CN103131081A - 环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩及其制备方法 - Google Patents

环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩，本发明满足了基站天线外罩异型材所需的强度、模量、耐热性要求，更重要的是熔体强度的改善可以达到复杂断面结构异型材的挤出成型加工的需要。同时提供的PP异型材基站天线外罩不但具有较好的机械性能，而且大幅度提高了耐紫外光性能。本发明环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩，其由以下质量配比的原料制成：低熔体流动速率聚丙烯树脂100份、润滑剂0.2～2份、紫外光吸收剂0.1～1.0份、抗氧剂0.2～0.5份、受阻胺类光稳定剂0～0.8份、表面改性二氧化钛5～20份、表面改性无机填料5～30份、刚性成核剂0.1～0.5。

Description

环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种异型材外罩及其制备方法，更具体地说涉及一种环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩及其制备方法。
背景技术
通信技术日新月异，给人们带来不少便捷和享受，例如随着移动网络、通信业的迅猛发展，移动网络和电话越来越多地为人们的工作和生活提供方便和快捷。随着数据通信与多媒体业务需求的发展，适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第四代移动通信（4G）开始兴起，因此这种第四代移动通信技术给人们带来更加美好的未来。相比于以前的移动通信，第四代移动通信的智能性更高，主要表现于4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化。尽管第三代移动通信系统也能实现各种多媒体通信，但未来的4G通信能满足第三代移动通信尚不能达到的在覆盖范围、通信质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要。第四代移动通信不仅仅是为了因应用户数的增加，更重要的是，必须要因应多媒体的传输需求，当然还包括通信品质的要求。总而言之，第四代移动通信首先必须可以容纳市场庞大的用户数、改善现有通信品质不良，以及达到高速数据传输的要求。
基站天线是移动通信无线接入系统的重要组成部分，基站天线用于将发射机馈给的射频电能转换为电磁波能，或者把电磁波能转化为射频电能并输送到接收机，人们对通话质量要求越来越高，传输特殊射频信号的电子元器件有非常重要的作用。目前移动通信市场2G、3G和4G网络共存，但国外发达国家正在逐渐关闭2G网络，使网络向3G/4G演进。随着移动通信网络向3G/4G演进，基站天线的高品质、轻量化和集成化显得十分必要。基站天线产品，其设计各不相同，但基站天线的主体结构均由外罩、反射板、馈电网络以及振子等组成，手动电调天线/遥控电调天线还包括移相器。
虽然第四代移动通信对基站天线的结构、设计以及内部电子元器件等关键部件的质量提出了越来越高的要求，但基站天线外罩对保证信号传输和保护电子元器件正常工作也起着非常重要的作用。因为天线外罩是保护天线系统免受外部环境影响的结构物，它应具有良好的电磁辐射透过性能，且在结构上能经受外部恶劣环境（如暴风雨、冰雪、沙尘以及太阳辐射等）的侵袭，尤其是作为基站天线外罩使用材料的介电常数和介质损耗因子是关键指标。此外基站天线长期置于室外，使用天线外罩可以保证天线系统的工作性能稳定可靠，同时减轻天线系统的磨损、腐蚀和老化，延长使用寿命。另外天线外罩可以降低风负荷和风力矩，减小转动天线的驱动功率、减轻机械安装件的重量、减小惯量、提高固有频率。由此可知外罩类材料除了具有一定强度和刚度使之在户外使用具有较好的抗风载能力，同时具有优异的抗紫外线辐射功能以及长期使用过程中要求性质稳定等。
基站天线外罩类材料主要包括：异型材外罩、上端盖、下端盖，其中采用塑料挤出工艺（玻璃纤维增强树脂复合材料是采用复合拉挤工艺）生产的异型材外罩是基站天线外罩类材料中最重要的部件。目前正在使用的基站天线异型材外罩材料主要有玻璃纤维增强树脂复合材料（玻璃钢）、改性硬质聚氯乙烯（UPVC）和丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物（ASA）。
基站天线使用的玻璃纤维增强树脂复合材料异型材最早使用的外罩品种，主要是由高分子基体树脂、增强材料（玻璃纤维、连续毡）、添加剂（催化剂、脱模剂、阻燃剂、低收缩剂、矿物填料等）经拉挤成型工艺自动化连续生产同一截面玻璃钢型材,并能成型截面形状相当复杂的产品。通过连续纤维的增强,可获得比传统材料更佳的机械性能；由高分子组成的基体满足了结构、化学、耐火、电气、腐蚀和环境方面的要求,具有很强的可设计性。玻璃钢是优良的热不良导体，它的热膨胀系数取决于层状结构；当作为结构部件使用时，拉挤玻璃钢型材与铁的热膨胀系数相近。相比于金属，玻璃钢同样是优良的电绝缘体，它为天线电波、微波和其他电磁波所透射。作为基站天线外罩使用的拉挤玻璃钢型材产品的性能取决于玻璃纤维含量、树脂和填料的种类，该类天线外罩材料的性能通常为：密度为1.8～2.0g/cm3、拉伸强度380～450MPa、弯曲强度130～180MPa、弯曲模量6000～7000MPa、热变形温度（1.80MPa）180～250℃、介电常数（2GHz）3.5～4.5、介质损耗正切（2GHz）0.8～1.0×10-1。
