本發明涉及電磁屏蔽聚丙烯材料領域，具體的涉及一種電磁屏蔽聚丙烯發泡材料及其制備方法。

背景技術：

1、隨著信息和科學技術的不斷發展，越來越多的電子電器元器件及電器設備進入人們生產生活的各個領域，在給人們生產生活帶來極大便利的同時，也產生了大量的電子輻射和電磁波污染，不僅對通信及電子系統產生干擾，同時還極大地危害了人們的健康。電磁輻射污染被稱為繼大氣污染、水污染、噪音污染之后的第四大污染。因次大力開發具有優良電磁屏蔽的材料對于人們的健康和生活具有重要意義。

2、目前研究較多的電磁屏蔽材料主要是鐵磁材料與金屬良導體材料、表面導電型屏蔽材料（包括導電涂料、金屬熔射、貼金屬箔和表面鍍金屬等）和填充復合型屏蔽材料。填充復合型屏蔽材料由于具有質輕、成本較低、易加工成型等優勢稱為市場主流。填充復合型屏蔽材料的基體多數采用一些電絕緣性能優異的高分子合成樹脂，通過復配具有優良導電性能填料及其他添加物質所組成，經注射成型或擠出成型等方法加工成各種電磁屏蔽材料。聚丙烯因具有良好的加工性能和優異的力學、物理、化學性能，同時質輕價廉，廣泛應用于汽車內外飾、家用電器及電子等行業，是目前增長速度最快的通用熱塑性塑料。隨著智能駕控在汽車領域興起，車載雷達支架及外殼均需要聚丙烯復合材料滿足電磁屏蔽要求。因此聚丙烯材料的功能化，尤其是賦予電磁屏蔽效應，成為高分子材料一個新的和重要的發展方向。

3、近年來，隨著新能源危機的加劇，國內外研究者統一認為輕量化材料是解決能源危機的重要途徑。微孔發泡材料作為輕量化最直觀的產物，廣泛用于航空工業、農業、汽車行業等領域。微孔發泡材料不僅在減輕重量的同時且具有優異的物理機械性能，如良好的尺寸穩定性、加工性能、機械性能以及熱性能。聚丙烯一種綜合性能優良的塑料，制成發泡材料后，可以保持原來有的耐高溫性、耐腐蝕性的同時，通過引入泡孔結構后賦予了材料輕質、隔音、隔熱、緩沖、能量吸收等發泡材料固有特點。隨著聚丙烯發泡材料的廣泛應用，其功能性上的應用要求也越來越多，傳統的普通聚丙烯發泡材料已經很難滿足一些應用上的性能要求，如電磁屏蔽聚丙烯發泡材料。

4、傳統的電磁屏蔽聚丙烯材料，為了達到較好的電磁屏蔽效果，材料中電磁屏蔽劑的添加量添加量通常為25-40%左右，使材料的成本大大提高，同時大量的電磁屏蔽劑的加入，會極大地影響材料本身的力學性能，從而限制材料的使用范圍。與此同時，傳統的微發泡聚丙烯材料，由于材料熔體強度較低，常會出現發泡效果不好，泡孔易塌陷、破裂，從而在實際應用上也非常有限。

5、因此，針對現在技術中存在的電磁屏蔽聚丙烯材料成本高，重量高，力學性能差、電磁屏蔽效率低；聚丙烯發泡材料發泡倍率低、泡孔易塌陷、破裂，在電磁屏蔽方面應用范圍不廣的問題，是本領域技術人員亟需解決的。

技術實現思路

1、針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于：提供一種結合電磁屏蔽劑和發泡技術形成的交聯網狀結構，從而提高材料熔指，提高材料的發泡效果，降低材料的電磁屏蔽劑添加使用量，提高材料的電磁屏蔽性能，解決電磁屏蔽聚丙烯材料成本高，重量高，力學性能差、電磁屏蔽效率低的電磁屏蔽聚丙烯發泡材料。

2、為實現上述目的，本發明采取的技術方案是：一種電磁屏蔽聚丙烯發泡材料，包括聚丙烯，含量為40-80%；相容劑，含量為5-10%；增韌劑，含量為4-10%；電磁屏蔽劑，含量為10-30%；礦物填料，含量為0-15%；偶聯劑，含量為0.2-0.6%；抗氧劑，含量為0.1-1.0%；潤滑劑，含量為0.1-1.0%；

3、將所述聚丙烯、相容劑、增韌劑、電磁屏蔽劑、礦物填料、偶聯劑、抗氧劑和潤滑劑按照比例稱重后在混料機中低速混合，再經雙螺桿擠出機剪切的螺桿組合情況下進行熔融擠出，水冷拉條切粒經過篩分脫水制得電磁屏蔽聚丙烯材料；

4、使用注塑加工的方式將氣體發泡劑注入到所述電磁屏蔽聚丙烯材料中，得到電磁屏蔽聚丙烯發泡材料。

5、上述的電磁屏蔽聚丙烯發泡材料，所述聚丙烯包括均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一種，其在溫度230℃和載荷2.16kg條件下的熔體流動速率為10-100g/10min。

