明实施方式中，高分子材料层的厚度为1μm-50μm。可选的，高分子材料层的厚度为5μm-46μm。进一步的，高分子材料层的厚度为8μm-40μm。具体的，高分子材料层的厚度可以但不限于为10μm、12μm、18μm、23μm、31μm或45μm。

在本发明实施方式中，金属材料与高分子材料层之间的结合力大于100N。进一步的，金属材料与高分子材料层之间的结合力大于150N。具体的，金属材料与高分子材料层之间的结合力大于120N、160N、165N或180N。

在本发明中，高分子材料层可以设置在金属材料的一个表面，也可以设置在金属材料的两个相对的表面上，对此不作限定。在本发明一具体实施例中，金属-高分子复合材料包括金属材料和高分子材料层。在本发明一具体实施例中，金属-高分子复合材料依次包括第一高分子材料层、金属材料和第二高分子材料层。

本发明还提供了通过上述制备方法制得的金属-高分子复合材料，包括金属材料和设置在金属材料表面的高分子材料层。

在本发明中，高分子材料层的材质包括高分子材料，还可以包括助剂和填料中的至少一种。在本发明一具体实施例中，当纺丝液中仅含有高分子材料时，经熔体纺丝制得的高分子纤维无纺布，再经过压合形成致密的高分子材料层，该高分子材料层的材质为高分子材料。在本发明一具体实施例中，当纺丝液中含有高分子材料、导热填料和导电填料时，经熔喷纺丝制得高分子纤维无纺布，再经过压合形成致密的高分子材料层，该高分子材料层的材质包括高分子材料、导热填料和导电填料。

本发明还提供了一种电子元器件，包括如上述的金属-高分子复合材料。

在本发明中，电子元器件包括电阻、电容器、连接器、电声器件、电子显示器件、光电器件、传感器、印刷电路板、柔性电路板、电路、压电等。具体的，所述电子元器件可以但不限于为印刷电路板、柔性电路板、柔性传感器、电子电路等。可选的，金属-高分子复合材料作为电子元器件中的电磁屏蔽器件、导热器件、导电器件中的至少一种。进一步的，所述金属-高分子复合材料作为所述电子元器件的覆铜板。具体的可以但不限于，当金属-高分子复合材料用于电子元器件时，金属-高分子复合材料中的每一层均具有优异的致密性，可以使得电子元器件有效隔绝水氧；或当金属-高分子复合材料中的高分子材料层的材质包括导电填料时，具有该金属-高分子复合材料的电子元器件的导电性能提高；或当金属-高分子复合材料中的高分子材料层的材质包括导热填料时，具有该金属-高分子复合材料的电子元器件的导热性能提高。

本发明将金属材料作为纺丝接收基板，高分子材料经过纺丝形成的高分子纤维无纺布直接附着在金属材料上，通过压合使得高分子纤维无纺布形成致密的高分子材料层，得到金属-高分子复合材料。该制备工艺简单、过程易于调控，有利于工业化生产，制得的金属-高分子复合材料中高分子材料层致密无孔，且与金属材料的结合力强，金属-高分子复合材料具有较薄的厚度以及优异的性能，可满足不同技术、不同场景的需求，可以但不限于作为覆铜板、电磁屏蔽器件、导热器件、导电器件等应用于PCB、FPC、柔性传感器、智能穿戴、电子电路、物联网等众多领域。

实施例1

一种金属-高分子复合材料的制备方法

将液晶高分子倒入纺丝机中，保持温度330℃熔融共混形成纺丝液。

提供厚度10μm的铜箔，同时将铜箔表面进行粗化和抗氧化处理，备用。

将处理好的铜箔置于传送带上，直接作为纺丝接收基材，将纺丝液通过熔喷纺丝制成高分子纤维无纺布并附着在铜箔表面，形成高分子纤维无纺布/金属复合材料；纺丝参数为：熔喷纺丝温度为300℃，热空气温度为320℃，空气压力为0.2MPa，接收基材与喷丝口的垂直距离为300mm，喷射速率为20μl/min，铜箔传送带移动速率为1mm/s。