基站天线使用的改性硬质聚氯乙烯异型材外罩是由非晶热塑性极性PVC树脂为基体，主要包括悬浮法PVC树脂、稳定剂、丙烯酸酯加工助剂、丙烯酸酯抗冲击改性剂、润滑剂、紫外光屏蔽剂、紫外光吸收剂和填料等功能助剂经混合、锥形双螺杆挤出机挤出塑化加工而成。申请人已获得了一系列有关基站天线用改性硬质聚氯乙烯异型材外罩的授权发明专利：“一种基站天线用PVC异型材外罩的制备方法”（ZL 200910034101.X）公开了一种具有耐老化抗紫外线并且具备较好的耐高低温性能的PVC异型材外罩，“一种基站天线用耐高温PVC异型材外罩及其制备方法”（ZL 200910034102.4）公开了一种可以在-40～+80℃的范围内能正常使用的耐高温PVC异型材外罩，“具有表面自洁功能的基站天线PVC异型材外罩及其制备方法”（ZL 201110055168.9）公开了一种表面能低、水接触角大、表面不易附着灰尘等杂质，具有表面自洁功能PVC外罩。作为基站天线外罩使用PVC型材产品的性能取决于树脂、改性剂、功能助剂和填料的种类，该类天线外罩材料的性能通常为：密度1.4～1.6g/cm3、断裂伸长率100～200%、拉伸强度40～60MPa、拉伸模量1000～1500MPa、弯曲强度60～90MPa、弯曲模量2500～3000MPa、热变形温度（1.80MPa）70～85℃、介电常数（2GHz）2.5～3.5、介质损耗正切（2GHz）1～5×10-2。
基站天线使用的改性ASA异型材外罩是由非晶热塑性极性丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚树脂为基体挤出成型而成。针对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚树脂（ABS）具有强度和模量较高、耐热性好、耐腐蚀、流动性好、表面硬度高和光泽度好等优点以及丁二烯单体聚合后在主链中存在双键易产生热氧老化、光氧老化导致性能下降的不足，德国BASF公司于1968年率先实现了ASA树脂的工业化。和ABS树脂相比，ASA树脂结构中采用耐候性优异的丙烯酸酯取代丁二烯，使得ASA树脂分子结构中不含有双键，克服了ABS树脂因分子结构中含有双键而导致耐候性不佳的缺点。ASA树脂力学性能与ABS树脂相当，但耐候性、耐溶剂性和着色性等方面明显优于ABS树脂。ASA树脂具有强度大、模量高、抗冲击性能好、热变形温度高等优点，主要替代ABS树脂主要用于户外产品，是近年来制造基站天线外罩的新型材料。作为基站天线外罩使用ASA型材产品的性能取决于三元共聚树脂中丙烯腈/苯乙烯/丙烯酸酯比例、改性剂和功能助剂的种类，该类天线外罩材料的性能通常为：密度1.0～1.2g/cm3，邵氏D硬度70～80，拉伸强度25～35MPa，断裂伸长率50～100%，弯曲强度35～50MPa，弯曲模量1400～2000MPa，缺口冲击强度15～35kJ/m2，热变形温度（1.80MPa）80～90℃，介电常数（2GHz）2.2～2.8、介质损耗正切（2GHz）2～3×10-2。
通过分析可知，玻璃纤维增强树脂复合材料、改性硬质聚氯乙烯和丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物等三种大规模使用的基站天线外罩类材料各具有特色，①玻璃纤维增强树脂复合材料是最早使用的基站天线外罩类材料，此类天线外罩具有模量高、强度高、耐热性等显著特点，是制造多频或大尺寸天线的首选材料；玻璃钢基站天线外罩的缺点是密度大导致相同体积时其质量大，介电常数和介质损耗正切值均较大；玻璃钢基站天线外罩中的树脂成型后变为热固性塑料，不具有热可逆性，不能循环使用；玻璃钢基站天线外罩中的树脂固化后常常会残留部分未反应的单体或低分子助剂，使用过程中对人体或环境造成危害。②改性硬质聚氯乙烯基站天线外罩强度不如玻璃钢基站天线外罩，由于可以采用螺杆挤出机连续挤出成型，生产效率高，原料成本和生产成本是三种大规模使用的基站天线外罩类材料最低的；硬质聚氯乙烯基站天线外罩的介电常数和介质损耗正切值相对较小；聚氯乙烯是热塑性树脂，具有热可逆性，尺寸不合格品可以循环使用；硬质聚氯乙烯基站天线外罩的缺点是通常用于单频或小尺寸天线。③丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚树脂基站天线外罩的性能与硬质聚氯乙烯基站天线外罩基本相近，但前者的合成工艺技术难度大、原料和产品价格均更高。
虽然玻璃纤维增强树脂复合材料、改性硬质聚氯乙烯和丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物等三种基站天线外罩一直在大规模使用，但这些基站天线外罩中使用的聚合物材料都是极性聚合物，其介电常数和介质损耗正切值相对较大，对于第四代移动通信的多媒体传输和通信高品质的要求显然存在不足。尽管在三类材料中，改性硬质聚氯乙烯基站天线外罩具有较好的综合性能和较低的成本，但由于聚氯乙烯树脂在聚合过程中使用的单体氯乙烯是剧毒的，同时聚合时不可避免地有部分单体将进入大气中对环境造成污染和危害。近年来，随着人们环保意识的增强，美国和欧洲提出采用更加环保的聚烯烃材料替代聚氯乙烯。聚丙烯作为广泛使用的聚烯烃材料，由于原料易得、价格低廉，在各种工程材料中都有使用，但聚丙烯尤其是均聚聚丙烯熔体强度低，不能满足挤出成型特别是异型材的成型加工需要，加入乙丙橡胶、丁苯热塑性弹性体可以提高聚丙烯的熔体强度和冲击强度，但改性后的聚丙烯材料刚性和耐热性大幅度下降，并且成本增加较多；虽然管材用无规共聚聚丙烯树脂可以进行管材的挤出成型，但对于复杂断面结构的异型材挤出成型加工仍然存在困难，此外管材用无规共聚聚丙烯树脂还存在模量低、热变形温度低缺点。另外由于PP分子结构中存在众多的叔碳原子，其上链接的氢原子和碳原子键能低，在受到光、氧、热以及催化剂残骸的作用下，叔碳原子上的氢原子易脱落生成活泼的自由基从而导致PP降解，其结果是分子量降低、力学性能下降，最终导致材料丧失使用价值。因此，如何充分利用PP的优点，开发一种具有较好力学性能、耐天候老化性能、较低的介电常数和介质损耗正切值、环境友好、易于加工成型的新型聚烯烃基站天线外罩以满足第四代移动通信的多媒体传输和通信高品质的要求已经成为该行业的迫切需求。
发明内容
本发明解决了上述现有技术中存在的不足和问题，提供了一种环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩。本发明选择低熔体流动速率的均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯并用，满足了基站天线外罩异型材所需的强度、模量、耐热性要求，更重要的是熔体强度的改善可以达到复杂断面结构异型材的挤出成型加工的需要。同时针对PP易降解、耐热和耐天候老化性能差的不足，本发明采用抗氧剂、受阻胺类光稳定剂、紫外光吸收剂、紫外光屏蔽剂复配，同时辅以特殊结构的无机填料，提供的PP异型材基站天线外罩不但具有较好的机械性能，而且大幅度提高了耐紫外光性能。此外更重要的是该异型材还具有介电常数和介质损耗正切值极低，可以满足第四代移动通信的多媒体传输和通信高品质的要求。
