CN115819895A - 一种低介电常数聚丙烯复合材料、制备方法和应用 - Google Patents

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周海
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Abstract

本发明公开了一种低介电常数聚丙烯复合材料、制备方法和应用,属于高分子材料技术领域,所述复合材料按重量份计包括以下组分:共聚聚丙烯57‑99份,玻璃纤维0‑20份,相容剂0‑4份,矿物0‑20份,低介电填充物0‑20份,抗氧剂0.5份,润滑剂0.5份;本发明选用合适的低介电常数填充物,同时加入玻纤、相容剂、润滑剂、抗氧剂,获得一种低介电常数的玻纤增强聚丙烯复合材料,该材料具有较好的刚韧性平衡、尺寸稳定性等优势。本发明制备的低介电常数的玻纤增强聚丙烯复合材料注塑的样件介电常数低,刚性韧性平衡,尺寸稳定好,适合用于5G天线罩的保护和封装。

Description

一种低介电常数聚丙烯复合材料、制备方法和应用
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,具体涉及一种低介电常数聚丙烯复合材料、制备方法和应用。
背景技术
在高速、高频传输技术中,使用低介电常数的材料,可提高智能终端的信号传输速度、降低信号延迟,减少信号损失。随着5G时代到来,毫米波频段高、信号穿透力差、衰减大,使得5G通信对于低介电常数材料更加依赖。聚丙烯PP是一种常见的半结晶性通用塑料,由于其相对密度小、综合性能优异、可塑性高等优点,被广泛应用于汽车、家电、电子通信等领域。但纯的聚丙烯因其刚性与韧性平衡性差、制件收缩率大等缺陷限制了其应用,需要对聚丙烯进行改性,在保证聚丙烯刚性与韧性同时来调整介电常数和介电损耗。
发明内容
针对现有技术通过常规的填充材料会提高聚丙烯的介电常数和介电损耗,本发明提出了一种低介电常数聚丙烯复合材料、制备方法和应用,通过添加低介电常数填充物和其他填充以及复配相应的助剂获得一种低介电常数聚丙烯复合材料。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种低介电常数聚丙烯复合材料,所述复合材料按重量份计包括以下组分:
共聚聚丙烯57-99份,玻璃纤维0-20份,相容剂0-4份,矿物0-20份,低介电填充物0-20份,抗氧剂0.5份,润滑剂0.5份。
在一些实施例中,所述低介电填充物为ZSM-5型纳米沸石分子筛,粒径10-13μm。
在一些实施例中,所述共聚聚丙烯的熔体流动速率为15-31g/10min。
在一些实施例中,所述玻璃纤维为无碱玻纤,玻纤长度为4.5-6mm,直径为10-14nm。
在一些实施例中,所述矿物包括滑石粉和硅微粉;所述滑石粉和硅微粉的质量比为1:1;所述滑石粉与硅灰石粒径均为4-25μm;
在其中一些实施例中,所述滑石粉与硅灰石粒径均为5-9μm。
在一些实施例中,所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯,接枝率为1.5%。
在一些实施例中,所述抗氧剂包括受阻胺类抗氧剂和亚磷酸脂类抗氧剂。
在一些实施例中,所述润滑剂为乙撑双-1,2-羟基硬脂酸酰胺。
本申请还公开一种如上述所述的低介电常数聚丙烯复合材料的制备方法,包括以下步骤:
将除玻璃纤维以外的其他原料经过干燥后共混后从主喂料口加入挤出机中;从侧喂料口加入玻璃纤维,经熔融,挤出,造粒,冷却,烘干得到所述低介电常数聚丙烯复合材料。
本申请还公开一种如上述所述的低介电常数聚丙烯复合材料在制备天线罩中的应用。
本发明的有益效果:
本发明提供一种低介电玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法,低介电常数玻璃纤维增强聚丙烯复合材料具有优秀的物理性能,极佳的尺寸稳定性以及优良的刚韧性平衡,同时,该材料易于加工。
