CN106189012A - 一种聚合物基复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种聚合物基复合材料，包括聚合物基体；以及纳米级金属填料，纳米级金属填料包括纳米级金属纤维和纳米级金属粒子，且所述纳米级金属纤维和所述纳米级金属粒子均经过表面改性处理处于稳定状态，纳米级金属填料散布地存在于聚合物基体中，聚合物基复合材料中，聚合物基体所占的质量百分比为85至97，纳米级金属填料所占的质量百分比为3至15，所述聚合物基体与所述纳米级金属填料的质量百分比加和为100，纳米级金属填料中，纳米级金属纤维与纳米级金属粒子的质量比为1‑3：1。本发明提供的聚合物基复合材料可以有效的提升复合材料的导热性质，并可达到维持低介电损耗特性的目的，大大提高了聚合物基复合材料的热和电性能。

Description

一种聚合物基复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电子复合材料技术领域，特别涉及一种利用表面改性后的纳米级金属纤维和纳米级金属粒子按一定的质量比例加入到聚合物基体中制备具有“点-线”结构的单层复合材料，并在此基础上制备“三明治”结构多层聚合物基复合材料。
背景技术
随着微电子集成技术和印制板高密度组装技术的高速发展，电子器件的集成度日趋提高，在实现多功能、高速化目标的同时，电子元器件所产生的热量也在迅速地增加，据统计，电子产品失效原因中55％是散热不良所致，因此，在正常使用条件下，如何使电子元器件可靠、稳定地工作，成为影响电子器件使用寿命的关键因素。而在解决方案之中，使用具有高热导率的封装(基板)材料快速将元器件产生的热量传导出去，降低器件的工作温度，是一种方便快捷的措施，受到业界的关注，成为研究的热点。开发高绝缘性、高导热率的电子元器件封装材料则成为当前学术界和工业界共同关注的焦点。
传统的导热材料，由于其重量较重、抗腐蚀性能差且导电，在器件封装领域受到了限制已无法满足电绝缘场合的导热使用要求，迫切需要研究和开发新型绝缘导热材料以使用工业发展要求。近年来，针对电子封装材料的热导率与介电性能的研究逐渐增加，主要以聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、环氧树脂(Epoxy)等高分子聚合物为基材，此类聚合物具有轻质、耐化学腐蚀、易加工成型、电绝缘性能优异、力学及抗疲劳性能优良等特点。但是聚合物的导热性能较金属、陶瓷等较差，因此可以在基体中添加具有高导热的填料，如金属、纤维等以提升复合材料的导热性能。然而，随着填料添加量的增加，使得复合材料整体的机械性能和加工性能随之急剧下降；若所添加的填料具有导电性，在增加导热的同时还会增加介电常数和介电损耗；若添加的填料是绝缘材料又很难达到理想的热导率。基于上述可见，迫切需要突破此技术的瓶颈，从而有利于在相关产业的运用。
发明内容
为此，本发明提供了一种聚合物基复合材料，还提供了该聚合物基复合材料的制备方法，以解决现有技术中以聚合物材料为基材的复合材料不易制备具有高导热性、低介电性的电子封装绝缘材料的缺陷。
具体的，本发明提供的聚合物基复合材料，包括：聚合物基体；以及纳米级金属填料，所述纳米级金属填料包括纳米级金属纤维和纳米级金属粒子，且所述纳米级金属纤维和所述纳米级金属粒子均经表面改性处理处于稳定状态，所述纳米级金属填料散布地存在于所述聚合物基体中，
所述聚合物基复合材料中，聚合物基体所占的质量百分比为85至97，纳米级金属填料所占的质量百分比为3至15，所述聚合物基体与所述纳米级金属填料的质量百分比加和为100，所述纳米级金属填料中，经表面改性处理的所述纳米级金属纤维与经表面改性处理的纳米级金属粒子的质量比为1-3：1。
优选地，所述纳米级金属纤维的直径介于30纳米至300纳米之间，长径比为1-50：1；所述纳米级金属粒子的粒径介于50纳米至500纳米之间。
优选地，所述纳米级金属纤维与所述纳米级金属粒子的表面均采用原位聚合法改性处理包覆有一层PDA壳层。
优选地，所述聚合物基体选自聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚亚酰胺、环氧树脂中的一种或多种；
所述纳米级金属填料的金属选自银、铝、铬、铁、铜、钼、钴、钨、铌中的一种或多种。
本发明还提供了上述聚合物基复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：