本发明还提供环境友好型改性PP异型材基站天线外罩的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩，其由以下质量配比的原料制成：
Figure BDA00002872574100041
Figure BDA00002872574100051
本发明的环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩，其进一步的技术方案是所述的低熔体流动速率聚丙烯树脂230℃×2160g测定的熔体流动速率不大于1.0g/10min，所述的低熔体流动速率聚丙烯基体树脂由两种或三种不同结构聚丙烯粉料按以下质量比例混合而成：均聚聚丙烯10～60%、无规共聚聚丙烯10～70%、嵌段共聚聚丙烯40～80%。更进一步的技术方案所述的低熔体流动速率聚丙烯树脂230℃×2160g测定的熔体流动速率优选不大于0.6g/10min，所述的均聚聚丙烯230℃×2160g测定的熔体流动速率为0.3～0.6g/10min，所述的无规共聚聚丙烯230℃×2160g测定的熔体流动速率为0.1～0.5g/10min，所述的嵌段共聚聚丙烯230℃×2160g测定的熔体流动速率为0.1～0.5g/10min。
本发明的环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩，其进一步的技术方案还可以是所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钡、油酸酰胺、芥酸酰胺中的一种或其组合；所述的紫外光吸收剂是二苯甲酮类紫外光吸收剂、苯并三唑类紫外光吸收剂中的一种或其组合。
本发明的环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩，其进一步的技术方案还可以是所述的抗氧剂是抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂B215中的一种或其组合。
本发明的环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩，其进一步的技术方案还可以是所述的受阻胺类光稳定剂是C944、T770、HS-765、HS-112中的一种或其组合，用量为0.1～0.8份。
本发明的环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩，其进一步的技术方案还可以是所述的二氧化钛为经过SiO2或Al2O3无机化合物表面包覆处理后的金红石型二氧化钛。
本发明的环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩，其进一步的技术方案还可以是所述的无机填料是碳酸钙、云母、滑石粉、陶土、凹凸棒土中的一种或其组合。
本发明的环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩，其进一步的技术方案还可以是所述的刚性成核剂是NAA325、NAP-71、NAP53F中的一种或其组合。
本发明上述的环境友好型改性PP异型材基站天线外罩的制备方法，其包括以下步骤：
功能助剂预分散：在高速混合机中投入环境友好型改性PP异型材基站天线外罩配方中的10份PP树脂粉料以及全部润滑剂、紫外光吸收剂、抗氧剂、受阻胺类光稳定剂和刚性成核剂，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌3～8min于物料温度35℃～45℃排料至料仓；
无机填料表面改性：首先于温度控制在50～60℃高速混合机中加入100公斤无机填料并控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌5～10min以去除其表面的水分；然后将1公斤二甲基硅油与1公斤乙醇混合搅拌均匀后加入高速混合机继续低速混合3～5min；启动高速搅拌即控制混合机的转速在1000rpm以上，5～8min后当物料温度升至70℃±5℃后即可排料至另一台带夹套水冷却的混合机中；混合料在带夹套水冷却的混合机中继续混合，当温度下降到40±5℃即可排料至料仓；
配方原料高速混合：按环境友好型改性PP异型材基站天线外罩配方称取90份PP树脂粉料、含10份PP树脂粉料的功能助剂预分散混合料、表面改性后的无机填料加入温度40℃左右的高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌2～5min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合3～5min后加入经过表面改性的二氧化钛，继续搅拌2min后排料至双螺杆挤出机；
双螺杆共混改性造粒：将混合均匀的PP粉料加入双螺杆挤出机，物料经过双螺杆挤出机的强剪切作用使配方中的助剂和无机填料在PP树脂基体中分散均匀，熔体从挤出机机头挤出分成数条，通过水槽冷却、鼓风干燥，最后由切粒机得到异型材基站天线外罩改性PP专用料，其中双螺杆挤出机造粒成型控制条件：1区温度190±10℃，2区温度195±10℃，3区温度200±10℃，4区温度200±10℃，5区温度200±10℃，6区温度190±10℃，7区温度170±10℃，8区温度170±10℃，9区温度170±10℃，机头温度200±10℃，熔体压力20±5MPa；