具体实施方式
下面将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它实施例,都属于本发明保护的范围。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
本发明实施例所使用的原料如下:
在以下实施例和对比例中,所用共聚聚丙烯牌号为M60RHC,生产厂家为镇海炼化。低介电填充物、抗氧剂、润滑剂、相容剂均为常规市售材料。
以下结合具体实施例来详细说明本发明。
实施例1
低介电常数聚丙烯复合材料按重量份计包括以下组分:
共聚聚丙烯99份、抗氧剂0.5份、润滑剂0.5份;
制备方法:将原料经过干燥后共混后从主喂料口加入挤出机中,经熔融,挤出,造粒,冷却,烘干得到复合材料;
其中挤出机工艺参数,喂料段190-200℃,压缩段200-210℃,计量段210-220℃,机头230℃,螺杆转速300-400r/min。
实施例2
低介电常数聚丙烯复合材料按重量份计包括以下组分:
共聚聚丙烯77份,玻璃纤维10份,矿物10份,相容剂2份,抗氧剂0.5份,润滑剂0.5份;
制备方法:将除玻璃纤维以外的其他原料经过干燥后共混后从主喂料口加入挤出机中;从侧喂料口加入玻璃纤维,经熔融,挤出,造粒,冷却,烘干得到复合材料;
其中挤出机工艺参数,喂料段190-200℃,压缩段200-210℃,计量段210-220℃,机头230℃,螺杆转速300-400r/min。
实施例3
低介电常数聚丙烯复合材料按重量份计包括以下组分:
共聚聚丙烯72份,玻璃纤维10份,矿物10份,相容剂2份,低介电填充物5份,抗氧剂0.5份,润滑剂0.5份;
制备方法:将除玻璃纤维以外的其他原料经过干燥后共混后从主喂料口加入挤出机中;从侧喂料口加入玻璃纤维,经熔融,挤出,造粒,冷却,烘干得到复合材料;
其中挤出机工艺参数,喂料段190-200℃,压缩段200-210℃,计量段210-220℃,机头230℃,螺杆转速300-400r/min。
实施例4
低介电常数聚丙烯复合材料按重量份计包括以下组分:
共聚聚丙烯67份,玻璃纤维10份,矿物10份,相容剂2份,低介电填充物10份,抗氧剂0.5份,润滑剂0.5份;
制备方法:将除玻璃纤维以外的其他原料经过干燥后共混后从主喂料口加入挤出机中;从侧喂料口加入玻璃纤维,经熔融,挤出,造粒,冷却,烘干得到复合材料;
其中挤出机工艺参数,喂料段190-200℃,压缩段200-210℃,计量段210-220℃,机头230℃,螺杆转速300-400r/min。
实施例5
低介电常数聚丙烯复合材料按重量份计包括以下组分:
共聚聚丙烯65份,玻璃纤维10份,矿物10份,相容剂4份,低介电填充物10份,抗氧剂0.5份,润滑剂0.5份;
制备方法:将除玻璃纤维以外的其他原料经过干燥后共混后从主喂料口加入挤出机中;从侧喂料口加入玻璃纤维,经熔融,挤出,造粒,冷却,烘干得到复合材料;
其中挤出机工艺参数,喂料段190-200℃,压缩段200-210℃,计量段210-220℃,机头230℃,螺杆转速300-400r/min。
实施例6
低介电常数聚丙烯复合材料按重量份计包括以下组分:
共聚聚丙烯57份,玻璃纤维10份,矿物10份,相容剂2份,低介电填充物20份,抗氧剂0.5份,润滑剂0.5份;
制备方法:将除玻璃纤维以外的其他原料经过干燥后共混后从主喂料口加入挤出机中;从侧喂料口加入玻璃纤维,经熔融,挤出,造粒,冷却,烘干得到复合材料;
其中挤出机工艺参数,喂料段190-200℃,压缩段200-210℃,计量段210-220℃,机头230℃,螺杆转速300-400r/min。
实施例7
低介电常数聚丙烯复合材料按重量份计包括以下组分:
共聚聚丙烯57份,玻璃纤维10份,矿物20份,相容剂2份,低介电填充物10份,抗氧剂0.5份,润滑剂0.5份;
制备方法:将除玻璃纤维以外的其他原料经过干燥后共混后从主喂料口加入挤出机中;从侧喂料口加入玻璃纤维,经熔融,挤出,造粒,冷却,烘干得到复合材料;