高分子纤维无纺布/金属复合材料经过五轴高温压合机进行压合，压合温度为350℃，压合压力为10MPa，压合时间为15min，使得高分子纤维无纺布形成致密的高分子材料层，得到金属-高分子复合材料。经测定，该高分子纤维无纺布的平均直径为450nm，铜箔表面高分子纤维无纺布的平均厚度为15μm，高分子纤维无纺布在铜箔表面的单位面积平均重量为28g/m²。经过热压后处理后，高分子材料层的平均厚度约10μm。本实施例中，高分子材料层致密无孔，该高分子材料层在40℃、90％RH、26atm条件下的透气率为0.04g/m²·atm·天，在23℃水中浸泡24h吸水率为0.03％，且与铜箔之间的粘接强度优异，提升金属-高分子复合材料的性能，此外可以大面积的制备该金属-高分子复合材料。

实施例2

一种金属-高分子复合材料的制备方法

按如下质量含量配比制备纺丝液：

提供厚度12μm的铜箔，同时将铜箔表面砂磨、清洗、烘干、等离子体处理备用。

将处理好的铜箔置于传送带上，直接作为纺丝接收基材，将纺丝液通过溶液静电纺丝制成高分子纤维无纺布并附着在铜箔表面，形成高分子纤维无纺布/金属复合材料；纺丝参数为：接收基材与喷丝口的垂直距离为200mm，电压为20KV，喷射速率为5μl/min，铜箔传送带移动速率为1mm/s。

对高分子纤维无纺布/金属复合材料进行干燥后，再经过五轴高温压合机进行压合，压合温度为250℃，压合压力为8MPa，压合时间为10min，使得高分子纤维无纺布形成致密的高分子材料层，得到金属-高分子复合材料。经测定，该高分子纤维无纺布的平均直径为600nm，铜箔表面高分子纤维无纺布的平均厚度为18μm，高分子纤维无纺布在铜箔表面的单位面积平均重量为30g/m²。经过热压后处理后，高分子材料层的平均厚度约12μm。本实施例中，纺丝液中添加的聚氨酯可以在压合过程中起到热熔胶的作用，不仅可以提高高分子纤维无纺布熔融后形成高分子材料层的强度，还可以增强高分子材料层与铜箔之间的粘接强度，提升金属-高分子复合材料的性能。

实施例3

一种金属-高分子复合材料的制备方法：

按如下质量含量混合后倒入纺丝机中，保持温度200℃熔融共混形成纺丝液：

提供厚度12μm的铝箔，同时将铝箔表面砂磨、清洗、烘干，备用。

将处理好的铝箔置于传送带上，直接作为纺丝接收基材，将纺丝液通过熔喷纺丝制成高分子纤维无纺布并附着在铝箔表面，形成高分子纤维无纺布/金属复合材料；纺丝参数为：熔喷纺丝温度为250℃，热空气温度为260℃，空气压力为0.3MPa，接收基材与喷丝口的垂直距离为300mm，喷射速率为20μl/min，铝箔传送带移动速率为2mm/s。

对高分子纤维无纺布/金属复合材料进行干燥后，再经过五轴高温压合机进行压合，压合温度为150℃，压合压力为8MPa，压合时间为30min，使得高分子纤维无纺布形成致密的高分子材料层，得到金属-高分子复合材料。经测定，该高分子纤维无纺布的平均直径为800nm，铝箔表面高分子纤维无纺布的平均厚度为15μm，高分子纤维无纺布在铝箔表面的单位面积平均重量为22g/m²。经过热压后处理后，铝箔表面的高分子材料层的平均厚度约11μm，其中，高分子材料层在40℃、90％RH、26atm条件下的透气率为0.2g/m²·atm·天，在23℃水中浸泡24h吸水率为0.5％。本实施例中，纺丝液中添加的玻璃纤维可以增强高分子材料的强度，添加的偶联剂可以改善聚丙烯树脂与玻璃纤维的界面相容性，添加的抗氧化剂可以改善高分子的抗氧化性能，添加的乙烯-醋酸乙烯共聚物可以在压合过程中起到热熔胶的作用，不仅可以提高高分子纤维无纺布熔融后形成的高分子材料层的强度，还可以增强高分子材料层与铝箔之间的粘接强度，提升金属-高分子复合材料的性能。