单螺杆挤出成型：异型材基站天线外罩改性PP专用粒料挤出成型前先在80℃条件下干燥4h，用单螺杆挤出机挤出、经真空定型、牵引得到形状均一的型材，其中单螺杆挤出机成型控制条件：1区温度165±5℃，2区温度170±5℃，3区温度175±5℃，4区温度180±5℃，5区温度175±5℃，模头温度180±5℃，牵引速度0.5～1.0m/min。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明的环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩主要是以低熔体流动速率的均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯等三种不同结构聚丙烯粉料为主体材料，具有平衡基体聚丙烯材料的刚性、韧性、耐热性能和能够挤出成型复杂断面异型材的特点；刚性成核剂的加入使得三种聚丙烯结晶度、模量均提高和保持α晶型结构，由于α晶型的聚丙烯熔点高达165℃，最终聚丙烯异型材基站天线外罩具有更高的使用温度，这样刚性成核剂的加入在提高模量的同时也进一步提高了热变形温度；加入经过表面包覆改性的金红石型二氧化钛作为紫外光屏蔽剂以及与抗氧剂、受阻胺类光稳定剂、有机类紫外光吸收剂协同作用提高聚丙烯异型材基站天线外罩抗紫外光的能力；特殊片状结构的云母、针状结构的凹凸棒土等无机填料加入在降低成本的同时，还可以有效地提高聚丙烯异型材基站天线外罩的模量的刚性指标和热变形温度。
本发明的环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩不使用含铅、镉、六价铬、汞类等重金属以及多溴联苯、多溴联苯醚、邻苯二甲酸酯类增塑剂等有毒、有害助剂，符合欧盟的RoHS指令和REACH法规的要求；尺寸稳定性好，可以回收，循环使用制作其他的塑料制品；由于基体材料聚丙烯的密度低，该类异型材基站天线外罩的密度明显低于玻璃纤维增强树脂复合材料和改性硬质聚氯乙烯类异型材基站天线外罩，具有重量轻的特点。环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩可以满足4G基站天线的低介电常数和介质损耗因子、高品质、轻量化和集成化的新需求。
本发明的原料易得、价格低廉，同时制备方法简单，PP粉状与功能助剂、填料混合料后，经双螺杆挤出机造粒后再经单螺杆挤出成型，制备成本低。
具体实施方式
以下通过具体实施例说明本发明，但本发明并不仅仅限定于这些实施例。
实施例中所用的刚性成核剂均由广州呈和科技有限公司生产；无机化合物表面包覆处理的金红石型二氧化钛由杜邦公司生产；受阻胺类光稳定剂C944和T770由瑞士汽巴精细化工有限公司生产，受阻胺类光稳定剂HS-765和HS-112由北京天罡助剂有限责任公司生产。
实施例1：
原料配方：均聚聚丙烯（230℃×2160g测定的熔体流动速率=0.8g/10min）35，无规共聚聚丙烯（230℃×2160g测定的熔体流动速率=0.5g/10min）65，硬脂酸0.1，硬脂酸钙0.1，紫外光吸收剂UV 531 0.5，抗氧剂1010 0.3，受阻胺类光稳定剂C944 0.3，金红石型TiO2 10，表面改性CaCO3 20，成核剂NAA325 0.2。
制备工艺：
①功能助剂预分散：在高速混合机中投入配方中的10份无规共聚PP树脂粉料以及全部润滑剂、紫外光吸收剂、抗氧剂、受阻胺类光稳定剂、刚性成核剂等功能助剂，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌3min于物料温度40℃左右排料至料仓。
②无机填料表面改性：首先于温度控制在50℃高速混合机中加入100公斤CaCO3并控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌10min以去除其表面的水分；然后将1公斤二甲基硅油与1公斤乙醇混合搅拌均匀后加入高速混合机继续低速混合3min；启动高速搅拌即控制混合机的转速在1000rpm以上，5min后当物料温度升至70℃左右后即可排料至另一台带夹套水冷却的混合机中；混合料在带夹套水冷却的混合机中继续混合，当温度下降到40℃即可排料至料仓。
③配方原料高速混合：按配方称取均聚PP树脂粉料35份和无规共聚PP树脂粉料55份、含无规共聚PP树脂粉料的功能助剂预分散混合料11.5份、表面改性后的CaCO3 20份加入温度40℃左右的高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌2min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合3min后加入经过表面改性的二氧化钛10份，继续搅拌2min后排料至双螺杆挤出机。
④双螺杆共混改性造粒：1区温度190℃，2区温度195℃，3区温度200℃，4区温度200℃，5区温度200℃，6区温度190℃，7区温度170℃，8区温度170℃，9区温度170℃，机头温度200℃，熔体压力20.2MPa。
⑤单螺杆挤出成型：1区温度165℃，2区温度170℃，3区温度170℃，4区温度175℃，5区温度175℃，模头温度180℃，牵引速度1.0m/min。
产品测试结果见表1。
实施例2：
原料配方：均聚聚丙烯（230℃×2160g测定的熔体流动速率=0.3g/10min）60，无规共聚聚丙烯（230℃×2160g测定的熔体流动速率=0.3g/10min）40，硬脂酸锌0.1，油酸酰胺0.1，紫外光吸收剂UV 326 0.5，抗氧剂B215 0.2，受阻胺类光稳定剂T770 0.2，金红石型TiO2 5，表面改性云母25，成核剂NAP-71 0.1。
制备工艺：
①功能助剂预分散：在高速混合机中投入配方中的10份均聚PP树脂粉料以及全部润滑剂、紫外光吸收剂、抗氧剂、受阻胺类光稳定剂、刚性成核剂等功能助剂，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌6min于物料温度40℃左右排料至料仓。
②无机填料表面改性：首先于温度控制在55℃高速混合机中加入100公斤云母并控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌10min以去除其表面的水分；然后将1公斤二甲基硅油与1公斤乙醇混合搅拌均匀后加入高速混合机继续低速混合5min；启动高速搅拌即控制混合机的转速在1000rpm以上，5min后当物料温度升至70℃左右后即可排料至另一台带夹套水冷却的混合机中；混合料在带夹套水冷却的混合机中继续混合，当温度下降到45℃即可排料至料仓。
