一种高透波复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种高透波复合材料及其制备方法和应用，一种高透波复合材料，由以下重量份的原料制成：纤维增强聚丙烯树脂85～90份、发泡母粒10～15份；所述纤维增强聚丙烯树脂由以下重量份的原料制成：聚丙烯树脂60～70份、石英纤维20～30份、增韧相容剂2～8份、抗氧剂0.2～0.6份、润滑剂0.2～0.7份；所述发泡母粒由以下重量份的原料制成：线性低密度聚乙烯60～70份、发泡剂30～40份、成核剂2～8份、增塑剂1～3份、分散剂1～3份、促进剂1～3份。本申请使制得的复合材料具备极低的导热系数和韧性，且介电常数和耗散因数较低，同时具有优异的透波特性。波特性。

【技术实现步骤摘要】
一种高透波复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于工程复合材料生产加工
，尤其涉及一种高透波复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]透波材料是能透过电磁波且几乎不改变电磁波的性质(包括能量)的材料。人们以不同性能的高分子材料为基体，通过填充、共混微波陶瓷介质和复合纤维等手段，在保证材料有良好承受机械力和其它性能的同时，调节材料的介电常数和耗散因数而得到透波率满足人们要求的复合材料。在实际运用中，介电常数和耗散因数是衡量透波材料透波能力的两个重要指标，根据透波材料的使用环境，还需要考虑除透波率外的其它性能，如长时间的耐高温性能、高刚性、尺寸稳定、阻燃、韧性、化学腐蚀、耐磨、自润滑、耐老化等。
[0003]高透波材料能避免入射电磁波大量反射，从而避开敌方雷达的探测，主要应用在无线电领域。高透波材料目前应用最多的是在天线罩和雷达罩，利于微波
‑
毫米波信号的接收、传输、放大、混频、发射等许多环节。为保证雷达或天线在各种复杂环境中的正常使用，雷达罩或天线罩用复合材料必须具备比强度高、透波率高等性能，同时在设计上也需要考虑良好的防振动和抗老化能力。
[0004]近年来高透波材料逐渐被应用在汽车领域中，而汽车行业的发展趋势就是汽车的自动化驾驶技术。汽车自动化驾驶依靠各种技术的协同结合，让车载电脑(Electronic Control Unit，ECU)在无人驾驶的情况下能够自动安全驾驶，实现行驶、停车、避让行人以及障碍物等一系列动作。这一技术的进步，让道路拥堵及减少交通安全的问题得到了巨大的改善。对于目前汽车尺寸暂时不会有大幅升级的背景下，依然需要依靠于塑料件灵活多变的造型能力来“偷取”空间，而且轻量化是永恒的主题，对保证足够的续航里程有直接的帮助。因此，无人驾驶汽车对高透波材料的要求比较高。目前，也有一些关于高透波复合材料及其制备方法的公开文献，例如：
[0005]1、专利申请CN112625352A，公开了一种高耐热超低介电石英纤维增强聚丙烯材料及其制备方法，所述高耐热超低介电石英纤维增强聚丙烯材料包含以下重量份的组分：聚丙烯树脂60
‑
93份、马来酸酐接枝聚丙烯2
‑
10份和石英纤维5
‑
30份。该方法通过添加马来酸酐接枝聚丙烯作为相容剂，改善聚丙烯树脂和石英纤维的相容性，增强二者的有效结合，在一定程度上有利于提高材料的热变形温度，并降低其线性膨胀系数、介电常数和介电损耗。
[0006]2、专利申请CN111073148A，公开了一种低介电常数微发泡玻纤增强聚丙烯复合物，按重量份计，包括如下组分：低熔指均聚聚丙烯15～70份、低熔指共聚聚丙烯12～70份、长玻璃纤维10～30份、增粘剂2～5份、成核剂0.5～2份、抗氧剂0.3～1份和润滑剂0.3～1份。该方法采用四氟乙烯作为增粘剂提高熔体粘度，有利于微发泡过程的进行，得到的聚丙烯复合物具有低密度、高强度、低介电常数等特点，是一类非常适用于5G产品的材料，特别是5G基站天线罩等类似应用。
[0007]3、专利申请CN201611236556.6，一种可注塑成型、高透波复合材料及其制备方法，
由以下组分按照重量份数制备而成：POK 50～80份，PFA 20～40份，LLDPE 0.8～2份，复合填料10～15份，偶联剂0.1～0.3份，抗氧剂0.5～1份，润滑剂0～1份。该方法可注塑成型、高透波复合材料可注射成型，同时具有高透波率，可应用于雷达或天线罩方面。
[0008]4、专利申请CN201711306291.7，公开了一种轻质高透波复合材料及其制备方法，包括以下重量份数的组分：聚醚酮材料55
‑
75份，聚醚砜5
‑
20份，增强体10
‑
40份，发泡剂1
‑
5份，分散剂0.2
‑
1份。并公开了其制备方法。该方法采用具有高耐热、高强度热塑性聚醚酮材料为基体，附以高强高模、高透波性的无机纤维为增强体，制备了高透波性热塑性复合材料，进一步，采用微发泡技术，在满足天线罩材料高透波、低损耗、耐高温、高刚高强、尺寸稳定等性能要求前提下，获得了更加轻质的高透波材料，实现材料比重下降超过25％，满足了产品减重要求。且该方法材料可直接进行挤出、注塑成型，产品效率高。
[0009]5、专利申请CN201310309110.1，公开了一种高透波多孔石英/石英陶瓷基复合材料，由石英纤维增强体、石英基体和孔道组成，孔道均匀存在于石英/石英陶瓷基复合材料靠近内表面的部分，在石英纤维编织或叠层形成的增强结构中预制纯铁丝在其中，通过溶胶凝胶的方法合成石英基复合材料，然后使用硝酸和硫酸的混合溶液腐蚀掉复合材料中的铁丝，得到高透波多孔石英/石英陶瓷基复合材料。该方法的优点该材料强度高，力学性能和透波性能好。
[0010]6、专利申请CN202010469987.7，公开了一种新型高透波热塑性复合材料预浸料的制作方法，包括复合材料预浸料，所述复合材料预浸料包括：增强纤维材料、聚四氟乙烯基体、增韧热塑性树脂，首先以聚四氟乙烯作为基体，将增强纤维材料通过热熔法制备成纤维/聚四氟乙烯复合材料，再将纤维/聚四氟乙烯复合材料与增韧热塑性树脂复合，制成高透波热塑性复合材料预浸料。该方法结构科学合理，使用安全方便，通过复合材料预浸料，提高了高透波性和热塑性，并且通过增韧相容剂塑性树脂进一步提高了其自身的热塑性，是一种新型的复合材料，适合推广使用。
[0011]以上现有技术中，专利申请CN1126 25352A由于石英纤维与树脂间界面相容性差，使用马来酸酐接枝聚丙烯作为相容剂，受接枝率的影响，其介电常数相对还较高。专利申请CN111073148A使用玻璃纤维增强材料，玻璃纤维相较于石英纤维强度低且介电常数高，使用范围受限。而专利申请CN201611236556.6、CN201711306291.7、CN201310309110.1和CN202010469987.7都存在基料产量低较难采购且成本较高对问题，相较于聚丙烯密度低、价格低廉且易加工，使用聚丙烯作为基料进行改性，优势更大。而对于无人驾驶汽车，为了保证处理器正常发挥功效，塑料件的抗电磁干扰能力必然要求较高，即改性材料的高透波性，取决于材料的介电常数和耗散因数关键性指标。由此可见，现有技术生产的复合材料并不太适合用于无人驾驶汽车领域中。
[0012]目前，聚丙烯作为常用的改性塑料，其密度和介电常数低、机械性能优异、有良好的耐应力、耐屈服和耐化学品性能等特点，但是，聚丙烯材料的耐热性比较差，因此，还未发现先关技术将其用于生产无人驾驶汽车用的复合材料。

