CN112457581A - 一种5g天线罩用玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种5G天线罩用玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法,包括聚丙烯树脂、低等规聚丁烯、增韧剂、玻璃纤维、极性聚丙烯、成核剂、抗氧剂和耐候剂。本发明聚丙烯复合材料满足具有低密度、高强度、低介电常数等特点,非常适合用于5G产品,特别是5G基站天线罩等类似产品,而且环保可回收。

Description

一种5G天线罩用玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料改性领域,特别涉及一种5G天线罩用玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
5G通讯技术的高速发展,使其在智能手机端、笔记本电脑设备、可穿戴设备、智能家居、智能家电、智能传媒、智能汽车、智能交通等领域得到了广泛应用。同时,与上述5G通讯设备相匹配的低介电常数材料的需求也是行业的发展方向。介电常数对5G通讯毫米波的信号传输速度、信号延迟、信号损失等的影响较大,在5G高频传输情况下,低介电常数和低介电损耗的材料将得到大量的使用。
由于5G通信的天线罩的特性及日趋严苛的环保要求,低介电低损耗、质量轻、尺寸稳定性好、环保及耐冲击性优异成为天线罩材料的选材标准。聚丙烯具有密度低、机械性能优异以及介电常数低等特性,同时价格便宜,具有极高的性价比。极性低的聚丙烯材料,由于其兼具低密度、低介电常数的特点,被视为5G通讯设备外壳的理想材料。采用玻璃纤维增强聚丙烯后能够提升材料的机械性能,并且降低材料的线性膨胀系数。玻纤增强聚丙烯复合材料是能够满足有效降低信号损耗、保障通信稳定、节约成本并且环保可回收而研发的一种优质材料。CN 111073147 A选用TPEE作为增韧剂来提升玻纤增强聚丙烯材料的低温韧性,制备的玻纤增强聚丙烯复合材料在零下40摄氏度低温环境下能够保证优异的抗冲击性能,但是这种方式的增韧会造成复合材料的老化性能降低。所以一种良外观、高耐候和耐冲击的5G天线罩材料仍是改性领域的急需开发的产品之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种5G天线罩用玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法,该复合材料满足具有低密度、高强度、低介电常数等特点,非常适合用于5G产品,特别是5G基站天线罩等类似产品,而且环保可回收。
本发明提供了一种5G天线罩用玻纤增强聚丙烯复合材料,按重量份数,包括如下组分:
Figure BDA0002785723540000011
Figure BDA0002785723540000021
所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯,230℃、2.16Kg条件下熔体质量流动速率为30-100g/10min。
所述低等规聚丁烯为茂金属催化低等规聚丁烯,密度为0.87-0.91g/cm3,190℃、2.16Kg条件下熔体质量流动速率为200-1200g/10min,优选300~600g/10min。
所述增韧剂为乙烯与丁烯共聚物、乙烯与辛烯共聚物、苯乙烯系嵌段共聚物中的至少一种。
所述玻璃纤维为低介电玻璃纤维,直径为10-17μm。
所述极性聚丙烯为马来酸酐接枝聚丙烯、聚丙烯接枝丙烯酸缩水甘油酯、氯化聚丙烯中的至少一种。
所述成核剂为纳米粘土、二氧化硅、二氧化钛中的至少一种。
所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
所述耐候剂为二苯甲酮类耐候剂、苯并三唑类耐候剂、水杨酸酯类耐候剂中至少一种。
本发明还提供了一种5G天线罩用玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法,包括:
(1)将除玻璃纤维之外的原料按配比加入高混机中混合3-5分钟,随后加入到长径比为30:1-50:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散,通过双螺杆挤出机塑化后,输送到高温熔体浸润模头内的高温熔体浸润槽;其中,高温熔体浸润模头内的温度设置为250-350℃;双螺杆挤出机设置温度为160-200℃,螺杆转速为350-450转/分;
(2)将玻璃纤维以20-100m/min的速度牵引输入到上述高温熔体浸润槽中,充分浸润后,经过牵引、冷却、切粒、干燥后,得到5G天线罩用玻纤增强聚丙烯复合材料。
有益效果
(1)本发明通过低等规聚丁烯和增韧剂的协同作用,在不降低综合力学性能的同时,实现材料的低温抗冲击能力的提升。
(2)本发明通过低等规聚丁烯和成核剂的协同作用,提升玻纤增强聚丙烯复合材料的外观,同时提高复合材料的耐候性能和实现了材料的低介电性能。
(3)本发明满足具有低密度、高强度、低介电常数等特点,非常适合用于5G产品,特别是5G基站天线罩等类似产品,而且环保可回收。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例和对比例所用的物料如下:
聚丙烯PP:牌号:M60T;厂家:中石化镇海石化。
低等规聚丁烯:牌号:PBM8911M(熔体指数为200g/10min)、PBM 0600M(熔体指数为600g/10min)、PBM 1200M(熔体指数为1200g/10min);厂家:巴塞尔。
聚丁烯-1:牌号:PB 0801M;厂家:巴塞尔。
增韧剂:牌号:POE 8842;厂家:陶氏化学。
牌号:SEBS 1657;厂家:科腾化学。
玻璃纤维:低介电玻璃纤维,直径为10-17μm;厂家:中国巨石。
极性聚丙烯:牌号:CA100;厂家:阿科玛。
成核剂:牌号:Clay 20;厂家:上海壮景化工。
纳米二氧化硅:市售。
抗氧剂:牌号:1010;厂家:巴斯夫。
耐候剂:牌号:3808PP5;厂家:索尔维。
制备方法包括:
(1)将除玻璃纤维之外的原料按配比加入高混机中混合3-5分钟,随后加入到长径比为30:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散,通过双螺杆挤出机塑化后,输送到高温熔体浸润模头内的高温熔体浸润槽;其中,按照本领域操作手册常规设置:高温熔体浸润模头内的温度设置为250-350℃;双螺杆挤出机设置温度为160-200℃,螺杆转速为350-450转/分;
(2)将玻璃纤维以20-100m/min的速度牵引输入到上述高温熔体浸润槽中,充分浸润后,经过牵引、冷却、切粒、干燥后,得到5G天线罩用玻纤增强聚丙烯复合材料。
性能测试方法:
将上述得到的5G天线罩用玻纤增强聚丙烯复合材料用注塑机注塑成尺寸为100*100*3mm的样板和样条待用。
拉伸性能:按照ISO 527-2进行测试、拉伸速度为10mm/min;
老化标准:按照ISO 188标准采用标准热老化烘箱进行测试,测试150℃/1000h后拉伸强度的保持率;
低温抗冲击性:具体试验条件为:100*100*3mm的样板经过-40℃冷冻后,使用重量为0.5kg的铁球从0.8m的高度进行落球冲击,冲击过后查看样板表面是否有破坏或裂纹出现;
介电强度测试:按GB/T 1409-2006方法,试样尺寸为100×100×3mm,温度为23℃,测试谐振频率为2.5GHz。
表1实施例和对比例配方
Figure BDA0002785723540000041
Figure BDA0002785723540000051
表2实施例和对比例性能测试结果
Figure BDA0002785723540000052
由表2中测试结果可得出:
实施例2与对比例1~2相比,低等规聚丁烯和POE的配合使用可以实现低温冲击性能以及材料的耐老化性能的改善。
实施例2与对比例3~4相比,低等规聚丁烯和纳米粘土的配合使用,材料的高温老化性能的保持率明显提高。
实施例1-3与对比例5相比,相较于常规聚丁烯-1,使用低等规聚丁烯材料的低温落球性能得到了改善。
实施例1-3实验结果来看,低等规聚丁烯的不同熔指树脂来看,综合性能较好的是熔体指数为600g/10min的PBM 0600M。
实施例2、4、5实验结果来看,随着低等规聚丁烯的添加量增大,材料的介电常数有降低的趋势。
本发明通过引入低等规聚丁烯树脂,在不降低综合的耐低温冲击性能的同时,可以改善材料的耐老化性能,同时添加纳米粘土降低材料的介电常数,本发明的5G天线罩用玻纤增强聚丙烯复合材料能够保证零件耐候性、低温的抗冲击性以及低介电常数。本发明的制备方法操作简单、成本低,适合工业化生产和应用,应用前景广阔。