③配方原料高速混合：按配方称取均聚PP树脂粉料50份和无规共聚PP树脂粉料40份、含均聚PP树脂粉料的功能助剂预分散混合料11.2份、表面改性后的云母25份加入温度40℃左右的高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌3min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合3min后加入经过表面改性的二氧化钛5份，继续搅拌2min后排料至双螺杆挤出机。
④双螺杆共混改性造粒：1区温度200℃，2区温度205℃，3区温度210℃，4区温度210℃，5区温度210℃，6区温度200℃，7区温度180℃，8区温度180℃，9区温度180℃，机头温度210℃，熔体压力16.5MPa。
⑤单螺杆挤出成型：1区温度170℃，2区温度170℃，3区温度175℃，4区温度175℃，5区温度180℃，模头温度180℃，牵引速度0.7m/min。
产品测试结果见表1。
实施例3：
原料配方：无规共聚聚丙烯（230℃×2160g测定的熔体流动速率=0.5g/10min）30，嵌段共聚聚丙烯（230℃×2160g测定的熔体流动速率=0.5g/10min）70，硬脂酸锌0.2，硬脂酸镁0.3，紫外光吸收剂UV 326 0.3，紫外光吸收剂UV 531 0.2，抗氧剂168 0.2，抗氧剂1010 0.2，受阻胺类光稳定剂T770 0.1，受阻胺类光稳定剂HS-765 0.1，金红石型TiO2 15，表面改性滑石粉5，表面改性凹凸棒土15，成核剂NAP-71 0.1，成核剂NAA325 0.1。
制备工艺：
①功能助剂预分散：在高速混合机中投入配方中的10份嵌段共聚PP树脂粉料以及全部润滑剂、紫外光吸收剂、抗氧剂、受阻胺类光稳定剂、刚性成核剂等功能助剂，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌5min于物料温度40℃左右排料至料仓。
②无机填料表面改性：首先于温度控制在55℃高速混合机中加入25公斤滑石粉和75公斤凹凸棒土并控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌8min以去除其表面的水分；然后将1公斤二甲基硅油与1公斤乙醇混合搅拌均匀后加入高速混合机继续低速混合5min；启动高速搅拌即控制混合机的转速在1000rpm以上，8min后当物料温度升至70℃左右后即可排料至另一台带夹套水冷却的混合机中；混合料在带夹套水冷却的混合机中继续混合，当温度下降到45℃即可排料至料仓。
③配方原料高速混合：按配方称取无规共聚PP树脂粉料30份和嵌段共聚PP树脂粉料60份、含嵌段共聚PP树脂粉料的功能助剂预分散混合料11.8份、表面改性后的无机填料混合物20份（其中滑石粉5份、凹凸棒土15份）加入温度40℃左右的高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌5min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合3min后加入经过表面改性的二氧化钛15份，继续搅拌2min后排料至双螺杆挤出机。
④双螺杆共混改性造粒：1区温度195℃，2区温度200℃，3区温度205℃，4区温度205℃，5区温度205℃，6区温度195℃，7区温度175℃，8区温度175℃，9区温度15℃，机头温度205℃，熔体压力18.5MPa。
⑤单螺杆挤出成型：1区温度165℃，2区温度170℃，3区温度175±5℃，4区温度175℃，5区温度180℃，模头温度175℃，牵引速度0.75m/min。
产品测试结果见表1。
实施例4：
原料配方：均聚聚丙烯（230℃×2160g测定的熔体流动速率=1.0g/10min）30，嵌段共聚聚丙烯（230℃×2160g测定的熔体流动速率=0.2g/10min）70，硬脂酸钡0.1，油酸酰胺0.1，芥酸酰胺0.2，紫外光吸收剂UV 3270.6，抗氧剂168 0.2，抗氧剂1076 0.3，受阻胺类光稳定剂T770 0.1，受阻胺类光稳定剂HS-765 0.1，金红石型TiO2 5，表面改性陶土15，表面改性CaCO3 10，成核剂NAP53F 0.2。
制备工艺：
①功能助剂预分散：在高速混合机中投入配方中的10份嵌段共聚PP树脂粉料以及全部润滑剂、紫外光吸收剂、抗氧剂、受阻胺类光稳定剂、刚性成核剂等功能助剂，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌5min于物料温度40℃左右排料至料仓。
②无机填料表面改性：首先于温度控制在60℃高速混合机中加入60公斤陶土和40公斤CaCO3并控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌7min以去除其表面的水分；然后将1公斤二甲基硅油与1公斤乙醇混合搅拌均匀后加入高速混合机继续低速混合4min；启动高速搅拌即控制混合机的转速在1000rpm以上，6min后当物料温度升至70℃左右后即可排料至另一台带夹套水冷却的混合机中；混合料在带夹套水冷却的混合机中继续混合，当温度下降到40℃即可排料至料仓。
③配方原料高速混合：按配方称取均聚PP树脂粉料30份和嵌段共聚PP树脂粉料60份、含嵌段共聚PP树脂粉料的功能助剂预分散混合料11.9份、表面改性后的无机填料混合物25份（其中陶土15份、CaCO3 10份）加入温度40℃左右的高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌4min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合4min后加入经过表面改性的二氧化钛5份，继续搅拌2min后排料至双螺杆挤出机。
④双螺杆共混改性造粒：1区温度185℃，2区温度190℃，3区温度195℃，4区温度195℃，5区温度195℃，6区温度185℃，7区温度170℃，8区温度170℃，9区温度170℃，机头温度195℃，熔体压力22.5MPa。