提供纳米级金属填料，所述纳米级金属填料包括经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属纤维和经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属粒子；
提供聚合物基体，并将所述聚合物基体制备为成膜液；
将所述纳米级金属填料组装配比后加入到所述成膜液中，进行超声分散处理及结构设计，得到所述聚合物基复合材料；
所述聚合物基复合材料中，聚合物基体所占的质量百分比为85至97，纳米级金属填料所占的质量百分比为3至15，所述聚合物基体与所述纳米级金属填料的质量百分比加和为100，所述纳米级金属填料中，经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属纤维与经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属粒子的质量比为1-3：1。
优选地，提供纳米级金属填料的具体步骤包括：
提供纳米级金属粒子；
提供纳米级金属纤维；
采用原位聚合法分别对纳米级金属纤维和纳米级金属粒子进行表面改性包覆PDA壳层，得到经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属纤维与经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属粒子。
优选地，提供聚合物基体，并将所述聚合物基体制备为成膜液的具体步骤包括：
提供一种聚合物基体和一种无机溶剂，所述聚合物基体选自聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚亚酰胺、环氧树脂中的一种或多种；所述无机溶剂选自去离子水、盐酸、硝酸、硫酸中的一种或多种；
将所述聚合物基体所述无机溶剂按照质量比1:8-20进行混合,并在0-40℃温度下缓慢搅拌,然后缓慢升温到80-95℃加速溶解，并保温2小时，得到成膜液。
更优选地，所述聚合物基体为聚乙烯醇，所述无机溶剂为去离子水，且所述聚合物基体与所述无机溶剂混合的质量比为1:9-16。
本发明还提供了一种单层聚合物基复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：
提供纳米级金属填料，所述纳米级金属填料包括经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属纤维和经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属粒子；
提供聚合物基体，并将所述聚合物基体制备为成膜液；
将所述纳米级金属填料组装配比后加入到所述成膜液中,进行超声分散处理及结构设计，利用流延成膜法制备具有“点-线”结构的单层材料，并将所述单层材料在40℃下真空干燥24小时，然后在60℃下进一步真空减压干燥24小时,即得单层聚合物基复合材料；
所述聚合物基复合材料中，聚合物基体所占的质量百分比为85至97，纳米级金属填料所占的质量百分比为3至15，所述聚合物基体与所述纳米级金属填料的质量百分比加和为100，所述纳米级金属填料中，经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属纤维与经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属粒子的质量比为1-3：1。
本发明还提供了一种“三明治”结构多层聚合物基复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：
提供纳米级金属填料，所述纳米级金属填料包括经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属纤维和经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属粒子；
提供聚合物基体，并将所述聚合物基体制备为成膜液；
将所述纳米级金属填料组装配比后加入到所述成膜液中,进行超声分散处理及结构设计，利用流延成膜法制备具有“点-线”结构的单层材料，并将所述单层材料在40℃下真空干燥24小时，然后在60℃下进一步真空减压干燥24小时，即得单层聚合物基复合材料；
