[发明专利]阻燃型聚苯乙烯泡沫吸波材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃型聚苯乙烯泡沫吸波材料及其制备方法，属于材料科学与微波技术交叉领域。

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。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提出一种阻燃型聚苯乙烯泡沫吸波材料，不受外界环境湿度影响，长期使用后吸收剂和阻燃剂不会脱落并且不存在垂头现象。同时提出该吸波材料的制备方法。

本发明解决其技术问题的技术方案如下：一种阻燃型聚苯乙烯泡沫吸波材料，其特征是，由表面覆有吸波阻燃涂料的闭孔聚苯乙烯泡沫小球经模塑成型；所述吸波阻燃涂料中含有成膜剂、导电剂以及阻燃剂。

本发明材料进一步的完善如下：

优选地，所述聚苯乙烯泡沫小球由可发性聚苯乙烯原料经预发泡制得，所述聚苯乙烯泡沫小球的粒径为1-2mm。

优选地，所述成膜剂为固体质量分数为45-55%的苯丙乳液；所述导电剂至少为炭黑、碳化硅或金属铜粉之一；所述阻燃剂至少为膨胀石墨、多聚磷酸铵、季戊四醇或氢氧化铝之一。

优选地，所述吸波阻燃涂料还含有助剂，所述助剂包含分散剂、消泡剂和增稠剂。

优选地，所述吸波阻燃涂料由以下组分按重量百分比组成：

成膜剂苯丙乳液21-25%，导电剂炭黑9-12%，阻燃剂多聚磷酸铵APP-35-8%，阻燃剂季戊四醇3-4%，阻燃剂氢氧化铝7-10%，分散剂0.4-0.5%，消泡剂0.4-0.5%，增稠剂0.4-0.5%，余量为去离子水。

更优选地，所述分散剂为BK-735，所述消泡剂为NXZ，所述增稠剂为羟乙基纤维素。

本发明还提出：

一种阻燃型聚苯乙烯泡沫吸波材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

第一步、将可发性聚苯乙烯原料预发泡，得到闭孔聚苯乙烯泡沫小球；

第二步、制备含有成膜剂、导电剂以及阻燃剂的吸波阻燃涂料；

第三步、通过搅拌将吸波阻燃涂料均匀包覆于聚苯乙烯泡沫小球的表面；烘干聚苯乙烯泡沫小球；

第四步、将第三步获得的聚苯乙烯泡沫小球放入模塑机中固化成型，即得与模具形状相符的阻燃型聚苯乙烯泡沫吸波材料。

优选地，第二步中，所述吸波阻燃涂料还含有助剂，所述助剂包含分散剂、消泡剂和增稠剂；第二步的具体过程为：先将增稠剂与去离子水混合制成溶液；再将导电剂、阻燃剂、分散剂、消泡剂加入该溶液中，球磨得混合物；然后将成膜剂加入该混合物中，球磨均匀后，过滤所得混合物即得吸波阻燃涂料；球磨总时间为2-4小时，球磨转速为每分钟30-50转。

优选地，第三步中，聚苯乙烯泡沫小球与吸波阻燃涂料的质量比为100-120：50-70；烘干温度为80℃±5℃。

优选地，第一步中，发泡温度为90℃±5℃，发泡时间为至少10分钟；第三步中，搅拌转速为至少30转/分钟，搅拌时间为至少1小时；第四步中，在模塑成型时向模塑机中通入蒸汽进行加热，蒸汽压力为0.1-0.3MPa，加热时间为30-60分钟。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

（1）硬质聚苯乙烯泡沫小球为闭孔结构，即小球内为闭口气孔，这样外界环境湿度的变化不会对其有任何影响。

（2）经模塑成型后，聚苯乙烯泡沫小球和吸波阻燃涂料固化成高强度的复合体，常年使用下不会出现垂头问题。