一种毫米波天线罩用透波材料及其成型方法技术

本发明专利技术属于通信天线罩材料制造技术领域，具体涉及一种毫米波天线罩用透波材料及其成型方法。采用聚醚砜树脂材料作为蒙皮层，采用聚醚砜泡沫材料作为芯层，蒙皮层和芯层材质相同，均为热塑性材料，易于加工成型；且聚醚砜材料本身具有优异的阻燃特性，自身阻燃等级可达到UL94‑V0级别；解决了传统用热固性材料或常规热塑性材料作为透波材料时，为提高材料阻燃性能而添加阻燃剂却严重影响了材料的介电性能，从而带来材料透波率降低的问题；本方案可满足阻燃要求的前提下仍保持了材料优异的透波性能。

A kind of transparent material for millimeter wave radome and its forming method

The invention belongs to the technical field of manufacturing communication radome material, in particular to a millimeter wave radome transparent material and a forming method thereof. Polyethersulfone resin material is used as the skin layer, polyethersulfone foam material is used as the core layer, the skin layer and the core layer are the same materials, all are thermoplastic materials, and are easy to be processed and molded. The Polyethersulfone material itself has excellent flame retardant properties, its own flame retardant grade can reach the level of UL94 V0, and it solves the problem that the traditional thermosetting materials or conventional thermoplastic materials are used as wave transparent materials. The dielectric properties of the materials are seriously affected by the addition of flame retardants, which leads to the problem of the reduction of the material's transmittance. This scheme can meet the requirements of flame retardancy, but still maintain the excellent wave permeability of the materials.

