一种高熔体强度聚丙烯吸波材料的制备方法及其制备装置与流程

本发明涉及一种吸波材料的制备方法及其制备装置，特别是涉及一种高熔体强度聚丙烯吸波材料的制备方法及其制备装置，属于材料科学与微波
技术领域：
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背景技术：
：目前，国内绝大多数电波暗室采用的吸波材料主要有两种类型：软质聚氨酯泡沫材料和无纺布吸波材料，软质聚氨酯泡沫材料是一种传统的电波暗室用吸波材料，其制备工艺大体包括切割成型、浸渍和烘干等工序，其优点为工艺简单，成本低廉，对设备要求不高，生产效率较高，吸波方式为体吸收，吸波能力较强，但聚氨酯泡沫吸波材料也有许多不足之处，首先，阻燃剂和吸波剂都是通过浸渍处理吸附于聚氨酯泡沫孔内，随着使用年限的增加易脱落并造成环境污染，第二，聚氨酯泡沫属于开口气孔，易吸潮，导致吸波性能易下降，第三，在emc电波暗室中，为了获得良好的低频性能，往往把聚氨酯泡沫做成长尖劈，但使用一段时间后，由于自身重量的原因，材料角锥的尖头会发生弯曲等现象，即垂头，使得暗室美观性变差、整体暗室电性能下降。无纺布吸波材料的制备工艺大体包括涂布、压痕、折叠和装配等工序，该吸波材料的优点在于阻燃能力强，且耐功率性能较聚氨酯泡沫材料要好，但是其制备工艺较为复杂，需使用较多的劳动力，因此生产效率较低，成本相对聚氨酯泡沫材料高，同时，由于手工工序较多，产品一致性也难以保证，长时间使用也易造成吸收剂和阻燃剂脱落而污染环境。技术实现要素：本发明的主要目的是为了提供一种高熔体强度聚丙烯吸波材料的制备方法及其制备装置，其不受外界环境湿度影响，长期使用后吸收剂不会脱落并且不存在垂头现象。本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：一种高熔体强度聚丙烯吸波材料的制备方法，采用反应挤出法，利用挤出机将聚丙烯与其他材料共混，加入有机过氧化物，使聚合物产生自由基，发生c-c再结合，进行化学交联或熔融接枝，具体的是，将烃类发泡剂、导电色母和阻燃剂加入聚丙烯pp粒子中，在挤出机中经高温高压形成均相溶液，经过热切、冷却干燥后，再进行epp珠粒的模压熔结成型，最后得到与模具形状一致的高熔体强度聚丙烯吸波材料。进一步的，包括如下步骤：步骤1：将导电色母、烃类发泡剂和阻燃剂加入到pp粒子熔体中，在挤出机中，经过高温高压处理形成均相熔融聚合物；步骤2：在挤出机头部安装套管式口模和模面切粒机，热切造粒熔融聚合物，形成pp微粒；步骤3：控制口模压力，使物料在切粒后发泡，待物料进入大气后即开始发泡成型，形成聚丙烯泡沫小球；步骤4：物料在水环中冷却，接着在离心干燥机和流动床干燥机中进行干燥；步骤5：将闭孔的epp珠粒填入模具，经合模、压入气体，通入高温水蒸气，使粒子熔融，二次熔融膨胀并相互溶解在一起，即得与模具形状一致的阻燃型高熔体强度聚丙烯吸波材料。进一步的，所述聚丙烯泡沫小球由可发性高熔体强度pp原料经预发泡制得。进一步的，所述聚丙烯泡沫小球的粒径为3-5mm。进一步的，所述步骤1中，反应挤出机内的温度在180℃-210℃之间，反应压力在0.216-2.16mpa范围内，反应时间在0.5-1h之间。进一步的，所述步骤5中，二次熔融膨胀的反应温度在100℃-180℃内，模具内压强0.2-1mpa之间。一种高熔体强度聚丙烯吸波材料的制备装置，包括挤出系统、设置在所述挤出系统上的发泡剂注入及计量系统、与所述挤出系统连接的模面热切造粒系统、与所述模面热切造粒系统连接的干燥系统。优选的，所述挤出系统包括加料装置、挤出机、冷却装置、牵引装置、切割装置和收卷装置，所述加料装置设置在所述挤出机上。优选的，所述冷却装置设置在所述挤出机的后端，所述牵引装置设置在所述冷却装置与所述切割装置之间，所述切割装置设置在所述牵引装置与所述收卷装置之间。优选的，所述冷却装置包括第一冷却装置和第二冷却装置，所述加料装置的前端设有螺杆温度调节装置，所述挤出机的机头设置在所述第一冷却装置内。本发明的有益技术效果：1、本发明提供的高熔体强度聚丙烯吸波材料的制备方法及其制备装置，经模塑成型后，高熔体强度pp粒子和吸波体完全熔融聚合形成高强度的复合体，常年使用下不会出现垂头问题。2、本发明提供的高熔体强度聚丙烯吸波材料的制备方法及其制备装置，吸波导电色母完全和pp粒子熔融聚合成型，长期使用后不会脱落，产生粉尘。附图说明图1为按照本发明的高熔体强度聚丙烯吸波材料的制备装置的一优选实施例的epp发泡粒珠挤出设备示意图；图2为按照本发明的高熔体强度聚丙烯吸波材料的制备装置的一优选实施例的pp直接挤出发泡成型示意图。图中：100-挤出系统，200-发泡剂注入及计量系统，300-模面热切造粒系统，400-干燥系统，1-螺杆温度调节装置，2-加料装置，3-挤出机，4-机头，5-第一冷却装置，6-第二冷却装置，7-牵引装置，8-切割装置，9-收卷装置。