6、上述的電磁屏蔽聚丙烯發泡材料，所述相容劑包括聚丙烯接枝馬來酸酐、聚丙烯接枝丙烯酸酯縮水甘油酯、聚烯烴彈性體接枝馬來酸酐、聚烯烴彈性體接枝丙烯酸縮水甘油酯、abs-接枝馬來酸酐、苯乙烯-丙烯腈-馬來酸酐、乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物接枝馬來酸酐中的至少一種。

7、上述的電磁屏蔽聚丙烯發泡材料，所述電磁屏蔽劑包括導電炭黑、導電石墨、碳納米管、多壁碳納米管、碳纖維、石墨烯氣凝膠中的至少一種。

8、上述的電磁屏蔽聚丙烯發泡材料，所述增韌劑為聚烯烴彈性體或苯乙烯類彈性體，所述聚烯烴彈性體為熔融指數為0.1-10g/10min的乙烯-辛烯共聚體。

9、上述的電磁屏蔽聚丙烯發泡材料，所述礦物填料包括滑石粉、碳酸鈣、硫酸鋇、晶須、硅灰石中的至少一種；所述偶聯劑包括硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑中的至少一種；所述抗氧劑包括受阻酚類、硫代酯類、亞磷酸酯類抗氧劑中的至少一種；所述潤滑劑包括聚乙烯蠟、乙烯基雙硬脂酰胺、n,n-乙撐雙硬脂酸胺、有機硅油、油酸酰胺、乙撐雙油酸酰胺、n，n’-乙撐雙硬脂酸胺-接枝馬來酸酐、硅酮粉、含氟潤滑劑中的至少一種。

10、一種如上述任一項所述的電磁屏蔽聚丙烯發泡材料的制備方法，包括擠出加工制得電磁屏蔽聚丙烯材料和注塑加工制得電磁屏蔽聚丙烯發泡材料；

11、所述擠出加工制得電磁屏蔽聚丙烯材料包括：

12、步驟1：將聚丙烯、相容劑、增韌劑、電磁屏蔽劑、礦物填料、偶聯劑、抗氧劑和潤滑劑按照比例稱重后在混料機中低速混合10分鐘；

13、步驟2：經雙螺桿擠出機在中等強度剪切的螺桿組合情況下進行熔融擠出，擠出料條經過水槽冷卻到室溫，通過切粒機造粒，經過篩分脫水制得電磁屏蔽聚丙烯材料；

14、所述注塑加工制得電磁屏蔽聚丙烯發泡材料使用超臨界流體注塑發泡設備，包括：

15、步驟3：調整超臨界流體注塑發泡設備的注塑發泡工藝參數；

16、步驟4：注射，將溶有氣體發泡劑的熔體注入模具型腔；

17、步驟5：保壓，使溶有氣體發泡劑的熔體填滿模具型腔；

18、步驟6：第一次開模，控制開模距離形成所需厚度的新型腔，使得溶有氣體發泡劑的熔體快速卸壓膨脹發泡；

19、步驟7：經過冷卻以后二次開模頂出，取出樣品。

20、上述的電磁屏蔽聚丙烯發泡材料的制備方法，所述超臨界流體注塑發泡設備包括注塑機、超臨界流體注入裝置。

21、上述的電磁屏蔽聚丙烯發泡材料的制備方法，所述注塑發泡工藝參數包括熔融溫度，設置為200-210℃；模具溫度，設置為40-60℃；射膠速度，設置為120-200mm/s?；射膠壓力，設置為180-250?mpa；?背壓，設置為15-25?mpa；保壓壓力，設置為30-60mpa；?位置，設置為80-120?mm；停留時間，設置為5-10?s；?儲料距離，設置為2-12?mm；儲料速度，設置為80-120mm/s；氣體發泡劑含量，設置為0.5-1.0wt%。

22、本發明一種電磁屏蔽聚丙烯發泡材料的有益效果是：通過使用注塑加工的方式將氣體發泡劑注入到所述電磁屏蔽聚丙烯材料中，在材料中形成泡孔，使得基料中分散的電磁屏蔽劑從體積上更為集中地聚集在基體內，從而在材料中形成更為有效致密的導電通路使電磁屏蔽聚丙烯發泡材料，同時，因為其多孔結構具備更低的密度，在保證材料性能及制品功能前提下實現減重1-10%；相比未發泡的注塑制件，所用的電磁屏蔽聚丙烯預制料用量減少，降低成本；泡孔結構的引入可以增強電磁波在泡孔內部的多重反射/散射衰減，大幅度吸收損耗的增加提高了材料的總屏蔽效能。

23、本發明一種電磁屏蔽聚丙烯發泡材料的制備方法的有益效果是：本方法首次提出將兩種技術結合在一起，一方面，電磁屏蔽填料的加入，可形成交聯的網狀結構，從而提高材料熔指，提高材料的發泡效果；而由于材料中泡孔的形成，使得基料中分散的電磁屏蔽填料從體積上更為集中地聚集在基體內，從而在材料中形成更為有效致密的導電通路，降低材料的電磁屏蔽填料添加使用量，提高材料的電磁屏蔽性能。電磁屏蔽聚丙烯發泡材料其內部結構為泡孔結構，可以吸收80%以上的電磁波能量。pp發泡材料功能性的構筑進一步拓寬了其應用范圍，具有良好的應用前景。