(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210820229.4 (22)申请日 2022.07.13 (71)申请人 江苏集萃先进高分子材 料研究所有 限公司 地址 211800 江苏省南京市江北新区研创 园团结路9 9号孵鹰大厦C座 申请人 长链轻材 （南京） 科技有限公司 (72)发明人 龚鹏剑　张博文　李光宪　金碧辉　 吴炳田　洪江　 (74)专利代理 机构 南京新慧恒 诚知识产权代理 有限公司 32424 专利代理师 邓唯 (51)Int.Cl. C08L 23/12(2006.01) C08K 3/22(2006.01)C08J 9/12(2006.01) C08J 5/18(2006.01) G16C 60/00(2019.01) (54)发明名称 一种聚丙烯复合 发泡材料、 制备方法以及透 波性能预测方法 (57)摘要 本发明涉及一种聚丙烯复合发泡材料、 制备 方法以及透波性能预测方法， 该聚丙烯复合发泡 材料的介电常数在1 ‑2之间呈梯度分布， 且介电 可调。 制备过程是先将聚丙烯和钛酸钡(BT)熔融 共混， 再用超临界二氧化碳(scCO2)作为物理发 泡剂， 使基体在固态下发泡， 通过调节钛酸钡含 量和发泡温度， 改变材料的泡孔结构和发泡倍 率， 在发泡材料在保持极低介电损耗的状态下介 电常数可调。 本申请得到的聚丙烯复合发泡电介 质材料具有轻量化、 低介电、 低损耗、 介电可调、 高频下宽频透波的特点。 同时， 本发明还构建了 针对TE模计算的平行吸收板模型和针对TEM模计 算的均匀介质板模型用以计算复合发泡材料的 透波率、 反射 率、 吸收率。 权利要求书3页 说明书10页 附图5页 CN 115093644 A 2022.09.23 CN 115093644 A 1.一种聚丙烯复合发泡材料， 其特征在于， 包括： 聚丙烯以及钛酸钡粉体， 钛酸钡粉体 在发泡材料中质量百分比是1 ‑45％； 所述的发泡材料是通过超临界发泡方法制备得到； 所 述的发泡材料的泡孔范围是20 ‑200 μm， 壁厚0.05 ‑2 μm， 泡孔密度107‑1011个/cm3； 所述的聚 丙烯复合发泡材 料在100‑160℃内介电常数1 ‑2， 且呈梯度分布。 2.根据权利要求1所述的聚丙烯复合发泡材料， 其特征在于， 上述的聚丙烯熔点145 ‑ 155℃， 熔体流动指数1.2 ‑1.8g/10mi n； 钛酸钡粉体的粒径为10 0‑300nm。 3.权利要求1所述的聚丙烯复合发泡材料的制备方法， 其特征在于， 包括如下步骤： 将 聚丙烯与钛酸钡粉体熔融共混， 获得共混材料； 再将共混材料通过超临界发泡制备得到聚 丙烯复合发泡材 料。 4.根据权利要求3所述的聚丙烯复合发泡材料制备方法， 其特征在于， 熔融共混操作 条 件是170‑210℃； 共混材 料是板材， 板材通过在5 ‑15MPa下热压1‑20min得到。 5.根据权利要求3所述的聚丙烯复合发泡材料制备方法， 其特征在于， 超临界发泡采用 CO2发泡剂， 温度13 0‑150℃， 压力10 ‑20MPa。 6.权利要求1所述的聚丙烯复合发泡材 料在制备透波材 料中的用途。 7.根据权利要求6所述的用途， 其特征在于， 还包括 聚丙烯复合发泡材料的介电性能的 预测的步骤， 包括： 计算考虑泡孔结构的发泡材料整体的透波率T1； 计算视材料为均一介质下材料的等效 透波率T2， 构建出如下矩阵： 式中， ε’f1……ε’fm是等效介电常数实部的数列， 数列中各数取值是在等效介电常数范 围内依次增大， ε ”f1……ε”f1n是等效介电常数虚部的数列， 数列中的各数取值 是在等效介电 常数虚部范围内依次增大； 获得绝对值取值最小的α； 其所对应的等效介电常数实部和等效介电常数虚部的数值 为计算所 得值。 8.根据权利要求7所述的用途， 其特征在于， 所述的材料整体的透波率T1是根据材料的 透波特性进行确定， 具体可以选自TE模、 TE M模中的任意 一种的透波率； 所述的TE模的透波率T1通过以下步骤计算得到： f(x)＝asi n(bx+c)； nc为电磁波 穿越的泡孔壁的数量； dc为泡孔孔径， dw为泡孔壁厚度， L为材料平 板厚度， θ1权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115093644 A 2指电磁波对泡 孔壁的入射角； a、 b、 c都是参数； λ为波长、 θ2为折射角， u2、 v2为简化计算而设置的中间变量， 满足下式： ρ12、 ρ23、 τ12、 τ23分别表示为介质1 →介质2与介质2 →介质3的反射系数、 透射系数， 表示反射相位， 通过 下式计算得到： p1＝n1cosθ1； n1、 n2和k2通过计算 ε ’， tan δ 得到的实部和虚部确定： 下标j分别取值1、 2、 3时， 分别代表电磁波来时路径上的空气介质、 发泡材料平板介质、 电磁波去时路径上的空气介质； ε ’是介电常数实部； tan δ 是介电损耗角正切值。 9.根据权利要求8所述的用途， 其特 征在于， a＝1.0 38X， X是矫正因子， 3 6≤X≤42。 10.根据权利要求8所述的用途， 其特征在于， 所述的TEM模的透波率T1通过以下步骤计 算得到： f(x)＝asi n(bx+c)； nc为电磁波 穿越的泡孔壁的数量； dc为泡孔孔径， dw为泡孔壁厚度， L为材料平 板厚度， θ1 指电磁波对泡 孔壁的入射角； a、 b、 c都是参数； TTM/TE＝|t|2； 下标代表TE或者TM；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115093644 A 3