实施例4

一种金属-高分子复合材料的制备方法：

按如下质量含量混合后倒入纺丝机中，保持温度320℃熔融共混形成纺丝液：

提供厚度10μm的铜箔，同时将铜箔表面进行抗氧化处理，备用。

将处理好的铜箔置于传送带上，直接作为纺丝接收基材，将纺丝液通过熔喷纺丝制成高分子纤维无纺布并附着在铜箔表面，形成高分子纤维无纺布/金属复合材料；纺丝参数为：熔喷纺丝温度为320℃，热空气温度为330℃，空气压力为0.2MPa，接收基材与喷丝口的垂直距离为300mm，喷射速率为20μl/min，铜箔传送带移动速率为2mm/s。

高分子纤维无纺布/金属复合材料经过五轴高温压合机进行压合，压合温度为350℃，压合压力为10MPa，压合时间为10min，使得高分子纤维无纺布形成致密的高分子材料层，得到金属-高分子复合材料。经测定，该高分子纤维无纺布的平均直径为500nm，铜箔表面高分子纤维无纺布的平均厚度为20μm，高分子纤维无纺布在铜箔表面的单位面积平均重量为35g/m²。经过热压后处理后，高分子材料层的平均厚度约16μm，高分子材料层在40℃、90％RH、26atm条件下的透气率为0.05g/m²·atm·天，在23℃水中浸泡24h吸水率为0.03％。本实施例中，纺丝液中添加的低介电常数玻璃纤维和碳酸钙可以降低高分子材料层的介电常数，提高金属-高分子复合材料的介电性能，可作为高频覆铜板材料使用。

实施例5

一种金属-高分子复合材料的制备方法：

按如下质量含量配比制备纺丝液：

提供厚度12μm的铜箔，同时将铜箔表面粗化、清洗、烘干、抗氧化处理，备用。

将处理好的铜箔置于传送带上，直接作为纺丝接收基材，将纺丝液通过溶液静电纺丝的方法制成高分子纤维无纺布并附着在铜箔表面，形成高分子纤维无纺布/金属复合材料；纺丝参数为：接收基材与喷丝口的垂直距离为200mm，电压为20KV，喷射速率为5μl/min，铜箔传送带移动速率为1mm/s。

对高分子纤维无纺布/金属复合材料进行干燥后，再经过五轴高温压合机进行压合，压合温度为250℃，压合压力为10MPa，压合时间为25min，使得高分子纤维无纺布形成致密的高分子材料层，得到金属-高分子复合材料。经测定，该高分子纤维无纺布的平均直径为400nm，铜箔表面高分子纤维无纺布的平均厚度为25μm，高分子纤维无纺布在铜箔表面的单位面积平均重量为38g/m²。经过热压后处理后，高分子材料层的平均厚度约18μm，高分子材料层在40℃、90％RH、26atm条件下的透气率为0.05g/m²·atm·天，在23℃水中浸泡24h吸水率为0.04％。本实施例中，纺丝液中添加的聚醚砜可以在压合过程中起到热熔胶的作用，不仅可以提高高分子纤维无纺布熔融后形成高分子材料层的强度，还可以增强高分子材料层与铜箔之间的粘接强度，提升金属-高分子复合材料的性能，添加的低介电常数玻璃纤维可以降低高分子材料层的介电常数，提高金属-高分子复合材料的介电性能，可作为高频覆铜板材料使用。

实施例6

一种金属-高分子复合材料的制备方法：

按如下质量含量配比制备纺丝液：

提供厚度8μm的铜箔，同时将铜箔表面粗化、抗氧化、电晕处理，备用。

将处理好的铜箔置于传送带上，直接作为纺丝接收基材，将纺丝液通过溶液静电纺丝的方法制成高分子纤维无纺布并附着在铜箔表面，形成高分子纤维无纺布/金属复合材料；纺丝参数为：接收基材与喷丝口的垂直距离为200mm，电压为18KV，喷射速率为8μl/min，铜箔传送带移动速率为2mm/s。