⑤单螺杆挤出成型：1区温度160℃，2区温度165℃，3区温度170℃，4区温度175℃，5区温度180℃，模头温度170℃，牵引速度0.85m/min。
产品测试结果见表1。
实施例5：
原料配方：均聚聚丙烯（230℃×2160g测定的熔体流动速率=1.0g/10min）20，无规共聚聚丙烯（230℃×2160g测定的熔体流动速率=0.5g/10min）10，嵌段共聚聚丙烯（230℃×2160g测定的熔体流动速率=0.5g/10min）70，硬脂酸锌0.2，硬脂酸镁0.2，硬脂酸钡0.2，抗氧剂1010 0.2，抗氧剂1076 0.2，紫外光吸收剂UV 326 0.3，紫外光吸收剂UV 327 0.2，受阻胺类光稳定剂C944 0.2，受阻胺类光稳定剂HS-112 0.1，金红石型TiO2 10，表面改性云母10，表面改性滑石粉15，成核剂NAA325 0.1，成核剂NAP53F 0.2。
制备工艺：
①功能助剂预分散：在高速混合机中投入配方中的10份嵌段共聚PP树脂粉料以及全部润滑剂、紫外光吸收剂、抗氧剂、受阻胺类光稳定剂、刚性成核剂等功能助剂，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌8min于物料温度40℃左右排料至料仓。
②无机填料表面改性：首先于温度控制在50℃高速混合机中加入40公斤云母和60公斤滑石粉并控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌9min以去除其表面的水分；然后将1公斤二甲基硅油与1公斤乙醇混合搅拌均匀后加入高速混合机继续低速混合3min；启动高速搅拌即控制混合机的转速在1000rpm以上，8min后当物料温度升至70℃左右后即可排料至另一台带夹套水冷却的混合机中；混合料在带夹套水冷却的混合机中继续混合，当温度下降到35℃即可排料至料仓。
③配方原料高速混合：按配方称取均聚PP树脂粉料20份、无规共聚PP树脂粉料10份和嵌段共聚PP树脂粉料60份、含嵌段共聚PP树脂粉料的功能助剂预分散混合料12.1份、表面改性后的无机填料混合物25份（其中云母10份、滑石粉15份）加入温度40℃左右的高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌5min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合4min后加入经过表面改性的二氧化钛10份，继续搅拌2min后排料至双螺杆挤出机。
④双螺杆共混改性造粒：1区温度190℃，2区温度195℃，3区温度205℃，4区温度205℃，5区温度205℃，6区温度195℃，7区温度180℃，8区温度180℃，9区温度175℃，机头温度200℃，熔体压力21.1MPa。
⑤单螺杆挤出成型：1区温度165℃，2区温度170℃，3区温度175℃，4区温度175℃，5区温度180℃，模头温度180℃，牵引速度0.8m/min。
产品测试结果见表1。
实施例6：
原料配方：均聚聚丙烯（230℃×2160g测定的熔体流动速率=0.6g/10min）20，无规共聚聚丙烯（230℃×2160g测定的熔体流动速率=0.5g/10min）20，嵌段共聚聚丙烯（230℃×2160g测定的熔体流动速率=0.1g/10min）60，硬脂酸0.2，油酸酰胺0.2，抗氧剂1010 0.1，抗氧剂1076 0.2，抗氧剂168 0.1，紫外光吸收剂UV 326 0.3，紫外光吸收剂UV 531 0.2，紫外光吸收剂UV9 0.2，受阻胺类光稳定剂T770 0.2，受阻胺类光稳定剂C944 0.2，受阻胺类光稳定剂HS-765 0.2，金红石型TiO2 5，表面改性CaCO3 10，表面改性云母10，表面改性凹凸棒土10，成核剂NAP53F 0.1，成核剂NAP-71 0.1。
制备工艺：
①功能助剂预分散：在高速混合机中投入配方中的10份嵌段共聚PP树脂粉料以及全部润滑剂、紫外光吸收剂、抗氧剂、受阻胺类光稳定剂、刚性成核剂等功能助剂，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌6min于物料温度40℃左右排料至料仓。
②无机填料表面改性：首先于温度控制在60℃高速混合机中分别加入CaCO3、云母、改性凹凸棒土各33.33公斤，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌10min以去除其表面的水分；然后将1公斤二甲基硅油与1公斤乙醇混合搅拌均匀后加入高速混合机继续低速混合5min；启动高速搅拌即控制混合机的转速在1000rpm以上，8min后当物料温度升至70℃左右后即可排料至另一台带夹套水冷却的混合机中；混合料在带夹套水冷却的混合机中继续混合，当温度下降到40℃即可排料至料仓。
③配方原料高速混合：按配方称取均聚PP树脂粉料20份、无规共聚PP树脂粉料20份和嵌段共聚PP树脂粉料50份、含嵌段共聚PP树脂粉料的功能助剂预分散混合料12.1份、表面改性后的无机填料混合物30份（其中云母、CaCO3、凹凸棒土各10份）加入温度40℃左右的高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌3min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合5min后加入经过表面改性的二氧化钛5份，继续搅拌2min后排料至双螺杆挤出机。
④双螺杆共混改性造粒：1区温度190℃，2区温度200℃，3区温度200℃，4区温度205℃，5区温度200℃，6区温度190℃，7区温度180℃，8区温度180℃，9区温度175℃，机头温度205℃，熔体压力17.8MPa。
⑤单螺杆挤出成型：1区温度165℃，2区温度170℃，3区温度175℃，4区温度180℃，5区温度175℃，模头温度180℃，牵引速度0.65m/min。
产品测试结果见表1。
实施例7：
