一种吸波泡沫及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种吸波泡沫及其制备方法，按体积百分比，吸波泡沫包括：50％的聚苯乙烯树脂、2.5％～10％的石墨烯和40％～47.5％的液体发泡剂。通过将聚苯乙烯树脂送入挤出机熔化；再用高压加料器将液体发泡剂和石墨烯的混合液注入挤出机的熔化段；通过挤出螺杆转动而混合均匀，口模挤出；以及减压汽化至挤出物发泡膨胀，得到吸波性能优良的吸波泡沫。

Wave absorbing foam and preparation method thereof

The invention provides a wave absorbing foam and a preparation method thereof. According to the volume percentage, the absorbing foam comprises 50% polystyrene resin, 2.5% to 10% graphene and 40% to 47.5% liquid foaming agent. The polystyrene resin was sent to the extruder by melting, then the liquid blowing agent and graphene mixture were injected into the melting section of the extruder by high pressure feeder, the mixture was evenly mixed through extrusion screw, and the die was extruded.

【技术实现步骤摘要】
一种吸波泡沫及其制备方法
本专利技术涉及材料领域，更具体地，涉及一种吸波泡沫及其制备方法。
技术介绍
所谓吸波材料，指能吸收投射到它表面的电磁波能量的一类材料。在工程应用上，除要求吸波材料在较宽频带内对电磁波具有高的吸收率外，还要求它具有质量轻、耐温、耐湿、抗腐蚀等性能。泡沫吸波材料是一种新型的结构型吸波材料。目前在工程实际中常用的是硬质泡沫，其可以根据成型过程中使用的吸波剂的性能及剂量的不同，还可以方便地调节其电性能，同时还具有质量轻、耐高温、抗腐蚀、环境敏感度低等优点，但是这种泡沫的吸波性能较差且力学性能也较差。由于吸波材料的吸波性能和力学性能是工程领域比较关键的两个参数，因此亟需设计一种既能提高其吸波性能又能提高其力学性能的吸波材料，以满足实际的工程需求。
技术实现思路
有鉴于此，为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种吸波泡沫，按体积百分比，包括：50％的聚苯乙烯树脂、2.5％～10％的石墨烯和40％～47.5％的液体发泡剂。在上述吸波泡沫中，聚苯乙烯树脂为粒状聚苯乙烯树脂。在上述吸波泡沫中，液体发泡剂为二氯甲烷和氯甲烷的一种或两种。在上述吸波泡沫中，聚苯乙烯树脂与石墨烯和液体发泡剂的混合液的体积比为1:1。本专利技术还提供了一种制备上述吸波泡沫的方法，包括以下步骤：将聚苯乙烯树脂送入挤出机熔化；将液体发泡剂和石墨烯的混合液注入所述挤出机；通过挤出螺杆转动而混合均匀，口模挤出；以及减压汽化至挤出物发泡膨胀，得到吸波泡沫。在上述方法中，聚苯乙烯树脂为粒状聚苯乙烯树脂。在上述方法中，将混合液注入所述挤出机的熔化段。在上述方法中，用高压加料器将混合液注入挤出机的熔化段。在上述方法中，熔化段的温度为160～210℃，在熔化段停留的时间为0.5～1h。在上述方法中，吸波泡沫经冷切与切割，获得泡沫塑料板。本专利技术采用拥有独特的二维片层结构和优异的电学和力学性能的石墨烯，其拥有较强的宽带微波吸收性能，在电磁屏蔽方面具有巨大的应用前景，可以吸收发射到该材料表面的电磁波，并且比表面积大，在溶液中有着很好的分散性，在微孔发泡过程中可以提供大量均匀的供气泡生长变大的成核点，可以优化泡孔的结构。同时，液体发泡剂二氯甲烷和氯甲烷与石墨烯的结合使用，进一步提高了该泡沫的力学性能。因此，本专利技术的吸波泡沫在满足吸波性能的条件下优化了泡孔的结构并且提高了其力学性能。通过本专利技术提供的制备吸波泡沫的方法，得到了在特定片段范围内，吸收性能优良的吸波泡沫，并且由于石墨烯具有良好的分散性，在微孔发泡过程中可以提供大量均匀的供气泡生长变大的成核点，优化了泡孔的结构。此外，石墨烯与液体发泡剂二氯乙烯和氯乙烯的结合使用，使得该泡沫的抗拉强度达到了1.20MPa以上，断裂伸长率达到了133％以上，提高了该吸波泡沫的力学性能。附图说明图1是吸波泡沫的制备流程示意图。具体实施方式下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。本专利技术选用体积百分比为50％的聚苯乙烯树脂、2.5％～10％的石墨烯和40％～47.5％的液体发泡剂，其中，聚苯乙烯树脂为粒状聚苯乙烯树脂；液体发泡剂为二氯甲烷和氯甲烷的一种或两种；聚苯乙烯树脂与石墨烯和液体发泡剂的混合液的体积比为1:1。