对高分子纤维无纺布/金属复合材料进行干燥后，再经过热压机进行压合，压合温度为230℃，压合压力为10MPa，压合时间为20min，使得高分子纤维无纺布形成致密的高分子材料层，得到金属-高分子复合材料。经测定，该高分子纤维无纺布的平均直径为500nm，铜箔表面高分子纤维无纺布的平均厚度为15μm，高分子纤维无纺布在铜箔表面的单位面积平均重量为23g/m²。经过热压后处理后，高分子材料层的平均厚度约8μm，高分子材料层在40℃、90％RH、26atm条件下的透气率为0.04g/m²·atm·天，在23℃水中浸泡24h吸水率为0.2％。本实施例中，纺丝液中添加的丙烯酸酯可以起到胶粘剂的作用，不仅可以提高高分子纤维无纺布熔融后形成高分子材料层的强度，还可以增强高分子材料层与铜箔之间的粘接强度，提升金属-高分子复合材料的性能，添加的低介电常数玻璃纤维可以降低高分子材料层的介电常数，提高金属-高分子复合材料的介电性能，可作为高频覆铜板材料使用。

实施例7

一种金属-高分子复合材料的制备方法：

按如下质量含量混合后倒入纺丝机中，保持温度350℃熔融共混形成纺丝液：

提供厚度12μm的铜箔，同时将铜箔表面抗氧化处理，备用。

将处理好的铜箔置于传送带上，直接作为纺丝接收基材，将纺丝液通过熔喷纺丝制成高分子纤维无纺布并附着在铜箔表面，形成高分子纤维无纺布/金属复合材料；纺丝参数为：熔喷纺丝温度为350℃，热空气温度为360℃，空气压力为0.3MPa，接收基材与喷丝口的垂直距离为300mm，喷射速率为15μl/min，铜箔传送带移动速率为1mm/s。

高分子纤维无纺布/金属复合材料经过热压机进行压合，压合温度为270℃，压合压力为15MPa，压合时间为20min，使得高分子纤维无纺布形成致密的高分子材料层，得到金属-高分子复合材料。经测定，该高分子纤维无纺布的平均直径为1500nm，铜箔表面高分子纤维无纺布的平均厚度为55μm，高分子纤维无纺布在铜箔表面的单位面积平均重量为46g/m²。经过热压后处理后，高分子材料层的平均厚度约35μm，高分子材料层在40℃、90％RH、26atm条件下的透气率为0.05g/m²·atm·天，在23℃水中浸泡24h吸水率为0.08％。本实施例中，纺丝液中添加的铜粉等填料和助剂使得高分子纤维无纺布的导热性能提高，进而提高金属-高分子复合材料的导热性能，同时尺寸稳定性明显提高。

实施例8

一种金属-高分子复合材料的制备方法：

按如下质量含量配比制备纺丝液：

提供厚度25μm的铜箔，同时将铜箔表面砂磨、清洗、烘干，备用。

将处理好的铜箔置于传送带上，直接作为纺丝接收基材，将纺丝液通过溶液静电纺丝的方法制成高分子纤维无纺布并附着在铜箔表面，形成高分子纤维无纺布/金属复合材料；纺丝参数为：接收基材与喷丝口的垂直距离为200mm，电压为18KV，喷射速率为5μl/min，铜箔传送带移动速率为1mm/s。

对高分子纤维无纺布/金属复合材料进行干燥后，再经过五轴高温压合机进行压合，压合温度为280℃，压合压力为10MPa，压合时间为10min，使得高分子纤维无纺布形成致密的高分子材料层，得到金属-高分子复合材料。经测定，该高分子纤维无纺布的平均直径为1300nm，铜箔表面高分子纤维无纺布的平均厚度为26μm，高分子纤维无纺布在铜箔表面的单位面积平均重量为43g/m²。经过热压后处理后，高分子材料层的平均厚度约22μm，高分子材料层在40℃、90％RH、26atm条件下的透气率为0.3g/m²·atm·天，在23℃水中浸泡24h吸水率为0.2％。本实施例中，纺丝液中添加的石墨烯和银纳米颗粒可以提高高分子材料层的导电性，从而增强金属-高分子复合材料的电磁屏蔽效能。