将所述单层聚合物基复合材料进行叠层处理，形成多层材料；
将叠层处理后的多层材料置于热压模具中，在180℃下真空加热30min，同时对热压模具缓慢施加垂直方向的压力220MPa，并保压15-20min，冷却到室温,即得“三明治”结构多层聚合物基复合材料；
所述聚合物基复合材料中，聚合物基体所占的质量百分比为85至97，纳米级金属填料所占的质量百分比为3至15，所述聚合物基体与所述纳米级金属填料的质量百分比加和为100，所述纳米级金属填料中，经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属纤维与经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属粒子的质量比为1-3：1。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明通过选择不同形状的纳米级金属填料作为填料进行组装配比与结构设计得到“点-线”结构单层聚合物基复合材料，并可通过热压叠层处理制备“三明治”结构多层聚合物基复合材料，从而解决现有技术中以聚合物材料为基体的复合材料不易制备具有高导热性、低介电性的电子封装绝缘材料的缺陷。
具体实施中，通过对纳米级金属填料的表面改性，具体在纳米级金属纤维与纳米级金属粒子表面包覆PDA壳层，使纳米级金属填料具有壳核结构。将表面包覆PDA壳层纳米级金属纤维和纳米级金属粒子按一定的质量比例组装配比和结构设计与聚合物基体复合制备具有“点-线”结构的单层聚合物基复合材料，导热纳米级金属粒子在复合结构中起到了连接两个导热纤维的桥梁作用。进一步将该单层聚合物基复合材料通过热压叠层处理制备“三明治”结构多层聚合物基复合材料，填料粒子在基体中形成导热网链。从而有效的提升复合材料的热导率，并可达到维持低介电损耗特性的目的，极大提高了聚合物基复合材料的热电性能。
(2)选用的聚合物基体聚乙烯醇(PVA)是一种环保高分子材料，且具有优异的成型加工性、二次加工性、力学性能和生物降解性能，是一种极具潜力的聚合物基电子封装复合材料。
(3)本发明提供的聚合物基复合材料的制备方法、制备工艺简单、成熟、制造成本低、操作简单，工艺参数便于控制，容易实现从实验室的小规模生产向大工业生产的过渡。
附图说明
图1为本发明实施例2制备的银纳米纤维的扫描电镜照片；
图2为本发明实施例2制备的表面处理包覆PDA后的银纳米纤维的TEM照片；
图3为本发明实施例2制备的表面处理包覆PDA后的银纳米颗粒的TEM照片；
图4为本发明实施例2制备的“点-线”结构的的单层聚合物基复合材料的扫描电镜照片；
图5为本发明实施例3制备的“三明治”结构的多层聚合物基复合材料的扫描电镜照片。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。
下述各实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可在市场上购买得到。
实施例1
一种聚合物基复合材料，以PVA作为聚合物基体，以表面改性包覆PDA壳层的银纳米纤维与表面改性包覆PDA壳层的银纳米颗粒作为纳米级金属填料，纳米级金属填料散布地存在于聚合物基体中，其中，该聚合物基复合材料中，聚合物基体所占的质量百分比为97，纳米级金属填料所占的质量百分比为3，纳米级金属填料中，包覆有PDA壳层的银纳米纤维与包覆有PDA壳层的银纳米颗粒的质量比为1：1。
实施例2
一种“点-线”结构的单层聚合物基复合材料的制备
该“点-线”结构的聚合物基复合材料的制备方法，具体如下：
(1)合成银纳米纤维，具体合成方法参考文献：Chen C,Tang Y,Ye Y S,etal.High-performance epoxy/silica coated silver nanowire composites asunderfill material for electronic packaging[J].Composites Science andTechnology,2014,105:80-85。合成的银纳米纤维的直径介于100纳米至200纳米之间，长径比为10:1至20:1，所得的银纳米纤维的扫描电镜照片如图1所示，由图1可以看出所制备的银纳米纤维形状规则呈直线状，直径均匀约为100nm，长径比适中且分散性较好，无明显的团聚现象；
(2)选取合适的银纳米颗粒，其直径介于100纳米至200纳米之间；