原料配方：均聚聚丙烯（230℃×2160g测定的熔体流动速率=0.5g/10min）30，无规共聚聚丙烯（230℃×2160g测定的熔体流动速率=0.3g/10min）30，嵌段共聚聚丙烯（230℃×2160g测定的熔体流动速率=0.5g/10min）40，硬脂酸0.2，油酸酰胺0.2，芥酸酰胺0.1，抗氧剂1076 0.1，抗氧剂B215 0.4，紫外光吸收剂UV 531 0.2，紫外光吸收剂UV P0.2，紫外光吸收剂UV9 0.3，受阻胺类光稳定剂T770 0.3，受阻胺类光稳定剂HS-765 0.1，受阻胺类光稳定剂HS-765 0.1，金红石型TiO2 8，表面改性陶土5，表面改性滑石粉5，表面改性云母10，表面改性凹凸棒土10，成核剂NAP-71 0.1，成核剂NAA325 0.1，成核剂NAP53F 0.1。
制备工艺：
①功能助剂预分散：在高速混合机中投入配方中的10份嵌段共聚PP树脂粉料以及全部润滑剂、紫外光吸收剂、抗氧剂、受阻胺类光稳定剂、刚性成核剂等功能助剂，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌7min于物料温度40℃左右排料至料仓。
②无机填料表面改性：首先于温度控制在55℃高速混合机中加入陶土20公斤、滑石粉各20公斤、云母40公斤和凹凸棒土40公斤，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌10min以去除其表面的水分；然后将1公斤二甲基硅油与1公斤乙醇混合搅拌均匀后加入高速混合机继续低速混合5min；启动高速搅拌即控制混合机的转速在1000rpm以上，8min后当物料温度升至70℃左右后即可排料至另一台带夹套水冷却的混合机中；混合料在带夹套水冷却的混合机中继续混合，当温度下降到45℃即可排料至料仓。
③配方原料高速混合：按配方称取均聚PP树脂粉料30份、无规共聚PP树脂粉料30份和嵌段共聚PP树脂粉料30份、含嵌段共聚PP树脂粉料的功能助剂预分散混合料12.5份、表面改性后的无机填料混合物30份（其中陶土、滑石粉各5份，云母、凹凸棒土各10份）加入温度40℃左右的高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌5min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合5min后加入经过表面改性的二氧化钛8份，继续搅拌2min后排料至双螺杆挤出机。
④双螺杆共混改性造粒：1区温度185℃，2区温度190℃，3区温度195℃，4区温度200℃，5区温度205℃，6区温度195℃，7区温度180℃，8区温度175℃，9区温度170℃，机头温度200℃，熔体压力20.4MPa。
⑤单螺杆挤出成型：1区温度170℃，2区温度175℃，3区温度180℃，4区温度180℃，5区温度175℃，模头温度178℃，牵引速度0.95m/min。
产品测试结果见表1。
对比例1：
原料配方：均聚聚丙烯粉料（230℃×2160g测定的熔体流动速率=1.0g/10min）100，硬脂酸钙0.3，抗氧剂1010 0.2，抗氧剂168 0.2。
制备方法：
①配方原料高速混合：按配方称取原辅材料加入温度40℃左右的高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌2min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合3min后排料至双螺杆挤出机。
②双螺杆共混改性造粒：1区温度195℃，2区温度200℃，3区温度205℃，4区温度205℃，5区温度200℃，6区温度195℃，7区温度175℃，8区温度170℃，9区温度170℃，机头温度200℃，熔体压力11MPa。
③单螺杆挤出成型：1区温度165℃，2区温度170℃，3区温度175℃，4区温度180℃，5区温度175℃，模头温度180℃，牵引速度0.5m/min。
产品测试结果见表1。
对比例2：
原料配方：无规共聚聚丙烯粉料（230℃×2160g测定的熔体流动速率=0.3g/10min）100，硬脂酸钙0.3，抗氧剂1010 0.2，抗氧剂168 0.2。
制备方法：
①配方原料高速混合：按配方称取原辅材料加入温度40℃左右的高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌2min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合2min后排料至双螺杆挤出机。
②双螺杆共混改性造粒：1区温度180℃，2区温度185℃，3区温度190℃，4区温度190℃，5区温度190℃，6区温度180℃，7区温度170℃，8区温度170℃，9区温度170℃，机头温度190℃，熔体压力20MPa。
③单螺杆挤出成型：1区温度160℃，2区温度165℃，3区温度170℃，4区温度175℃，5区温度170℃，模头温度175℃，牵引速度0.5m/min。
产品测试结果见表1。
对比例3：
原料配方：嵌段共聚聚丙烯粉料（230℃×2160g测定的熔体流动速率=0.5g/10min）100，硬脂酸钙0.3，抗氧剂1010 0.2，抗氧剂168 0.2。
制备工艺：
①配方原料高速混合：按配方称取原辅材料加入温度40℃左右的高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌3min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合2min后排料至双螺杆挤出机。
②双螺杆共混改性造粒：造粒成型控制条件：1区温度190℃，2区温度195℃，3区温度200℃，4区温度200℃，5区温度200℃，6区温度190℃，7区温度180℃，8区温度170℃，9区温度170℃，机头温度200℃，熔体压力16MPa。
③单螺杆挤出成型：1区温度160℃，2区温度1700℃，3区温度175℃，4区温度175℃，5区温度180℃，模头温度180℃，牵引速度0.5m/min。
产品测试结果见表1。
表1 环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩力学性能、电性能与耐紫外光老化性能对比
Figure BDA00002872574100161
