[发明专利]一种低密度低介电常数高耐候聚丙烯材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低密度低介电常数高耐候聚丙烯材料及其制备方法，该材料由以下重量百分比的原料制备而成：聚丙烯65～88％，高强聚乙烯纤维10～30％，偶联剂1～3％，光稳定剂0.5～1％，抗氧剂0.3～0.6％和润滑剂0.2～0.4％。本发明采用具有超低介电常数的高强聚乙烯纤维替代玻璃纤维作为增强剂，大幅降低聚丙烯材料密度的同时，显著降低了材料的介电常数，可以满足业内对5G通讯材料提出的介电常数≤3的要求。通过添加偶联剂和金红石型二氧化钛协同作用，制备得到的聚丙烯材料具有低密度、低介电常数及高耐候性等特点，可广泛应用于5G通讯领域，特别适合5G基站天线罩等部件。

技术领域

本发明属于高分子材料改性技术领域，具体涉及一种低密度低介电常数高耐候聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术

随着5G高频通讯技术的发展，低介电常数材料受到越来越多的关注。介电常数对5G通讯毫米波信号的传输速度、信号损失等影响巨大。其中对信号传输关键的5G天线罩用于保护天线系统免受外部环境的影响，因此天线罩用材料不仅要求具有优异的机械强度，而且需要具备低介电性能及优异的耐候性能。

聚丙烯树脂为非极性材料，极化性小，其介电常数介于2.2～2.6，被视为5G通讯设备的理想材料。但聚丙烯具有刚性低、耐热性差的问题，因此多用玻纤对其进行增强改性来提高材料的机械强度以及耐热性能。然而常用的玻璃纤维介电常数在6～7左右，玻璃纤维的加入对材料整体的介电常数影响很大。

为制备低介电常数聚丙烯材料，专利CN106543554A公开了一种采用低介电常数的硼硅酸盐系玻璃纤维做增强剂，同时添加一定量的掺杂二氧化硅的方法。专利CN111073148A公开了一种四氟乙烯作为增粘剂，长玻璃纤维增强的低介电常数微发泡聚丙烯复合物。专利CN111138755A公开了一种玻纤增强聚丙烯母粒和可膨胀微球母粒制备的低密度低介电聚丙烯复合材料。低介电玻璃纤维由于成本及稳定性等问题尚未成熟应用，而常规玻璃纤维的加入会明显增大材料的介电常数，并且会带来浮纤等外观缺陷。微发泡技术和可膨胀微球发泡对设备和工艺要求高，很难形成均匀的泡孔或微孔，难以降低材料整体的介电常数。

此外，专利CN107141686A公开了一种特种纤维(聚醚酮、聚醚醚酮或聚醚酮酮)增强聚丙烯材料，具有低介电常数和耐电击穿性能优良的特点，用于制备特殊用途的聚丙烯薄膜。然而该特种聚合物纤维制造成本高，而且与聚丙烯树脂的相容性差。

高强聚乙烯纤维是当今世界三大高科技纤维之一，它具有密度小、强度高、模量大、耐各种化学品腐蚀以及抗紫外光照强等综合优异性能，目前广泛应用于防弹衣、防弹头盔、航海缆绳和远洋捕鱼拖网等领域。

由于高强聚乙烯纤维为非极性材料，其介电常数仅为2.0～2.3(测试频率1MHz)，远低于玻璃纤维。将高强聚乙烯纤维替代玻璃纤维用于开发低介电常数聚丙烯材料，在5G通讯设备领域具有广泛的应用前景，目前尚未见相关报道。

发明内容

为了克服现有低介电常数聚丙烯材料存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有低密度、低介电常数和高耐候的聚丙烯材料，用于5G基站天线罩等类似部件。

本发明的另一个目的在于提供这种低密度低介电常数高耐候聚丙烯材料的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种低密度低介电常数高耐候聚丙烯材料，由以下重量百分比计的原料组成：

上述低密度低介电常数高耐候聚丙烯材料中，

所述的聚丙烯的熔体流动速率为20～80g/10min，测试条件为：230℃×2.16kg。

所述的高强聚乙烯纤维单丝纤度为1.5～4.0旦，其介电常数为2.0～2.3，测试频率为1MHz。