【技术实现步骤摘要】
一种毫米波天线罩用透波材料及其成型方法
本专利技术属于通信天线罩材料制造
，具体涉及一种毫米波天线罩用透波材料及其成型方法。
技术介绍
在5G毫米波通信基站中，因毫米波波长较短，天线罩的材料类型对天线信号影响较大。因此，毫米波天线罩材质结构多为夹芯结构复合材料，如泡沫夹芯结构复合材料或蜂窝夹芯结构复合材料。传统的泡沫夹芯结构复合材料天线罩的蒙皮层一般为纤维增强的热固性树脂材料，芯层一般为热固性硬质泡沫，如PMI泡沫。蒙皮层采用热固性树脂材料存在成型工艺复杂、生产效率低、制造成本高等问题。芯层采用热固性泡沫材料比较适用于结构简单的平板状天线罩，对于形状复杂的天线罩，芯层只能采用热固性泡沫一块块拼接成一体或利用一整块泡沫机加工成所需形状；拼接的方式存在加工复杂、同时易出现拼接缝过大且不均匀的问题，影响天线罩的透波性能；而机加工的方式对原材料浪费较大。热塑性树脂材料具有易加工成型、生产效率高、生产成本低等特性，采用热塑性材料制作夹芯结构复合材料天线罩，可大幅度提高产品的生产效率，降低产品生产成本，满足民用5G毫米波天线罩大批量、低成本化生产的需求。对现有技术检索发现，专利CN103660410提供了一种天线罩透波夹芯材料，其蒙皮采用纤维增强的热塑性复合材料，芯层为发泡的聚氨酯、酚醛树脂或环氧树脂材料。该方法中蒙皮材料的热塑性树脂为聚烯烃、热塑性聚酯、聚酰胺类，其中聚烯烃类材料耐候及阻燃性差，经改性后虽然可以提高耐候及阻燃性能，但脆性较大，同时材料的介电常数和损耗会变大；热塑性聚酯材料同样阻燃性低，并且材料本身介电常数和损耗较高；而聚酰胺类材料介电常数和损耗偏高，另外吸水率也较高，阻燃性低；其他热塑性材料如PPS、PPO等或脆性较大、或成本偏高，均不适用于户外天线罩产品。另外，该方法中芯层泡沫材料仍为热固性泡沫，生产效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种毫米波天线罩用透波材料及其成型方法，以解决现有技术中存在的问题。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种毫米波天线罩用透波材料，其结构为夹芯结构，由上蒙皮、芯层和下蒙皮组成。所述的上蒙皮和下蒙皮分别通过粘结剂与芯层粘结在一起；所述的上蒙皮或下蒙皮层为纤维增强聚醚砜树脂复合材料；所述的芯层材料为闭孔微发泡聚醚砜泡沫材料，材料密度优选30kg/m3～110kg/m3；材料介电常数优选1.05～1.15，介电损耗优选0.0009～0.003。进一步，所述的纤维为玻璃纤维、石英纤维、凯夫拉纤维中的一种或一种以上。更进一步，所述的纤维形态无特别要求，可以为短纤维、长纤维、连续纤维、连续纤维编织布，纤维毡。更进一步，所述的纤维与聚醚砜树脂含量质量百分比为20:80～70:30。进一步，所述的粘结剂为环氧树脂粘结剂、丙烯酸树脂粘结剂、聚氨酯树脂粘结剂中的一种或一种以上。进一步，所述的上蒙皮厚度为0.1～2mm。进一步，所述的下蒙皮厚度为0.1～2mm。进一步，所述的粘结层厚度为0.05～0.2mm。进一步，所述的芯层厚度为1～3mm。本方案采用聚醚砜树脂材料作为蒙皮层，采用聚醚砜泡沫材料作为芯层，蒙皮层和芯层材质相同，均为热塑性材料，易于加工成型；且聚醚砜材料本身具有优异的阻燃特性，自身阻燃等级可达到UL94-V0级别；解决了传统用热固性材料或常规热塑性材料作为透波材料时，为提高材料阻燃性能而添加阻燃剂却严重影响了材料的介电性能，从而带来材料透波率降低的问题；本方案可满足阻燃要求的前提下仍保持了材料优异的透波性能。本专利技术还提供一种毫米波天线罩用透波材料的成型方法，通过以下技术方案实现：步骤(1).在热压机模具中依次铺入聚醚砜薄膜、连续纤维编织布或纤维毡、聚醚砜薄膜，在340～390℃温度范围内热压，得到纤维增强聚醚砜树脂复合材料，作为上下蒙皮层；或将聚醚砜树脂、短纤维或长纤维或连续纤维加入到片材挤出机中，在300～390℃温度范围内熔融挤出片材，得到纤维增强聚醚砜树脂复合材料，作为上下蒙皮层；或将聚醚砜树脂加入到流延机中，在340～390℃温度范围内将树脂熔融流延成膜，并将连续纤维或连续纤维编织布或纤维毡引入到流延机模头，与模头挤出的熔融聚醚砜树脂浸润，辊压，冷却得到纤维增强聚醚砜树脂复合材料，作为上下蒙皮层；步骤(2).在模具中依次铺入下蒙皮、粘结剂、芯层泡沫、粘结剂、上蒙皮，并预热到200～240℃；步骤(3).在200～240℃温度范围内热压或真空吸塑，并保压10s～120s，脱模，得到天线罩用透波材料。所述聚醚砜薄膜是指将聚醚砜树脂做成了薄膜状。本专利技术中涉及闭孔微发泡材料为现有材料，市购。本方案的透波材料体系均为热塑材料，可以在相同的加工温度和加工方式下进行加工，简化了生产加工工序，可大幅度提高产品的生产效率，降低产品的制造成本，满足民用大批量化产品生产的需求；尤其对于形状结构复杂的天线罩类产品，均可采用本方案所述材料直接一步整体成型，省去了常用的含热固性材料体系需多步成型的工艺。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本方案采用热塑性聚醚砜树脂作为蒙皮层，采用热塑性聚醚砜泡沫作为芯层来制作天线罩用透波材料，替代了传统的含热固性材料体系，不仅材料透波性能优异，而且还可以大大的简化天线罩产品的生产加工工序，提高生产效率，并且适用于大批量自动化生产，从而大幅降低产品的制备成本，符合未来民用5G天线罩低成本大批量化的生产需求；并且材料体系可回收再利用，对环境友好。附图说明图1是本专利技术天线罩用透波材料截面示意图。其中：1-上蒙皮，2-芯层，3-下蒙皮，4-第一粘结剂，5-第二粘结剂。具体实施方案下面结合具体实例对本专利技术进行详细说明，以下实施例有助于本领域技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。实施例1一种毫米波天线罩用透波材料，其上蒙皮1、芯层2、下蒙皮3组成，其中上下蒙皮分别通过第一粘结剂4和第二粘结剂5与芯层粘结在一起。其制备方法为：步骤(1).在热压机模具中依次铺入聚醚砜薄膜、连续玻璃纤维编织布、聚醚砜薄膜，控制纤维与聚醚砜树脂含量质量百分比为20:80，在340～390℃温度范围内热压，得到0.1mm厚的纤维增强聚醚砜树脂复合材料，作为上下蒙皮层；步骤(2).在模具中依次铺入下蒙皮、丙烯酸树脂粘结剂、3mm厚的芯层、丙烯酸树脂粘结剂、上蒙皮，并预热到200～240℃；其中粘结剂厚度0.05mm，芯层为密度是30kg/m3的聚醚砜闭孔微发泡材料；步骤(3).在200～240℃温度范围内热压成型，并保压10s，脱模，得到天线罩用透波材料。实施例2一种毫米波天线罩用透波材料，其上蒙皮1、芯层2、下蒙皮3组成，其中上下蒙皮分别通过第一粘结剂4和第二粘结剂5与芯层粘结在一起。其制备方法为：步骤(1).将聚醚砜树脂、连续石英纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种毫米波天线罩用透波材料，其特征在于，其结构为夹芯结构，由上蒙皮、芯层和下蒙皮组成；/n所述的上蒙皮和下蒙皮分别通过粘结剂与芯层粘结在一起；/n所述的上蒙皮或下蒙皮层为纤维增强聚醚砜树脂复合材料；/n所述芯层的材料为闭孔微发泡聚醚砜泡沫材料，材料密度30kg/m