技术实现思路

[0013]本专利技术为解决上述技术问题，提供了一种高透波复合材料及其制备方法和应用。
[0014]为了能够达到上述所述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0015]一种高透波复合材料，由以下重量份的原料制成：纤维增强聚丙烯树脂85～90份、发泡母本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高透波复合材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：纤维增强聚丙烯树脂85～90份、发泡母粒10～15份；所述纤维增强聚丙烯树脂由以下重量份的原料制成：聚丙烯树脂60～70份、石英纤维20～30份、增韧相容剂2～8份、抗氧剂0.2～0.6份、润滑剂0.2～0.7份；所述发泡母粒由以下重量份的原料制成：线性低密度聚乙烯60～70份、发泡剂30～40份、成核剂2～8份、增塑剂1～3份、分散剂1～3份、促进剂1～3份。2.根据权利要求1所述的一种高透波复合材料，其特征在于：所述聚丙烯树脂为高流动高抗冲的PP
‑
K7726H，熔指25～27g/10min，缺口冲击15Kj/m2。3.根据权利要求1所述的一种高透波复合材料，其特征在于：所述石英纤维的单丝直径为5～15μm；所述增韧相容剂为PP
‑
g
‑
POE
‑
MAH。4.根据权利要求1所述的一种高透波复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为主抗氧剂和辅抗氧剂复合而成的高效稳定剂，主抗氧剂为多功能受阻酚类抗氧剂1010，辅助抗氧剂为亚磷酸酯类168。5.根据权利要求1所述的一种高透波复合材料，其特征在于：所述润滑剂为硅酮母粒HMB和硬脂酸的一种或多种；所述线性低密度聚乙烯为自带润滑和抗结块的LDPE
‑
2426K。6.根据权利要求1所述的一种高透波复合材料，其特征在于：所述发泡剂为AC发泡剂；所述成核剂为TiO2；所述促进剂为无氨类催化剂AC
‑
AS；所述增塑剂为DOTP；所述分散剂为...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑红开，王天喜，蔡孝生，靳灵杰，宋世豪，吴俊，周明波，李文靖，熊晏安，毛果，
申请(专利权)人：贵州凯科特材料有限公司，
类型：发明
国别省市：