通过将聚苯乙烯树脂送入挤出机熔化；再用高压加料器将液体发泡剂和石墨烯的混合液注入挤出机的熔化段；将粒状聚苯乙烯树脂与混合液挤出螺杆转动而混合均匀，口模挤出；以及减压汽化至挤出物发泡膨胀，得到吸波性能优良的吸波泡沫；其中，熔化段的温度为160～210℃，停留时间为0.5～1h；将吸波泡沫经冷切与切割，获得泡沫塑料板。挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。实施例一将100份粒状聚苯乙烯树脂送入双螺杆挤出机熔化，用高压加料器将5份石墨烯和95份二氯甲烷的混合液注入挤出机的熔化段，该熔化段的温度为160℃，熔化1h，将聚苯乙烯树脂与混合液挤出螺杆转动而混合均匀，然后由口模挤出。发泡剂二氯甲烷在减压下汽化，至挤出物发泡膨胀，最后经缓慢冷切与切割，即可获得泡沫塑料板，将板子裁成300毫米*300毫米*5毫米的标准测试反射率，再进一步测定泡孔尺寸、泡孔密度及力学性能。实施例二将100份粒状聚苯乙烯树脂送入单螺杆挤出机熔化，用高压加料器将10份石墨烯和90份氯甲烷的混合液注入挤出机的熔化段，该熔化段的温度为180℃，熔化1h，将聚苯乙烯树脂与混合液挤出螺杆转动而混合均匀，然后由口模挤出。发泡剂氯甲烷在减压下汽化，至挤出物发泡膨胀，最后经缓慢冷切与切割，即可获得泡沫塑料板，将板子裁成300毫米*300毫米*20毫米的标准测试反射率，再进一步测定泡孔尺寸、泡孔密度及力学性能。实施例三将100份粒状聚苯乙烯树脂送入双螺杆挤出机熔化，用高压加料器将15份石墨烯和85份二氯甲烷的混合液注入挤出机的熔化段，该熔化段的温度为200℃，熔化0.5h，将聚苯乙烯树脂与混合液挤出螺杆转动而混合均匀，然后由口模挤出。发泡剂二氯甲烷在减压下汽化，至挤出物发泡膨胀，最后经缓慢冷切与切割，即可获得泡沫塑料板，将板子裁成300毫米*300毫米*35毫米的标准测试反射率，再进一步测定泡孔尺寸、泡孔密度及力学性能。实施例四将100份粒状聚苯乙烯树脂送入双螺杆挤出机熔化，用高压加料器将20份石墨烯和80份氯甲烷的混合液注入挤出机的熔化段，该熔化段的温度为210℃，熔化0.6h，将聚苯乙烯树脂与混合液挤出螺杆转动而混合均匀，然后由口模挤出。发泡剂氯甲烷在减压下汽化，至挤出物发泡膨胀，最后经缓慢冷切与切割，即可获得泡沫塑料板，将板子裁成300毫米*300毫米*1毫米的标准测试反射率，再进一步测定泡孔尺寸、泡孔密度及力学性能。实施例五将100份粒状聚苯乙烯树脂送入双螺杆挤出机熔化，用高压加料器将18份石墨烯和82份二氯甲烷的混合液注入挤出机的熔化段，该熔化段的温度为170℃，熔化1h，将聚苯乙烯树脂与混合液挤出螺杆转动而混合均匀，然后由口模挤出。发泡剂二氯甲烷在减压下汽化，至挤出物发泡膨胀，最后经缓慢冷切与切割，即可获得泡沫塑料板，将板子裁成300毫米*300毫米*40毫米的标准测试反射率，再进一步测定泡孔尺寸、泡孔密度及力学性能。实施例六将100份粒状聚苯乙烯树脂送入单螺杆挤出机熔化，用高压加料器将6份石墨烯和94份二氯甲烷的混合液注入挤出机的熔化段，该熔化段的温度为190℃，熔化0.7h，将聚苯乙烯树脂与混合液挤出螺杆转动而混合均匀，然后由口模挤出。发泡剂二氯甲烷在减压下汽化，至挤出物发泡膨胀，最后经缓慢冷切与切割，即可获得泡沫塑料板，将板子裁成300毫米*300毫米*50毫米的标准测试反射率，再进一步测定泡孔尺寸、泡孔密度及力学性能。以上所有实施例中的份数均为体积份，反射率均采用SFL-I反射率测定仪测定。泡孔密度测定使用梅特勒-托来多分析天平平衡配备的密度测量工具测量。泡孔尺寸可以通过S-4700型场发射扫描电子显微镜，然后通过Image-proplus6.0图像处理软件处理得到。实施例一至六测试的反射率，得到的反射损耗、泡孔尺寸及泡孔密度结果如下表1。表1、测试结果测试频率反射损耗泡孔尺寸泡孔密度实施例一5-10GHz-3dB12.75μm3.93×108cells/cm3实施例二6-12GHz-6dB12.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吸波泡沫，其特征在于，按体积百分比，包括：50％的聚苯乙烯树脂、2.5％～10％的石墨烯和40％～47.5％的液体发泡剂。

【技术特征摘要】
1.一种吸波泡沫，其特征在于，按体积百分比，包括：50％的聚苯乙烯树脂、2.5％～10％的石墨烯和40％～47.5％的液体发泡剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚苯乙烯树脂为粒状聚苯乙烯树脂。3.根据权利要求1所述的吸波泡沫，其特征在于，所述液体发泡剂为二氯甲烷和氯甲烷的一种或两种。4.根据权利要求1所述的吸波泡沫，其特征在于，所述聚苯乙烯树脂的体积与所述石墨烯和所述液体发泡剂的混合液的体积比为1:1。5.一种制备权利要求1至4中任一项所述的吸波泡沫的方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚苯乙烯树脂送入挤出机熔化；将液体发泡剂和石墨烯的...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：洛阳尖端技术研究院，洛阳尖端装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41