(3)采用原位聚合法对该银纳米纤维与银纳米颗粒进行表面改性包覆PDA壳层，所得的表面处理包覆PDA后的银纳米纤维的TEM照片如图2所示，由图2可以看出，银纳米纤维表面包覆的PDA壳层均匀性较好，其厚度约为10nm，所得的表面处理包覆PDA后的银纳米颗粒的TEM照片如图3所示，由图3可以看出，银纳米颗粒表面包覆的PDA壳层均匀性较好，壳层表面较为光滑，其厚度约为10nm；
(4)室温下称取一定量的PVA固体颗粒于500ml烧杯中，以去离子水作为溶剂，加入到烧杯中，具体的，PVA固体颗粒与去离子水的质量比为1:13，缓慢搅拌15min，待PVA充分溶胀、分散和挥发性物质的逸出(切勿在40℃以上的水中加入该产品直接进行溶解，以避免出现包状和皮溶内生现象)，然后缓慢升温到95℃左右加速溶解，并保温2小时，直到溶液不再含有白色微小颗粒，再经过28目不锈钢过滤杂质后备用；
(5)称取一定量的提前制备好的PVA溶液于100ml烧杯中，按照纳米级金属填料的质量分数为3wt％，AgNWs@PDA与Ag@PDA的质量比为1:1的比例，分别称取一定量的AgNWs@PDA与Ag@PDA固体加入PVA溶液中，超声处理30min，使填料充分分散开，然后在室温下搅拌15min使填料与PVA基体充分混合均匀；
(6)进行取向处理后通过流延工艺控制刮刀高度为30μm，速度为5cm/s制备单层定向结构聚合物基复合膜，将复合膜在40℃下干燥24小时，然后在烘箱中60℃下进一步真空减压干燥24小时，得到单层聚合物基复合材料，该单层聚合物基复合材料的扫描电镜照片如图4所示，由图4可以看出，经表面改性包覆PDA壳层后的银纳米填料在聚合物基体中分散性较好没有明显的团聚现象，且具有明显的“点-线”结构。
实施例3
一种“三明治”结构的多层聚合物基复合材料的制备
在实施例2的基础上，具体将实施例2制备得到的单层聚合物基复合材料用液氮进行脆断，再选取合适大小的复合材料进行叠层处理后放入直径为25mm的高温热压模具内，然后将模具放入真空烘箱中加热到180℃，同时对其缓慢施加垂直方向的压力220MPa，并保压20min后自然冷却到室温然后脱模即得到具有典型“三明治”结构的多层聚合物基复合材料，该“三明治”结构的多层聚合物基复合材料的扫描电镜照片如图5所示，由图5可以看出，所制备的复合膜具有明显的“三明治”结构，从截面上能够明显看到每层聚合物基复合膜中纳米填料的分布较为均匀具有“点-线”结构，填料与聚合物基体的比例适当，且复合膜较为致密，叠层界面结合良好。
实施例4
一种聚合物基复合材料，以PVA作为聚合物基体，以表面改性包覆PDA壳层的银纳米纤维与表面改性包覆PDA壳层的银纳米颗粒作为纳米级金属填料，纳米级金属填料散布地存在于聚合物基体中，该聚合物基复合材料中，聚合物基体所占的质量百分比为95，纳米级金属填料所占的质量百分比为5，纳米级金属填料中，包覆有PDA壳层的银纳米纤维与包覆有PDA壳层的银纳米颗粒的质量比为2：1。
实施例5
一种“点-线”结构的单层聚合物基复合材料的制备
该“点-线”结构的聚合物基复合材料的制备方法，具体如下：
(1)合成银纳米纤维，具体合成方法同实施例2所示的方法，其直径介于100纳米至200纳米之间，长径比为10:1至20:1；(2)选取合适的银纳米颗粒，其直径介于100纳米至200纳米之间；
(3)采用原位聚合法对该银纳米纤维与银纳米颗粒进行表面改性包覆PDA壳层；
(4)室温下称取一定量的PVA于500ml烧杯中，以浓度为0.1mol/L的盐酸作为溶剂，加入到烧杯中，具体的，PVA固体颗粒与盐酸的质量比为1:9，缓慢搅拌15min，待PVA充分溶胀、分散和挥发性物质的逸出，然后缓慢升温到95℃左右加速溶解，并保温2小时，直到溶液不再含有白色微小颗粒，再经过28目不锈钢过滤杂质后备用；
(5)称取一定量的提前制备好的PVA溶液于100ml烧杯中，按照纳米级金属填料的质量分数为5wt％，AgNWs@PDA与Ag@PDA的质量比为2:1的比例，分别称取一定量的AgNWs@PDA与Ag@PDA固体加入PVA溶液中，超声处理30min，使填料充分分散开，然后在室温下搅拌15min使填料与PVA基体充分混合均匀。
(6)进行取向处理后通过流延工艺控制刮刀高度为30μm，速度为5cm/s制备单层定向结构聚合物基复合膜，将复合膜在40℃下干燥24小时，然后在烘箱中60℃下进一步真空减压干燥24小时，得到单层聚合物基复合材料。
实施例6
一种“三明治”结构的多层聚合物基复合材料的制备
