[发明专利]一种低密度低介电聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低密度低介电聚丙烯复合材料及其制备方法，包括玻纤增强聚丙烯母粒和可膨胀微球母粒。本发明兼具高强度、低密度、低介电常数、低翘曲变形等优点，满足客户对材料轻质化的要求，同时满足5G时代天线罩外壳用聚丙烯材料的相关要求；本发明采用母粒化方式生产，操作简单，可根据最终制品的性能灵活更换配比，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于改性塑料领域，特别涉及一种低密度低介电聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

随着5G技术的成熟与不断发展，材料产业也迎来了5G新时代，改性塑料在5G时代可用于设备的外框、键盘、后盖、中框、支架等部件，提供外壳包覆、装饰、支撑和连接等作用。其中，5G天线罩用于保护天线系统免受外部环境的影响，延长天线寿命，同时需要保证电磁波的透过性和搬运便捷性，因此天线罩材料需要满足低密度、低介电、优异的耐候性和良好的力学性能等要求。

聚丙烯具有低密度、低成本、优异的加工性能与物理性能等优势，广泛用于家电、汽车、园林工具等各行各业。聚丙烯树脂为非极性材料，极化能力小，是典型的低介电塑料，其介电常数介于2.0-2.6之间，介电损耗值极小，约0.001(60Hz)，可用于制备5G天线罩。

可膨胀微球是一种新型的物理发泡剂，形似气球，由热塑性塑料的外壳和挥发性气体溶剂组成，外壳通常使用丙烯酸系共聚物与丙烯腈共聚物，内含挥发性气体溶剂则主要使用异丁烷或异戊烷等烃类。加热后，内部溶剂强烈气化，使高分子外壳体积剧烈膨胀，可达到80-100倍，低温冷却后可固化，是世界上唯一的密孔膨胀剂。目前该助剂已经广泛应用于鞋底、儿童玩具、涂料等不同领域，但是在改性塑料领域却未大规模使用。随着技术的发展，产品的不断更新，设计出了一系列不同耐温不同发泡倍率的产品，目前耐温性最佳的产品的可达到260℃以上，可满足多种不同塑料的加工需求。

专利CN103709509A提到了一种可膨胀微球填充改性的聚丙烯复合材料及其制备方法，其特点在于：1)采用分段进料的方式，将可膨胀微球等组分加入双螺杆挤出机中，通过挤出造粒，后续再使用单螺杆注塑得到制件；2)所使用可膨胀微球的耐热温度170℃；该方法制备的微发泡聚丙烯存在以下问题：1)该方法制备的微发泡聚丙烯在挤出过程中加入可膨胀微球，聚丙烯挤出温度一般为200℃及以上，双螺杆的剪切作用会使局部温度更高，该加工方式将不可避免地使微球在加工过程发生破裂；2)该加工方式一方面不可避免的使微球在加工过程发生破裂，另一方面使微球部分发泡，不利于造粒及后续注塑加工，无法发挥可膨胀微球的优势，进而影响制件的性能及外观；3)该专利只针对纯聚丙烯及填充聚丙烯，只提及了微球的减重优势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低密度低介电聚丙烯复合材料及其制备方法，以实现降低密度、降低介电常数、改善翘曲变形以及降低成本等目的，同时拓展玻纤增强聚丙烯材料的应用。

本发明提供了一种低密度低介电聚丙烯复合材料，按重量份数，由以下组分组成：

玻纤增强聚丙烯母粒 85-99份；

可膨胀微球母粒 1-15份；

其中，所述玻纤增强聚丙烯母粒由以下组分组成：

聚丙烯 50-89份；

无机填料 0-30份；

玻璃纤维 10-40份；

相容剂 1-5份；

增韧剂 0-5份；

界面改性剂 0.2-2份；

其他助剂 0.3-3份；

所述玻纤增强聚丙烯母粒和可膨胀微球母粒通过两步法共混。