实施例9

一种金属-高分子复合材料的制备方法：

按如下质量含量混合后倒入纺丝机中，保持温度270℃熔融共混形成纺丝液：

提供厚度12μm的铜箔，同时将铜箔表面砂磨、清洗、烘干，备用。

将处理好的铜箔置于传送带上，直接作为纺丝接收基材，将纺丝液通过熔喷纺丝制成高分子纤维无纺布并附着在铜箔表面，形成高分子纤维无纺布/金属复合材料；纺丝参数为：熔喷纺丝温度为280℃，热空气温度为300℃，空气压力为0.4MPa，接收基材与喷丝口的垂直距离为300mm，喷射速率为15μl/min，铜箔传送带移动速率为1mm/s。

高分子纤维无纺布/金属复合材料经过热压机进行压合，压合温度为200℃，压合压力为15MPa，压合时间为15min，使得高分子纤维无纺布形成致密的高分子材料层，得到金属-高分子复合材料。经测定，该高分子纤维无纺布的平均直径为1200nm，铜箔表面高分子纤维无纺布的平均厚度为43μm，高分子纤维无纺布在铜箔表面的单位面积平均重量为28g/m²。经过热压后处理后，高分子材料层的平均厚度约30μm，高分子材料层在40℃、90％RH、26atm条件下的透气率为0.4g/m²·atm·天，在23℃水中浸泡24h吸水率为0.3％。本实施例中，纺丝液中添加的聚乙炔、石墨、铜粉等使得高分子纤维无纺布的导热、导电性能显著提高，添加的抗氧化剂可以提高铜粉的抗氧化性能，保证其导电性，添加的偶联剂可以增强各成分之间的界面相容性，添加的聚氨酯热熔颗粒可以在压合过程中起到热熔胶的作用，不仅可以提高分子纤维无纺布熔融后形成高分子材料层的强度，还可以增强高分子材料层与铜箔之间的粘接强度，提升了金属-高分子复合材料的粘接强度。

实施例10

一种金属-高分子复合材料的制备方法：

按如下质量含量配比制备纺丝液：

将处理好的铜箔置于传送带上，直接作为纺丝接收基材，将纺丝液通过溶液静电纺丝的方法制成高分子纤维无纺布并附着在铜箔表面，形成高分子纤维无纺布/金属复合材料；纺丝参数为：接收基材与喷丝口的垂直距离为200mm，电压为20KV，喷射速率为5μl/min，铜箔传送带移动速率为1.5mm/s。

对高分子纤维无纺布/金属复合材料进行干燥后，再经过五轴高温压合机进行压合，压合温度为180℃，压合压力为8MPa，压合时间为15min，使得高分子纤维无纺布形成致密的高分子材料层，得到金属-高分子复合材料。经测定，该高分子纤维无纺布的平均直径为700nm，铜箔表面高分子纤维无纺布的平均厚度为15μm，高分子纤维无纺布在铜箔表面的单位面积平均重量为23g/m²。经过热压后处理后，铜箔表面的高分子材料层的平均厚度约10μm。本实施例中，纺丝液中添加的聚氨酯可以在压合过程中起到热熔胶的作用，不仅可以提高高分子纤维无纺布熔融后形成高分子材料层的强度，还可以增强高分子材料层与铜箔之间的粘接强度，提升了金属-高分子复合材料的性能；添加氮化硼和氮化铝，提升了金属-高分子复合材料的导热性能。

实施例11

一种金属-高分子复合材料的制备方法：

全芳香族聚酯液晶高分子 92％

石墨 6％

偶联剂 2％

将处理好的铜箔置于传送带上，直接作为纺丝接收基材，将纺丝液通过熔喷纺丝在铜箔的两面分别制成高分子纤维无纺布并附着在铜箔表面，形成两面为高分子纤维无纺布、中间为金属的复合材料；纺丝参数为：熔喷纺丝温度为320℃，热空气温度为330℃，空气压力为0.2MPa，接收基材与喷丝口的垂直距离为300mm，喷射速率为15μl/min，铜箔传送带移动速率为2mm/s。

