阅读说明：本技术 一种核壳结构聚苯乙烯泡沫吸波球及其制备方法 (Polystyrene foam wave-absorbing ball with core-shell structure and preparation method thereof ) 是由 王军耀 于 2021-06-10 设计创作，主要内容包括：本申请涉及新材料制备技术领域,具体涉及一种核壳结构聚苯乙烯泡沫吸波球及其制备方法,旨在解决现有工艺难以实现包裹层厚度的均匀性,制备出来的吸波球成型难度大,吸收一致性差的问题,其技术要点在于：该核壳结构聚苯乙烯泡沫吸波球包括吸波球和均匀包覆在其表面的一层吸波阻燃介质,所述吸波球包括通过共发泡制得的吸波砂、聚苯乙烯原料粒子,所述吸波阻燃介质包括固体分散剂、导电剂及阻燃剂。本发明中吸波球可以应用于制造硬质泡沫角锥形吸波材料、水泥基吸波材料及其他填充型吸波材料,由于形成了均匀的核壳结构,吸收效率高,阻燃性能优异。(The application relates to the technical field of new material preparation, in particular to a polystyrene foam wave-absorbing ball with a core-shell structure and a preparation method thereof, aiming at solving the problems that the existing process is difficult to realize the uniformity of the thickness of a coating layer, the prepared wave-absorbing ball is high in forming difficulty and poor in absorption consistency, and the technical key points are as follows: the wave-absorbing polystyrene foam wave-absorbing ball with the core-shell structure comprises a wave-absorbing ball and a layer of wave-absorbing flame-retardant medium uniformly coated on the surface of the wave-absorbing ball, wherein the wave-absorbing ball comprises wave-absorbing sand and polystyrene raw material particles prepared through co-foaming, and the wave-absorbing flame-retardant medium comprises a solid dispersing agent, a conductive agent and a flame retardant. The wave-absorbing ball can be applied to manufacturing hard foam pyramid wave-absorbing materials, cement-based wave-absorbing materials and other filling type wave-absorbing materials, and has high absorption efficiency and excellent flame retardant property due to the formation of a uniform core-shell structure.)

一种核壳结构聚苯乙烯泡沫吸波球及其制备方法

技术领域

本申请涉及新材料制备

技术领域

，具体而言，涉及一种核壳结构聚苯乙烯泡沫吸波球及其制备方法。

背景技术

随着科技水平的提升，国内电波暗室行业应用到的吸波材料类型越来越多，但总体的发展方向为优越的电性能，高的洁净度、一定的功率容量及耐久性。基于这些趋势，国外的暗室供应商开始大量采用以硬质泡沫材料为基材的角锥吸波材料，包含聚苯乙烯及聚丙烯硬质泡沫等。由于聚丙烯材料发泡工艺复杂、阻燃等级低以及成本高等劣势，采用的厂家较少，而聚苯乙烯硬质泡沫材料获得较为广泛的采用，如日本的TDK、荷兰的Comtest及美国的ETS，近年来，国内也有部分厂家开始研制以聚苯乙烯为基材的吸波材料，如南京洛普、大连东信等公司。

最终要获得满意的聚苯乙烯吸波材料，其吸波球的制备是关键，目前国内厂家一般采用的都是分散包裹法，如南京洛普201310340537.8专利采用了苯丙乳液作为成膜剂的涂料包裹工艺，大连东信201610947347.6专利则采用了纯丙乳液作为裹覆的基体乳液，两者工艺相同，均采用了先发泡后包裹的工艺，这很难实现包裹层厚度的均匀性，按此工艺制备出来的吸波球成型难度大，吸收一致性差。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种核壳结构聚苯乙烯泡沫吸波球及其制备方法，以解决现有工艺难以实现包裹层厚度的均匀性，制备出来的吸波球成型难度大，吸收一致性差的问题。

本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

本发明的核壳结构聚苯乙烯泡沫吸波球，包括吸波球和均匀包覆在其表面的一层吸波阻燃介质，所述吸波球包括通过共发泡制得的吸波砂、聚苯乙烯原料粒子，所述吸波阻燃介质包括固体分散剂、导电剂及阻燃剂。

可选地，所述吸波砂为吸收剂、阻燃剂及高分子基体的复合物，原始粒径为0.5-1mm，熔点为70-80℃。

可选地，所述高分散基体为氯化石蜡；所述吸收剂至少为高导炭黑、纳米石墨或铁硅铝粉之一；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。