【技术特征摘要】
1.一种毫米波天线罩用透波材料，其特征在于，其结构为夹芯结构，由上蒙皮、芯层和下蒙皮组成；
所述的上蒙皮和下蒙皮分别通过粘结剂与芯层粘结在一起；
所述的上蒙皮或下蒙皮层为纤维增强聚醚砜树脂复合材料；
所述芯层的材料为闭孔微发泡聚醚砜泡沫材料，材料密度30kg/m3～110kg/m3；材料介电常数1.05～1.15，介电损耗0.0009～0.003。


2.根据权利要求1所述一种毫米波天线罩用透波材料，其特征在于，纤维为玻璃纤维、石英纤维、凯夫拉纤维中的一种或一种以上。


3.根据权利要求1所述一种毫米波天线罩用透波材料，其特征在于，纤维形态无特别要求，可以为短纤维、长纤维、连续纤维、连续纤维编织布，纤维毡。


4.根据权利要求1所述一种毫米波天线罩用透波材料，其特征在于，纤维与聚醚砜树脂含量质量百分比为20:80～70:30。


5.根据权利要求1所述一种毫米波天线罩用透波材料，其特征在于，所述的粘结剂为环氧树脂粘结剂、丙烯酸树脂粘结剂、聚氨酯树脂粘结剂中的一种或一种以上。


6.根据权利要求1所述一种毫米波天线罩用透波材料，其特征在于，所述的上蒙皮厚度为0.1～2mm。


7.根据权利要求1所述一种毫米波天线罩用透波材料，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁角亮，
申请(专利权)人：上海阿莱德实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31