在实施例5的基础上，具体将实施例5制备得到的单层聚合物基复合材料用液氮进行脆断，再选取合适大小的复合材料进行叠层处理后放入直径为25mm的高温热压模具内，然后将模具放入真空烘箱中加热到180℃，同时对其缓慢施加垂直方向的压力220MPa，并保压20min后自然冷却到室温然后脱模即得到具有典型“三明治”结构的多层聚合物基复合材料。
实施例7
一种聚合物基复合材料，以PVA作为聚合物基体，以表面改性包覆PDA壳层的银纳米纤维与表面改性包覆PDA壳层的银纳米颗粒作为纳米级金属填料，纳米级金属填料散布地存在于聚合物基体中，该聚合物基复合材料中，聚合物基体所占的质量百分比为90，纳米级金属填料所占的质量百分比为10，纳米级金属填料中，包覆有PDA壳层的银纳米纤维与包覆有PDA壳层的银纳米颗粒的质量比为1：1。
实施例8
一种“点-线”结构的单层聚合物基复合材料的制备
该“点-线”结构的聚合物基复合材料的制备方法，具体如下：
(1)合成银纳米纤维，具体合成方法同实施例2所示的方法，其直径介于100纳米至200纳米之间，长径比为10:1至20:1；
(2)选取合适的银纳米颗粒，其直径介于100纳米至200纳米之间；
(3)采用原位聚合法对该银纳米纤维与银纳米颗粒进行表面改性包覆PDA壳层；
(4)室温下称取一定量的PVA于500ml烧杯中，以去离子水作为溶剂，加入到烧杯中，具体的，PVA固体颗粒与去离子水的质量比为1:13，缓慢搅拌15min，待PVA充分溶胀、分散和挥发性物质的逸出，然后缓慢升温到95℃左右加速溶解，并保温2小时，直到溶液不再含有白色微小颗粒，再经过28目不锈钢过滤杂质后备用；
(5)称取一定量的提前制备好的PVA溶液于100ml烧杯中，按照纳米级金属填料的质量分数为10wt％，AgNWs@PDA与Ag@PDA的质量比为1:1的比例，分别称取一定量的AgNWs@PDA与Ag@PDA固体加入PVA溶液中，超声处理30min，使填料充分分散开，然后在室温下搅拌15min使填料与PVA基体充分混合均匀；
(6)进行取向处理后通过流延工艺控制刮刀高度为30μm，速度为5cm/s制备单层定向结构聚合物基复合膜，将复合膜在40℃下干燥24小时，然后在烘箱中60℃下进一步真空减压干燥24小时，得到单层聚合物基复合材料。
实施例9
一种“三明治”结构的多层聚合物基复合材料的制备
在实施例8的基础上，具体将实施例8制备得到的单层聚合物基复合材料用液氮进行脆断，再选取合适大小的复合材料进行叠层处理后放入直径为25mm的高温热压模具内，然后将模具放入真空烘箱中加热到180℃，同时对其缓慢施加垂直方向的压力220MPa，并保压15min后自然冷却到室温然后脱模即得到具有典型“三明治”结构的多层聚合物基复合材料。
实施例10
一种聚合物基复合材料，以PVA作为聚合物基体，以表面改性包覆PDA壳层的银纳米纤维与表面改性包覆PDA壳层的银纳米颗粒作为纳米级金属填料，纳米级金属填料散布地存在于聚合物基体中，该聚合物基复合材料中，聚合物基体所占的质量百分比为85，纳米级金属填料所占的质量百分比为15，纳米级金属填料中，包覆有PDA壳层的银纳米纤维与包覆有PDA壳层的银纳米颗粒的质量比为3：1。
实施例11
一种“点-线”结构的单层聚合物基复合材料的制备
该“点-线”结构的聚合物基复合材料的制备方法，具体如下：
(1)合成银纳米纤维，具体合成方法同实施例2所示的方法，其直径介于100纳米至200纳米之间，长径比为10:1至20:1；(2)选取合适的银纳米颗粒，其直径介于100纳米至200纳米之间；
(3)采用原位聚合法对该银纳米纤维与银纳米颗粒进行表面改性包覆PDA壳层；
(4)室温下称取一定量的PVA于500ml烧杯中，以去离子水作为溶剂，加入到烧杯中，具体的，PVA固体颗粒与去离子水的质量比为1:16，缓慢搅拌15min，待PVA充分溶胀、分散和挥发性物质的逸出，然后缓慢升温到95℃左右加速溶解，并保温2小时，直到溶液不再含有白色微小颗粒，再经过28目不锈钢过滤杂质后备用；
(5)称取一定量的提前制备好的PVA溶液于100ml烧杯中，按照纳米级金属填料的质量分数为15wt％，AgNWs@PDA与Ag@PDA的质量比为3:1的比例，分别称取一定量的AgNWs@PDA与Ag@PDA固体加入PVA溶液中，超声处理30min，使填料充分分散开，然后在室温下搅拌15min使填料与PVA基体充分混合均匀；
