本申请涉及聚合物泡沫阻燃改性,尤其涉及阻燃聚苯醚泡沫材料、制备方法、介质基板及天线。
背景技术:
1、聚合物泡沫材料因其具有轻质高强、相对价廉、隔热吸音等优点,在航空航天、汽车、电子电气领域上应用广泛。聚合物泡沫材料发展至今已经有多种品类,从普通的聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚丙烯泡沫和酚醛泡沫,到特种高性能的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫、聚芳酯泡沫等。
2、聚苯醚树脂作为聚合物泡沫材料之一,经过发泡工艺后得到聚苯醚泡沫材料具有低密度、超低介电常数和损耗、高强高耐热等优点,有望作为新型电介质材料应用于通信射频产品中,因此对其阻燃性能也提出了更高要求。
3、现有的聚苯醚泡沫材料的阻燃改性过程中,需添加大量阻燃剂,产品的表面容易形成鼓包、空洞等缺陷,导致力学性能和表面平整性劣化。
技术实现思路
1、有鉴于此,本申请提供一种阻燃聚苯醚泡沫材料、制备方法、介质基板及天线,用以解决产品的表面容易形成鼓包、空洞等缺陷,导致力学性能和表面平整性劣化等问题。
2、本申请的一些实施方式提供了一种阻燃聚苯醚泡沫材料的制备方法。以下从多个方面介绍本申请,以下多个方面的实施方式和有益效果可互相参考。
3、第一方面,本申请提供一种阻燃聚苯醚泡沫材料的制备方法,包括:
4、提供阻燃聚苯醚,阻燃聚苯醚为磷酸酯与聚苯醚的接枝共聚物;
5、将阻燃聚苯醚经超临界流体发泡,得到阻燃聚苯醚泡沫材料。
6、根据本申请实施例的制备方法,首先通过将磷酸酯阻燃基团接枝到聚苯醚主链上,大大提高了阻燃剂与树脂的相容性。在进行发泡工艺时,可以有效的避免阻燃剂析出聚集,形成鼓包和空洞等缺陷。此外,这种制备方法得到的阻燃聚苯醚泡沫材料具有阻燃性能高,材料发泡倍率高,且,泡孔结构是均匀一致的微米闭孔,具有超低介电常数和介电损耗、高力学强度、高耐热等性能。
7、作为第一方面的一个实施例,
8、1)提供原料;其中,原料按照重量份计,包括:聚苯醚86~96.1份;反应型阻燃剂3~10份,反应型阻燃剂为磷酸酯;
9、2)采用反应熔融挤出工艺,使磷酸酯与聚苯醚发生接枝聚合反应,得到阻燃聚苯醚。采用反应熔融挤出工艺,可以实现一锅反应得到阻燃聚苯醚,且不需要卤素气体等物质,工艺简单,高效,可实现大规模连续生产。
10、并且制备原料中只需3~10份的阻燃剂即可达到ul-94 6mm v-0阻燃等级。
11、作为第一方面的一个实施例,聚苯醚为含端羟基聚苯醚,数均分子量mn为2000~3500。其中,聚苯醚,即聚2,6-二甲基-1,4-苯醚或聚苯醚高分子合金,具有低介电常数为和低介电损耗,且力学性能、耐热性能与阻燃性能均较为优异。
12、作为第一方面的一个实施例,反应型阻燃剂为苯基磷酸酯酰氯、苯基磷酸酯酰溴、苯基磷酸酯酰氟、苯基磷酸酯酰碘和二苯基磷酸酯酰氯中的一种或几种。本申请优选二苯基磷酸酯酰氯,具有更高的阻燃效果。
13、作为第一方面的一个实施例,原料还包括0.1-5重量份添加剂,添加剂包括抗氧剂、润滑剂、催化剂中的任意一种或多种。
14、作为第一方面的一个实施例,添加剂包括:抗氧剂0.1~1份;润滑剂0.3~1份;以及催化剂0.5~2份。作为第一方面的一个实施例,抗氧剂为四(2,4-二叔丁基酚)4,4'-联苯二亚磷酸酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或几种。
15、作为第一方面的一个实施例,润滑剂为硬脂酰胺、聚乙烯蜡和硅酮粉中的一种或几种。
16、作为第一方面的一个实施例,催化剂为碱性催化剂,三乙胺、吡啶、碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠和氢氧化钾中一种或几种。
17、作为第一方面的一个实施例,超临界流体为二氧化碳、氮气、乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、乙醇和丁醇的一种或几种。
18、作为第一方面的一个实施例,步骤2)中,包括:
19、21)将聚苯醚、催化剂、抗氧剂和润滑剂组分混合,得到混合料,例如,可以在低速搅拌机中搅拌15~60min,得到混合料;
20、22)将混合料加入双螺杆挤出机,再加入反应型阻燃剂,熔融塑化,捏合混炼,得到阻燃聚苯醚。例如,从主进料口加入混合料,经过充分混合加热后,再从侧喂料口加入反应型阻燃剂,并控制挤出机各分区温度以及螺杆转速,得到阻燃聚苯醚。该方法可以使得聚苯醚与阻燃基团充分接枝,工艺简单,且可以提高生产效率。
21、作为第一方面的一个实施例,挤出机各分区温度控制在150~280℃之间,且,按照从双螺杆挤出机的进料口至机头的顺序进行分区,各区的温度从低到高排列。
22、作为第一方面的一个实施例,螺杆转速在100~200r/min之间。
23、作为第一方面的一个实施例,将阻燃聚苯醚经超临界流体发泡,包括:
24、将阻燃聚苯醚放入发泡机模具中,以超临界流体作为发泡剂,控制模具温度为150~200℃,饱和压力为10~22mpa,溶胀时间为1~5h,并以3~10mpa/s速率卸压发泡,得到阻燃聚苯醚泡沫材料。