*紫外光老化条件为：紫外光辐照强度0.51W/m2340nm，黑板温度65℃，辐照时间400h。

Claims (10)

1.一种环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩，其特征在于由以下质量配比的原料制成：
Figure FDA00002872574000011
2.根据权利要求1所述的环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩，其特征在于所述的低熔体流动速率聚丙烯树脂230℃×2160g测定的熔体流动速率不大于1.0g/10min，所述的低熔体流动速率聚丙烯基体树脂由两种及以上不同结构聚丙烯粉料按以下质量比例混合而成：均聚聚丙烯10～60%、无规共聚聚丙烯10～70%、嵌段共聚聚丙烯40～80%。
3.根据权利要求2所述的环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩，其特征在于所述的低熔体流动速率聚丙烯树脂230℃×2160g测定的熔体流动速率不大于0.6g/10min，所述的均聚聚丙烯230℃×2160g测定的熔体流动速率为0.3～0.6g/10min，所述的无规共聚聚丙烯230℃×2160g测定的熔体流动速率为0.1～0.5g/10min，所述的嵌段共聚聚丙烯230℃×2160g测定的熔体流动速率为0.1～0.5g/10min。
4.根据权利要求1所述的环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩，其特征在于所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钡、油酸酰胺、芥酸酰胺中的一种或其组合；所述的紫外光吸收剂是二苯甲酮类紫外光吸收剂、苯并三唑类紫外光吸收剂中的一种或其组合。
5.根据权利要求1所述的环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩，其特征在于所述的抗氧剂是抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂B215中的一种或其组合。
6.根据权利要求1所述的环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩，其特征在于所述的受阻胺类光稳定剂是C944、T770、HS-765、HS-112中的一种或其组合，用量为0.1～0.8份。
7.根据权利要求1所述的环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩，其特征在于所述的二氧化钛为经过SiO2或Al2O3无机化合物表面包覆处理后的金红石型二氧化钛。
8.根据权利要求1所述的环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩，其特征在于所述的无机填料是碳酸钙、云母、滑石粉、陶土、凹凸棒土中的一种或其组合。
9.根据权利要求1所述的环境友好型改性聚丙烯异型材基站天线外罩，其特征在于所述的刚性成核剂是NAA325、NAP-71、NAP53F中的一种或其组合。
10.一种如权利要求1-9任一所述的环境友好型改性PP异型材基站天线外罩的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
功能助剂预分散：在高速混合机中投入环境友好型改性PP异型材基站天线外罩配方中的10份PP树脂粉料以及全部润滑剂、紫外光吸收剂、抗氧剂、受阻胺类光稳定剂和刚性成核剂，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌3～8min于物料温度35℃～45℃排料至料仓；
无机填料表面改性：首先于温度控制在50～60℃高速混合机中加入100公斤无机填料并控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌5～10min以去除其表面的水分；然后将1公斤二甲基硅油与1公斤乙醇混合搅拌均匀后加入高速混合机继续低速混合3～5min；启动高速搅拌即控制混合机的转速在1000rpm以上，5～8min后当物料温度升至70℃±5℃后即可排料至另一台带夹套水冷却的混合机中；混合料在带夹套水冷却的混合机中继续混合，当温度下降到40±5℃即可排料至料仓；
配方原料高速混合：按环境友好型改性PP异型材基站天线外罩配方称取90份PP树脂粉料、含10份PP树脂粉料的功能助剂预分散混合料、表面改性后的无机填料加入温度40℃左右的高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌2～5min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合3～5min后加入经过表面改性的二氧化钛，继续搅拌2min后排料至双螺杆挤出机；
双螺杆共混改性造粒：将混合均匀的PP粉料加入双螺杆挤出机，物料经过双螺杆挤出机的强剪切作用使配方中的助剂和无机填料在PP树脂基体中分散均匀，熔体从挤出机机头挤出分成数条，通过水槽冷却、鼓风干燥，最后由切粒机得到异型材基站天线外罩改性PP专用料，其中双螺杆挤出机造粒成型控制条件：1区温度190±10℃，2区温度195±10℃，3区温度200±10℃，4区温度200±10℃，5区温度200±10℃，6区温度190±10℃，7区温度170±10℃，8区温度170±10℃，9区温度170±10℃，机头温度200±10℃，熔体压力20±5MPa；
单螺杆挤出成型：异型材基站天线外罩改性PP专用粒料挤出成型前先在80℃条件下干燥4h，用单螺杆挤出机挤出、经真空定型、牵引得到形状均一的型材，其中单螺杆挤出机成型控制条件：1区温度165±5℃，2区温度170±5℃，3区温度175±5℃，4区温度180±5℃，5区温度175±5℃，模头温度180±5℃，牵引速度0.5～1.0m/min。
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