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聚丙烯微发泡材料MPP在5G天线罩上的应用
距2019年6月发放5G商用牌照已满一周年,据工信部数据显示,2019年中国建成了13万个5G基站,预计到2020年底,5G基站将超过60万个,覆盖全国所有地级以上城市。而在整个5G网络的建设当中,用量最大的就是基站设备,天线罩作为5G基站的重要组成部分,市场巨大。



             

天线装置通常置于露天工作,直接受自然界风雪沙尘及太阳辐射的侵袭,天线罩的作用就是保护天线系统免受外部环境影响,确保天线系统的运行精度、使用寿命及工作可靠性。因此,天线罩材料需要满足轻质高强,耐候,加工性能以及介电性能的要求。


5G时代,基站引入大规模阵列天线,天线通道数增加,对射频器件的需求量也相应增加,且天线无源部分与RRU合为AAU,对5G天线的体积小型化和轻量化提出了更高的要求。同时,5G毫米波高频高速传输,伴随穿透力差、衰减大的特性。


因此,5G天线罩对于材料的介电性能、轻量化提出更高的要求。对此,材料厂商纷纷开发出了如ASA、PPGF、PC等具有高性价比、环境友好型、轻量化的低介电、低损耗增强改性的天线罩材料。


除了上述几种材料外,可应用于5G天线罩的材料还有聚丙烯微孔发泡新材料MPP。

一、聚丙烯微孔发泡材料MPP在天线罩上的应用


聚丙烯微孔发泡新材料(Microcellular Polypropylene foam,简称MPP),是特指泡孔尺寸小于100微米的聚丙烯多孔发泡材料(更严格地定义是泡孔尺寸小于10微米,泡孔密度大于10的9次方个/cm3)。

图 MPP泡孔结构,图片来自浙江新恒泰新材料有限公司官网


自从1980年美国麻省理工学院的Nam.P.Suh教授等人在1980年代初最早提出聚合物微孔发泡的概念以来,由于MPP潜在的广阔应用前景,其一直是聚合物微孔发泡领域的研究热点。

二、MPP微孔发泡材料成型技术



MPP的成型需要升级通用的聚合物加工设备(如注塑成型设备,连续挤出成型设备和模压成型设备等),使之适用于超临界流体技术。在高温高压下将超临界二氧化碳或超临界氮气导入聚丙烯材料,形成聚丙烯/超临界流体的单相溶液,并诱导气泡成核、生长,最终形成泡孔尺寸在微米尺度的PP发泡材料。
           

图 MPP材料成型流程 图片来自苏州申赛新材料有限公司


三、MPP微孔发泡材料的特性



MPP材料的介电常数可低至1.02,并实现介电常数可调节,材料特性:


  1. 轻质高强:材料密度范围100~30Kg/m3,细密、均匀的泡孔结构使MPP具有更好的力学性能,具有高强度、高刚性,可抗16级大风;
  2. 耐高温:使用温度可达110℃;

  3. 低介电、低损耗:发泡倍率高,内部含大量空气,介电常数比ABS、玻璃钢低很多;

  4. 无化学残留:生产过程中不使用化学发泡剂,无化学物残留;

  5. 环保可回收:发泡过程清洁无污染,制品卫生环保。发泡过程未发生交联,可回收利用;

  6. 抗光氧化,使用寿命可达10年;

  7. 表面带皮,不吸水,表面不挂水,防污性能好,不影响透波性能。


     注:数据来源于苏州申赛新材料有限公司官网


    也就是说,MPP材料具有轻质高强,低介电低损耗,透波性能好,耐候,环保等特性,可满足5G天线罩的应用要求,目前已批量投入5G基站建设。
               

               

    四、相关材料企业



    1. 浙江新恒泰新材料有限公司



    官网:https://www.zjht-hmm.com/


    浙江新恒泰新材料有限公司始建于2008年8月,是国内专业从事IXPE、TPE、EVA、PE、PP、TPU清洁发泡材料的研发、制造和销售的规模企业,材料广泛应用于儿童玩具、体育用品、箱包、鞋材、电子、包装等众多领域。


    于2018年11月完成对MT Peryferia i Dodatki Sp.  z o.o. 公司的收购,该公司生产的材料主要用于发泡片材、航空航天、5G天线罩、新能源电池辅材等高端领域。


    2. 苏州申赛新材料有限公司



    官网:http://www.shincell.com.cn/



    苏州申赛新材料有限公司成立于2019年3月,专注于清洁环保高性能轻量化聚合物发泡材料的研发与制造,产品主要分为硬质高强及软质高弹发泡材料。硬质高强发泡材料主要有微孔聚丙烯(M-PP) ,聚偏氟乙烯发泡材料(M-PVDF) ,软质高弹发泡材料主要有热塑性聚氨酯弹性体(M-TPU) 、热塑性聚酯弹性体发泡材料(M-TPEE) 、热塑性聚酰胺发泡材料(M-PEBAX)等,产品广泛应用于5G、新能源、医疗、包装、运动与休闲及儿童用品等领域。

    以上为小编了解到的部分相关材料企业,供参考,如有遗漏,可联系小编补充或文末留言。
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