具体实施方式为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。本实施例提供的高熔体强度聚丙烯吸波材料的制备方法，采用反应挤出法，利用挤出机将聚丙烯与其他材料共混，加入有机过氧化物，使聚合物产生自由基，发生c-c再结合，进行化学交联或熔融接枝，具体的是，将烃类发泡剂、导电色母和阻燃剂加入聚丙烯pp粒子中，在挤出机中经高温高压形成均相溶液，经过热切、冷却干燥后，再进行epp珠粒的模压熔结成型，最后得到与模具形状一致的高熔体强度聚丙烯吸波材料。本实施例提供的高熔体强度聚丙烯吸波材料的制备方法，具体包括如下步骤：步骤1：将导电色母、烃类发泡剂和阻燃剂加入到pp粒子熔体中，在挤出机中，经过高温高压处理形成均相熔融聚合物，反应挤出机内的温度在180℃-210℃之间，反应压力在0.216-2.16mpa范围内，反应时间在0.5-1h之间，烃类发泡剂可以选用丁烷；步骤2：在挤出机头部安装套管式口模和模面切粒机，热切造粒熔融聚合物，形成pp微粒；步骤3：控制口模压力，使物料在切粒后发泡，待物料进入大气后即开始发泡成型，形成聚丙烯泡沫小球；步骤4：物料在水环中冷却，接着在离心干燥机和流动床干燥机中进行干燥；步骤5：将闭孔的epp珠粒填入模具，经合模、压入气体，通入高温水蒸气，使粒子熔融，二次熔融膨胀并相互溶解在一起，即得与模具形状一致的阻燃型高熔体强度聚丙烯吸波材料，二次熔融膨胀的反应温度在100℃-180℃内，模具内压强0.2-1mpa之间。在本实施例中，所述聚丙烯泡沫小球由可发性高熔体强度pp原料经预发泡制得，所述聚丙烯泡沫小球的粒径为3-5mm。如图1和图2所示，本实施例提供的高熔体强度聚丙烯吸波材料的制备装置，包括挤出系统100、设置在所述挤出系统100上的发泡剂注入及计量系统200、与所述挤出系统100连接的模面热切造粒系统300、与所述模面热切造粒系统300连接的干燥系统400，所述挤出系统100包括加料装置2、挤出机3、冷却装置、牵引装置7、切割装置8和收卷装置9，所述加料装置2设置在所述挤出机3上，所述冷却装置设置在所述挤出机3的后端，所述牵引装置7设置在所述冷却装置与所述切割装置8之间，所述切割装置8设置在所述牵引装置7与所述收卷装置9之间，所述冷却装置包括第一冷却装置5和第二冷却装置6，所述加料装置2的前端设有螺杆温度调节装置1，所述挤出机3的机头4设置在所述第一冷却装置5内。在本实施例中，该新型吸波材料，以高熔体强度聚丙烯(pp)为基材，并利用了碳的电磁损耗特性的电波吸收材料。高熔体强度pp吸波材料具有重量轻的特点，同时在1ghz以上的微波带具有优异的电波吸收性能。该吸波材料结构是由角锥单元吸收体与阻燃型高熔体强度pp吸收板所构成的四凌锥台，组合形成吸波材料结构单体，这种结构的吸波材料不仅可以保证其具有良好的吸波性能，而且具有良好的使用强度。与以往的吸波材料相比，高熔体强度pp新型吸波材料是超宽频带电波吸收材料，在1ghz以上的微波带具有优异的电波吸收性能，尖端蠕变较少，性能稳定。同时发泡聚丙烯具有热成型好、耐热性好、可降解等优点，使用寿命长。在本实施例中，本实施例提供的高熔体强度聚丙烯吸波材料的常规性能测试结果如表1所示：表1高熔体强度pp吸波材料结构吸收性能在本实施例中，本实施例提供的高熔体强度聚丙烯吸波材料的结构规格如表2所示：表2高熔体强度pp吸波材料结构规格型号底部尺寸(l×w)总高度(h)规格(尖锥数)300600×6003006×6500600×6005004×4700600×6007002×2在本实施例中，该制备方法采用的是反应挤出法，反应挤出法是利用挤出机将pp与其他材料共混，加入有机过氧化物，使聚合物产生自由基，然后发生c-c的再结合，进行化学交联或熔融接枝的过程，在有机过氧化物作用下，pp易形成不稳定的叔碳自由基，为避免pp在高温条件下降解，可在此过程中加入多官能团单体进行接枝，由于多官能团单体可生成更稳定的大分子自由基，使其发生分子间接枝形成支化结构，从而可抑制断链的发生。反应挤出法工艺稳定、提高交联度和接枝率，减少凝胶含量，降低单体用量，生产成本低，适合工业化连续生产。综上所述，在本实施例中，本实施例提供的高熔体强度聚丙烯吸波材料的制备方法及其制备装置，经模塑成型后，高熔体强度pp粒子和吸波体完全熔融聚合形成高强度的复合体，常年使用下不会出现垂头问题，吸波导电色母完全和pp粒子熔融聚合成型，长期使用后不会脱落，产生粉尘。以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
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的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。当前第1页12