25、第二方面,本申请还公开一种阻燃聚苯醚泡沫材料,该阻燃聚苯醚泡沫材料由第一方面实施例的方法制备得到。
26、作为第二方面的一个实施例,阻燃聚苯醚泡沫材料包括闭孔结构,闭孔结构的粒径小于200μm。
27、作为第二方面的一个实施例,依据测试标准ul94,阻燃聚苯醚泡沫材料的阻燃等级为v-0。
28、作为第二方面的一个实施例,阻燃聚苯醚泡沫材料的密度为0.09-0.1g/cm3。
29、作为第二方面的一个实施例,阻燃聚苯醚泡沫材料的发泡倍率大于10倍率。
30、作为第二方面的一个实施例,阻燃聚苯醚泡沫材料在电磁波频段为2.5ghz时的介电常数在1.1~1.2,介电损耗在0.0008~0.0009之间。
31、作为第二方面的一个实施例,阻燃聚苯醚泡沫材料的冲击强度在35~40kj/m2之间。
32、作为第二方面的一个实施例,阻燃聚苯醚泡沫材料的热变形温度在145~155℃之间。
33、第三方面,本申请还公开一种介质基板,包括上述第二方面所解释的阻燃聚苯醚泡沫材料。
34、第四方面,本申请还公开了一种天线,包括上述第三方面所解释的介质基板。
1.一种阻燃聚苯醚泡沫材料的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述提供阻燃聚苯醚,包括:
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述聚苯醚为含端羟基聚苯醚,数均分子量mn为2000~3500。
4.根据权利要求2或3所述的制备方法,其特征在于,所述反应型阻燃剂为苯基磷酸酯酰氯、苯基磷酸酯酰溴、苯基磷酸酯酰氟、苯基磷酸酯酰碘和二苯基磷酸酯酰氯中的一种或几种。
5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述原料还包括0.1-5重量份添加剂,所述添加剂包括抗氧剂、润滑剂、催化剂中的任意一种或多种。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述添加剂包括:抗氧剂0.1~1份;润滑剂0.3~1份;以及催化剂0.5~2份。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法,其特征在于,所述抗氧剂为四(2,4-二叔丁基酚)4,4'-联苯二亚磷酸酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或几种。
8.根据权利要求5或6所述的制备方法,其特征在于,所述润滑剂为硬脂酰胺、聚乙烯蜡和硅酮粉中的一种或几种。
9.根据权利要求5或6所述的制备方法,其特征在于,所述催化剂为碱性催化剂,三乙胺、吡啶、碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠和氢氧化钾中一种或几种。
10.根据权利要求5或6所述的制备方法,其特征在于,所述超临界流体为二氧化碳、氮气、乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、乙醇和丁醇的一种或几种。
11.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述2)中,包括:
12.根据权利要求11所述的制备方法,其特征在于,所述双螺杆挤出机的温度控制在150~280℃之间,且,按照从所述双螺杆挤出机的进料口至机头的顺序进行分区,各区的温度从低到高排列。
13.根据权利要求11所述的制备方法,其特征在于,所述螺杆转速在100~200r/min之间。
14.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,将所述阻燃聚苯醚经超临界流体发泡,包括:
15.一种阻燃聚苯醚泡沫材料,其特征在于,由权利要求1-14任一项所述方法制备得到。
16.根据权利要求15所述的阻燃聚苯醚泡沫材料,其特征在于,所述阻燃聚苯醚泡沫材料包括闭孔结构,所述闭孔结构的粒径小于200μm。
17.根据权利要求15或16所述的阻燃聚苯醚泡沫材料,其特征在于,依据ul94,阻燃聚苯醚泡沫材料的阻燃等级为v-0。
18.根据权利要求15-17任一项所述的阻燃聚苯醚泡沫材料,其特征在于,所述阻燃聚苯醚泡沫材料的密度为0.09-0.1g/cm3。
19.根据权利要求15-18任一项所述的阻燃聚苯醚泡沫材料,其特征在于,所述阻燃聚苯醚泡沫材料的发泡倍率大于10倍率。
20.根据权利要求15-19任一项所述的阻燃聚苯醚泡沫材料,其特征在于,所述阻燃聚苯醚泡沫材料在电磁波频段为2.5ghz时的介电常数在1.1~1.2,介电损耗在0.0008~0.0009之间。
21.根据权利要求15-20任一项所述的阻燃聚苯醚泡沫材料,其特征在于,所述阻燃聚苯醚泡沫材料的冲击强度在35~40kj/m2之间。
22.根据权利要求15-21任一项所述的阻燃聚苯醚泡沫材料,其特征在于,所述阻燃聚苯醚泡沫材料的热变形温度在145~155℃之间。
23.一种介质基板,其特征在于,包括权利要求15-22任一项所述的阻燃聚苯醚泡沫材料。
24.一种天线,其特征在于,包括权利要求23所述的介质基板。