高分子纤维无纺布/金属复合材料经过五轴高温压合机进行压合，压合温度为350℃，压合压力为10MPa，压合时间为12min，使得高分子纤维无纺布形成致密的高分子材料层，得到高分子薄膜-金属-高分子薄膜三层复合材料。经测定，该高分子纤维无纺布的平均直径为500nm，铜箔表面高分子纤维无纺布的平均厚度为19μm，高分子纤维无纺布在铜箔表面(单面)的单位面积平均重量为35g/m²。经过热压后处理后，两层高分子材料层的平均厚度约12μm，高分子薄膜-金属-高分子薄膜复合材料的总厚度为33μm，高分子材料层在40℃、90％RH、26atm条件下的透气率为0.05g/m²·atm·天，在23℃水中浸泡24h吸水率为0.03％。本实施例中，纺丝液中添加的石墨可以提高高分子材料层的导热性能。

实施例12

一种金属-高分子复合材料的制备方法：

按如下质量含量混合后倒入纺丝机中，保持温度290℃熔融共混形成纺丝液：

提供厚度12μm的铜箔，同时将铝箔表面砂磨、清洗、烘干，备用。

将处理好的铜箔置于传送带上，直接作为纺丝接收基材，将纺丝液通过熔喷纺丝制成高分子纤维无纺布并附着在铜箔表面，形成高分子纤维无纺布/金属复合材料；纺丝参数为：熔喷纺丝温度为290℃，热空气温度为290℃，空气压力为0.4MPa，接收基材与喷丝口的垂直距离为300mm，喷射速率为20μl/min，铜箔传送带移动速率为2mm/s。

对高分子纤维无纺布/金属复合材料进行干燥后，再经过五轴高温压合机进行压合，压合温度为170℃，压合压力为8MPa，压合时间为10min，使得LCP/TPX复合纤维无纺布形成致密的高分子材料层，从而得到金属-高分子复合材料。经测定，该高分子复合纤维无纺布的平均直径为900nm，铜箔表面高分子纤维无纺布的平均厚度为17μm，高分子纤维无纺布在铝箔表面的单位面积平均重量为20g/m²。经过热压后处理后，铜箔表面的高分子材料层的平均厚度约13μm，其中，高分子材料层在40℃、90％RH、26atm条件下的透气率为0.03g/m²·atm·天，在23℃水中浸泡24h吸水率为0.2％。本实施例中，纺丝液中添加的石墨烯可以增强高分子材料的导热性，添加的偶联剂可以改善高分子膜与金属之间的界面粘接强度，提升金属-高分子复合材料的性能。

以上所述是本发明的优选实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种金属-高分子复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的金属-高分子复合材料的制备方法，其特征在于，所述压合的压力为1MPa-15MPa，时间为1s-30min。

3.如权利要求1所述的金属-高分子复合材料的制备方法，其特征在于，所述高分子纤维无纺布的单位面积重量为3g/m²-100g/m²。

4.如权利要求1所述的金属-高分子复合材料的制备方法，其特征在于，所述高分子纤维无纺布的纤维直径为200nm-20μm。

5.如权利要求1所述的金属-高分子复合材料的制备方法，其特征在于，所述压合的温度比所述高分子纤维无纺布的热变形温度高至少10℃，且比所述高分子纤维无纺布的热分解温度低至少30℃。

6.如权利要求1所述的金属-高分子复合材料的制备方法，其特征在于，所述高分子材料包括聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、液晶高分子、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚甲醛、聚醚砜、杂环聚芳醚和聚4-甲基戊烯中的至少一种。

7.如权利要求1所述的金属-高分子复合材料的制备方法，其特征在于，所述金属材料的材质包括铜、铝、铁、银、钯、镍、铬、钼、钨、锌、锰、钴、金、锡、铅和不锈钢的至少一种。

8.一种金属-高分子复合材料，其特征在于，通过权利要求1-7任一项所述的金属-高分子复合材料的制备方法制得，所述金属-高分子复合材料包括金属材料和设置在所述金属材料表面的高分子材料层。

9.如权利要求8所述的金属-高分子复合材料，其特征在于，所述高分子材料层在40℃、90％RH、26atm条件下的透气率低于1g/m²·atm·天，在23℃水中浸泡24h的吸水率低于1％。

10.一种电子元器件，其特征在于，包括如权利要求8-9任一项所述的金属-高分子复合材料。