(6)进行取向处理后通过流延工艺控制刮刀高度为30μm，速度为5cm/s制备单层定向结构聚合物基复合膜，将复合膜在40℃下干燥24小时，然后在烘箱中60℃下进一步真空减压干燥24小时，得到单层聚合物基复合材料。
实施例12
一种“三明治”结构的多层聚合物基复合材料的制备
在实施例11的基础上，具体将实施例11制备得到的单层聚合物基复合材料用液氮进行脆断，再选取合适大小的复合材料进行叠层处理后放入直径为25mm的高温热压模具内，然后将模具放入真空烘箱中加热到180℃，同时对其缓慢施加垂直方向的压力220MPa，并保压20min后自然冷却到室温然后脱模即得到具有典型“三明治”结构的多层聚合物基复合材料。
上述实施例中聚合物基体选择聚乙烯醇，纳米级金属填料的金属选自银作为示例，制得目标复合材料，制得的复合材料可以有效的提升复合材料的导热性质，并可达到维持低介电损耗特性的目的，大大提高了聚合物基复合材料的热和电性能。
当然，聚合物基体也可以选择其他聚合物材料，如聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚亚酰胺、环氧树脂中的一种，也可以是他们的组合，目的在于提供耐化学腐蚀、易加工成型、电绝缘性能优异、力学及抗疲劳性能优良的基体材料，而纳米级金属填料也可以选择其他高导热的金属，如铝、铬、铁、铜、钼、钴、钨、铌中的一种，也可以是他们的组合，同样的达到与上述实施例相似的效果，在此就不一一描述。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，其保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内，本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种聚合物基复合材料，其特征在于，包括：聚合物基体，以及纳米级金属填料；所述纳米级金属填料包括纳米级金属纤维和纳米级金属粒子，且所述纳米级金属纤维和所述纳米级金属粒子均经表面改性处理处于稳定状态，所述纳米级金属填料散布地存在于所述聚合物基体中，
所述聚合物基复合材料中，聚合物基体所占的质量百分比为85至97，纳米级金属填料所占的质量百分比为3至15，所述聚合物基体与所述纳米级金属填料的质量百分比加和为100，所述纳米级金属填料中，经表面改性处理的所述纳米级金属纤维与经表面改性处理的纳米级金属粒子的质量比为1-3：1。
2.根据权利要求1所述的聚合物基复合材料，其特征在于，所述纳米级金属纤维的直径介于30纳米至300纳米之间，长径比为1-50：1；所述纳米级金属粒子的粒径介于50纳米至500纳米之间。
3.根据权利要求2所述的聚合物基复合材料，其特征在于，所述纳米级金属纤维与所述纳米级金属粒子的表面均采用原位聚合法改性处理包覆有一层PDA壳层。
4.根据权利要求1-3任一项所述的聚合物基复合材料，其特征在于，所述聚合物基体选自聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚亚酰胺、环氧树脂中的一种或多种；
所述纳米级金属填料的金属选自银、铝、铬、铁、铜、钼、钴、钨、铌中的一种或多种。
5.一种聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供纳米级金属填料，所述纳米级金属填料包括经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属纤维和经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属粒子；
提供聚合物基体，并将所述聚合物基体制备为成膜液；
将所述纳米级金属填料组装配比后加入到所述成膜液中，进行超声分散处理及结构设计，得到所述聚合物基复合材料；
所述聚合物基复合材料中，聚合物基体所占的质量百分比为85至97，纳米级金属填料所占的质量百分比为3至15，所述聚合物基体与所述纳米级金属填料的质量百分比加和为100，所述纳米级金属填料中，经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属纤维与经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属粒子的质量比为1-3：1。
6.根据权利要求5所述的聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于，提供纳米级金属填料的具体步骤包括：
