Способ получения предварительно вспененных гранул полистирола Советский патент 1979 года по МПК C08J9/16 

Этот способ предварительной обра ботки гранул, по сравнению с упомянутым, приводит к получению материа ла с более стабильной величиной пло ности (кг/м) без фракционирования предварительно вспененных гранул, что сокращает отходы в процессе изготовления изделий. Это является одним из его преимуществ. Однако операция предварительного вспенивания паром также ведет к вод поглощению гранул и изменению велич ны диэлектрической проницаемости. Радиопрозрачные изделия, изготовлен ные из предварительно вспененных эт способом гранул, при эксплуатации в условиях повышенной влажности так же изменяют величину диэлектрической проницаемости, что сказывается на искажении и потерях электромагнитного излучения антенной системы Целью настоящего изобретения является повышение стабильности диэлектрической проницаемости радиопрозрачных элементов на основе предварительно вспененных гранул полистирола, С этой целью предлагается после сушки наносить 0,3-0,5% от веса гранул алюминиевой пудры с последую щей их гидрофобизацией. Использование алюминиевой пудры в количестве, большем 0,5% от веса гранул, повышает величину тангенса угла диэлектрических потерь и ухудшает технические параметры радиопрозрачных элементов антенн (за . счет поглощения электромагнитной энергии при прохождении диэлектрической стенки элемента). Использование алюминиевой пудры меньше 0,3% не стабилизирует величи ну диэлектрической проницаемости. Способ заключается в следующем. Полистирол в виде гранул предвар тельно вспенивают нагретым до 8595С воздухом. В результате чего из гранул удаляется влага. Предварительно вспененные и высу шенные гранулы фракционируют через наббр сит для разделения гранул по фракциям: например, 1 фракция - 2 м П фракция - 3-3,5 мм; Ш фракция 4-4,5-мм; 1У фракция - 6-7 мм. Для получения необходимой величи ны диэлектрической проницаемости применяют конкретную фракцию или смесь фракций., Необходимую фракцию вспененных гранул смешивают с алюминиевой пудрой в фарфоровых шаровых барабанах (без шаров) при скорости вращения 50-80 об/мин в течение 2ч. Затем гранулы гидрофобизируют нанесением на их поверхность г.олисйлоксановой жидкости и сушат при 4050°С в течение 6ч. Подготовленные таким образом 1 анулы загружают в форму и произво дят OKOH4aTeJU)Hoe вспенивание и формование радиопрочрлчнь-о элементов. Способ позволяет пс лучать материалы с более стабильной величиной диэлектрической проницаемости без изменения этой величины при применении радиопрозрачных элементов в условиях повышенной влажности, так как вода является сильнополярной жидкостью, имеющей величину 81, малое количество которой значительно влияет на самого вспененного материала. Это можно пояснить следующим. Диэлектрическую проницаемость пенопласта f fi можно рассчитать по формуле: „ 1 + (Е, - i)v,, где , - диэлектрическая проницаемость полимера V, - объем полимера в пенопласте. На основании приведенной формулы видно, что пенопласта зависит.от плотности. Действительно, диэлектрическая проницаемость полистирольного пенопласта, рассчитанная по приведенной формуле рас. и измеренная изм. отличаются друг от друга. Как правило, изм. рас. Величина изм. не является стабильной величиной и меняется в зависимости от применяемого способа изготовления, а также при эксплуатации радиопрозрачных элементов в условиях различной влажности. Так, вакуумная сушка материалов приводит к уменьшению величины f изм, что связано с удалением влаги из пористой структуры материала. Использование материала в конструкциях при повышенной влажности ведет к увеличению изм. / Для расчета радиопрозрачных элементов применяют формулу, связывающую электрическую толщину элемента 3эл. с геометрической dreoM. J 3геом ЭА - VT Из уравнения видно, что для радиопрозрачных элементов необходимо применять материалы, имеющие стабильную величину, и использовать способы подготовки материалов, приводящих к получению определенных величин 6 . Эта задача наиболее актуальна при изготовлении радиопро.зрачных элементов для СВЧ диапазона, где требуются более жесткие и стабильные при эксплуатации величины диэлектрической проницаемости применяемых материалов. Пример. Полистирол в виде гранул предварительно вспенивают нагретым до 85-95 с воздухом. Время вспенивания 5-8 мин. Вспенивание гранул осуществляют в псевдоожиженном слое, в результате чего из гранул удаляется влага и увеличивается их объем. Предварительно вспененные гранулы разделяют на фракции: Г фракция - гранулы размером до 2,0 мм; П фракция - до 3-3,5 мм; Ill фракция - до 4-4,5 мм; TV фра ция - до 6,0-7,0 мм. Для получения необходимой величи ны диэлектрическоГ: проницаемости применяют конкретную фракцию или смесь фракций. .Нужную фракцию предварительно вспененных гранул ПСВ смешивают в б.арабане шаровой мельницы (без шаров) с алюминиевой пудр (0,5% пУдры от веса гранул), в результате чего поверхность гранул покрьюается алюминиевой пудрой. Ско

Фракция 2. 6 рость вращения барабана с гранулами 50-80 об/мин, в течение 2 ч. Затем при помощи пульверизатора на поверхность гранул, покрытых алюминиевой пудрой, наносят полисилоксановую жидкость, т.е. гидрофобизируюто После чего гранулы сушат при 40-50 С в течение 6ч. Свойства радиопрозрачных элементов , изготовленных из полученных по предлагаемому способу предварительно вспененных гранул полистирола, приведены в таблице.

Примечание. При ис.поль зовании алюминиевой пудры в количестве 0,3% от веса гранул получают предварительно вспененные гранулы полистирола, радиопрозрачные элементы на.основе которых имеют показатели, аналогичные приведенным в таблице. Таким образом, способ по изобретению позволяет получать предварительно вспененные гранулы полистиро ла, радиопрозрачные элементы на основе, которых имеют стабильную в условиях повышенной влажности диэлектрическую проницаемость. Формула изобретения . Способ получения предварительно вспененных гранул полистирола путем обработки гранул полистирола нагретым воздухом с последующей их сушко отличаю щийс я тем, что, с целью повышения стабильности диэлектрической проницаемости радиопрозрачных элементов на их основе, на гранулы после сушки наносят 0,3-0,5% от веса гранул алюминиевой пудры с последующей их гидрофобизацией. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Павлов В.А. Пенополистирол, М., Химия, 1973, с.44, 154-155. 2. Патент Франции W 94246, дополнительный к патенту 1440075, кл. В 29 d 27/00, 1969.