其中挤出机工艺参数,喂料段190-200℃,压缩段200-210℃,计量段210-220℃,机头230℃,螺杆转速300-400r/min。
实施例8
低介电常数聚丙烯复合材料按重量份计包括以下组分:
共聚聚丙烯57份,玻璃纤维20份,矿物10份,相容剂2份,低介电填充物10份,抗氧剂0.5份,润滑剂0.5份;
制备方法:将除玻璃纤维以外的其他原料经过干燥后共混后从主喂料口加入挤出机中;从侧喂料口加入玻璃纤维,经熔融,挤出,造粒,冷却,烘干得到复合材料;
其中挤出机工艺参数,喂料段190-200℃,压缩段200-210℃,计量段210-220℃,机头230℃,螺杆转速300-400r/min。
实施例的分析测试方法
将材料置于100℃干燥烘箱中干燥处理1-2h,后根据国标标准注塑制样。在23℃,50%RH恒温恒湿环境中调节24h后测试其力学性能;
其中密度根据GB/T1033标准方法测试;
熔融指数根据GB/T3682标准方法测试;
拉伸性能根据GB/T1040标准方法测试;
弯曲性能根据GB/T9341方法测试;
缺口冲击性能根据GB/T1843标准方法测试;
介电常数按照IEC60250标准方法测试;
表1实施例1~8的配方及性能测试结果
Figure SMS_1
从实施例1~8的数据来看:
1、玻璃纤维和矿物的加入在提升材料的物理性能的同时显著增大介电常数以及介电损耗,但在成本上会有很大优势;
2、低介电填充物确实对材料的介电常数和介电损耗有正面影响;
3、介孔低介电填充物增加材料内部空隙,使材料的冲击性能提高;
4、在玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的体系中添加低介电填充物,引入空气孔隙,提高基体的孔隙率,降低材料的密度,使单位体积内极化分子的数量降低,从而降低材料的介电常数。
5、综上所述,使用实施例8配方在介电常数、物性及成本方面可以达到平衡的程度。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种低介电常数聚丙烯复合材料,其特征在于,所述复合材料按重量份计包括以下组分:
共聚聚丙烯57-99份,玻璃纤维0-20份,相容剂0-4份,矿物0-20份,低介电填充物0-20份,抗氧剂0.5份,润滑剂0.5份。
2.根据权利要求1所述的低介电常数聚丙烯复合材料,其特征在于,所述低介电填充物为ZSM-5型纳米沸石分子筛。
3.根据权利要求1所述的低介电常数聚丙烯复合材料,其特征在于,所述共聚聚丙烯的熔体流动速率为15-31g/10min。
4.根据权利要求1所述的低介电常数聚丙烯复合材料,其特征在于,所述玻璃纤维为无碱玻纤。
5.根据权利要求1所述的低介电常数聚丙烯复合材料,其特征在于,所述矿物包括滑石粉和硅微粉;所述滑石粉和硅微粉的质量比为1:1。
6.根据权利要求1所述的低介电常数聚丙烯复合材料,其特征在于,所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯,接枝率为1.5%。
7.根据权利要求1所述的低介电常数聚丙烯复合材料,其特征在于,所述润滑剂为乙撑双-1,2-羟基硬脂酸酰胺。
8.据权利要求1所述的低介电常数聚丙烯复合材料,其特征在于,所述抗氧剂包括受阻胺类抗氧剂和亚磷酸脂类抗氧剂。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的低介电常数聚丙烯复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将除玻璃纤维以外的其他原料经过干燥后共混后从主喂料口加入挤出机中;从侧喂料口加入玻璃纤维,经熔融,挤出,造粒,冷却,烘干得到所述低介电常数聚丙烯复合材料。
10.一种如权利要求1-8任一项所述的低介电常数聚丙烯复合材料在制备天线罩中的应用。
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