提供纳米级金属粒子；
提供纳米级金属纤维；
采用原位聚合法分别对所述纳米级金属纤维和所述纳米级金属粒子进行表面改性包覆PDA壳层，得到经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属纤维与经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属粒子。
7.根据权利要求5所述的聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于，提供聚合物基体，并将所述聚合物基体制备为成膜液的具体步骤包括：
提供一种聚合物基体和一种无机溶剂，所述聚合物基体选自聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚亚酰胺、环氧树脂中的一种或多种；所述无机溶剂选自去离子水、盐酸、硝酸、硫酸中的一种或多种；
将所述聚合物基体与所述无机溶剂按照质量比1:8-20进行混合,并在0-40℃温度下缓慢搅拌,然后缓慢升温到80-95℃加速溶解，并保温2小时，得到成膜液。
8.根据权利要求7所述的聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚合物基体为聚乙烯醇，所述无机溶剂为去离子水，且所述聚合物基体与所述无机溶剂混合的质量比为1:9-16。
9.一种单层聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供纳米级金属填料，所述纳米级金属填料包括经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属纤维和经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属粒子；
提供聚合物基体，并将所述聚合物基体制备为成膜液；
将所述纳米级金属填料组装配比后加入到所述成膜液中,进行超声分散处理及结构设计，利用流延成膜法制备具有“点-线”结构的单层材料，并将所述单层材料在40℃下真空干燥24小时，然后在60℃下进一步真空减压干燥24小时,即得单层聚合物基复合材料；
所述聚合物基复合材料中，聚合物基体所占的质量百分比为85至97，纳米级金属填料所占的质量百分比为3至15，所述聚合物基体与所述纳米级金属填料的质量百分比加和为100，所述纳米级金属填料中，经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属纤维与经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属粒子的质量比为1-3：1。
10.一种“三明治”结构多层聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供纳米级金属填料，所述纳米级金属填料包括经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属纤维和经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属粒子；
提供聚合物基体，并将所述聚合物基体制备为成膜液；
将所述纳米级金属填料组装配比后加入到所述成膜液中,进行超声分散处理及结构设计，利用流延成膜法制备具有“点-线”结构的单层材料，并将所述单层材料在40℃下真空干燥24小时，然后在60℃下进一步真空减压干燥24小时，即得单层聚合物基复合材料；
将所述单层聚合物基复合材料进行叠层处理，形成多层材料；
将叠层处理后的多层材料置于热压模具中，在180℃下真空加热30min，同时对热压模具缓慢施加垂直方向的压力220MPa，并保压15-20min，冷却到室温,即得“三明治”结构多层聚合物基复合材料；
所述聚合物基复合材料中，聚合物基体所占的质量百分比为85至97，纳米级金属填料所占的质量百分比为3至15，所述聚合物基体与所述纳米级金属填料的质量百分比加和为100，所述纳米级金属填料中，经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属纤维与经表面改性包覆PDA壳层的纳米级金属粒子的质量比为1-3：1。
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