Claims (10)

1.一种5G天线罩用玻纤增强聚丙烯复合材料,其特征在于:按重量份数,包括如下组分:
Figure FDA0002785723530000011
2.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于:所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯,230℃、2.16Kg条件下熔体质量流动速率为30-100g/10min。
3.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于:所述低等规聚丁烯为茂金属催化低等规聚丁烯,密度为0.87-0.91g/cm3,190℃、2.16Kg条件下熔体质量流动速率为200-1200g/10min。
4.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于:所述增韧剂为乙烯与丁烯共聚物、乙烯与辛烯共聚物、苯乙烯系嵌段共聚物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于:所述玻璃纤维为低介电玻璃纤维,直径为10-17μm。
6.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于:所述极性聚丙烯为马来酸酐接枝聚丙烯、聚丙烯接枝丙烯酸缩水甘油酯、氯化聚丙烯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于:所述成核剂为纳米粘土、二氧化硅、二氧化钛中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于:所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于:所述耐候剂为二苯甲酮类耐候剂、苯并三唑类耐候剂、水杨酸酯类耐候剂中至少一种。
10.一种如权利要求1所述的5G天线罩用玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法,包括:
(1)将除玻璃纤维之外的原料按配比加入高混机中混合3-5分钟,随后加入到长径比为30:1-50:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散,通过双螺杆挤出机塑化后,输送到高温熔体浸润模头内的高温熔体浸润槽;其中,高温熔体浸润模头内的温度设置为250-350℃;双螺杆挤出机设置温度为160-200℃,螺杆转速为350-450转/分;
(2)将玻璃纤维以20-100m/min的速度牵引输入到上述高温熔体浸润槽中,充分浸润后,经过牵引、冷却、切粒、干燥后,得到5G天线罩用玻纤增强聚丙烯复合材料。
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