可选地，所述吸波砂由以下组分按重量百分比组成：

氯化石蜡为45-55％，高导炭黑为15-20％，多聚磷酸铵为4-8％，膨胀石墨为4-8％，氢氧化铝为8-10％。

本发明的核壳结构聚苯乙烯泡沫吸波球制备方法，包括以下步骤：

第一步、制造可用于共发泡的吸波砂；

第二步、将吸波砂和聚苯乙烯原料粒子投入到发泡机共发泡；

第三步、通过热空气及流化床烘干获得吸波球；

第四步、在吸波球表面包覆一层吸波阻燃介质，获得核壳结构聚苯乙烯泡沫吸波球。

可选地，所述第一步的具体过程为：先将高分子基体在密炼机中熔化，然后将阻燃剂和吸波剂加到其中混炼；混炼总时间为1-2小时，混炼温度设置为90-100℃，混炼转速为每分钟20-30转。

可选地，混炼完毕出料冷却后用造粒机进行造粒，造粒时过20目筛。

可选地，所述第二步的具体过程为：聚苯乙烯原料粒子与吸波砂的质量比为100：15-25，发泡温度为90℃±5℃，发泡时间至少为10-15分钟。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)硬质聚苯乙烯泡沫吸波球呈现均匀的核壳结构，非常有利于后期的成型。

(2)均匀包裹的核壳结构更有利于吸收电磁波。

(3)通过共发泡工艺，吸波砂可在发泡期间直接包裹于预发泡粒子之上，简化了工艺步骤，效率大幅提高。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本申请。

实施例1：

一种核壳结构聚苯乙烯泡沫吸波球，包括吸波球和均匀包覆在其表面的一层吸波阻燃介质，所述吸波球包括通过共发泡制得的吸波砂、聚苯乙烯原料粒子，所述吸波阻燃介质包括固体分散剂、导电剂及阻燃剂。其中，吸波砂为吸收剂、阻燃剂及高分子基体的复合物，原始粒径为0.5-1mm，熔点为70-80℃。具体地，高分散基体为氯化石蜡；吸收剂至少为高导炭黑、纳米石墨或铁硅铝粉之一；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。

在本发明此实施例中，优选为，吸波砂由以下组分按重量百分比组成：

氯化石蜡为55％，高导炭黑为20％，多聚磷酸铵为8％，膨胀石墨为7％，氢氧化铝为10％。

制得的核壳结构聚苯乙烯泡沫吸波球表面包裹均匀，颗粒大小一致性好，非常适用于后期泡沫成型工艺，可以应用于制造硬质泡沫角锥形吸波材料、水泥基吸波材料及其他填充型吸波材料，由于形成了均匀的核壳结构，吸收效率高，阻燃性能优异。

实施例2：

一种核壳结构聚苯乙烯泡沫吸波球制备方法，包括以下步骤：

第一步、制造可用于共发泡的吸波砂；

具体地，先将氯化石蜡在密炼机中熔化，然后导电剂高导炭黑、阻燃剂多聚磷酸铵APP-2、阻燃剂膨胀石墨、阻燃剂氢氧化铝加到其中混炼；混炼总时间为1小时，混炼温度设置为90℃，混炼转速为每分钟30转；混炼完毕出料冷却后用造粒机进行造粒，造粒时过20目筛；

第二步、将吸波砂和聚苯乙烯原料粒子投入到发泡机共发泡；

具体地，聚苯乙烯原料粒子与吸波砂的质量比为100：20，发泡温度为90℃，发泡时间至少为10分钟；

第三步、通过热空气及流化床烘干获得吸波球；

第四步、在吸波球表面包覆一层吸波阻燃介质，包括固体分散剂、导电剂及阻燃剂，获得核壳结构聚苯乙烯泡沫吸波球。

通过共发泡工艺，吸波砂可在发泡期间直接包裹于预发泡粒子之上，简化了工艺步骤，效率大幅提高，使得制得的核壳结构聚苯乙烯泡沫吸波球表面包裹均匀，颗粒大小一致性好，非常适用于后期泡沫成型工艺，可以应用于制造硬质泡沫角锥形吸波材料、水泥基吸波材料及其他填充型吸波材料，由于形成了均匀的核壳结构，吸收效率高，阻燃性能优异。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。