本发明涉及复合材料领域和等离子体放电防护领域，涉及一种能够同时满足高微波透射率和防紫外线功能的涂层，特别涉及一种基于聚乳酸平板的防紫外线透波涂层及其制备方法。
背景技术：
等离子体技术的发展，对高科技工业发展及许多传统工业的改造都有直接的影响，其在吸波性能，材料表面改性以及流动控制等很多领域被广泛应用。目前，研究人员对由等离子体产生的覆盖在物体表面的复杂流场开展了大量理论、仿真及实验研究。而对于放电模式的等离子体，尤其是介质阻挡放电模式和辉光放电模式，产生的紫外线会对研究人员健康造成危害。因此在进行等离子体实验研究时需要采取一定的防护措施屏蔽紫外线的影响。
为了防止紫外线辐射带来的危害，很多紫外线吸收剂被用以制备防紫外线材料，用于涂覆在外表面对物体进行防护。但是很多紫外线吸收剂不仅能够屏蔽紫外线，而且会影响微波的传输性能，这对等离子体吸波性能的研究是个灾难。
基于上述问题，需要制备出一种既能够防紫外线辐射，又具有优良透波率的新的复合材料。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于聚乳酸平板的防紫外线透波涂层及其制备方法，可同时实现防紫外线和高透波率，可以应用于等离子体放电防护领域。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种基于聚乳酸平板的防紫外线透波涂层，其特征在于：所述涂层由聚乳酸平板、氧化锌粉末、硅橡胶、环氧树脂、硬化剂和稀释剂制备而成。
优选地，所述氧化锌粉末为纳米氧化锌粉末。
优选地，所述稀释剂为丙酮或聚二甲基硅氧烷。
本发明还公开了一种制备上述基于聚乳酸平板的防紫外线透波涂层的方法，具体步骤如下：
(1)将所述纳米氧化锌粉末和所述硅橡胶按体积比1：2混合搅拌，均匀分散以制备混合物；
(2)将所述环氧树脂、所述硬化剂和所述稀释剂按质量比10:1:10分配制备混合溶液，将上步所述混合物溶于混合溶液，混合溶液与混合物质量比为90:10，高速搅拌得到混合体系；
(3)采用喷枪将所述混合体系喷涂到聚乳酸平板上，涂层厚度0.1～0.2mm，即得防紫外线透波涂层。
优选地，将步骤(3)制得的所述涂层喷涂到聚乳酸平板上，自然固化8h以上即可。
优选地，所述氧化锌粉末为纳米氧化锌粉末。
优选地，所述稀释剂为丙酮或聚二甲基硅氧烷。
优选地，所述涂层可应用在等离子体放电防护领域。
本发明具有以下特点和优异效果：
(1)紫外线防护效果好：本发明采用纳米氧化锌粉末作为紫外线吸收剂，氧化锌是一种物理吸收剂，屏蔽紫外线的原理为吸收和散射，而散射紫外线的功能与材料粒径大小相关，纳米级粒子能将紫外线向各个方向散射，减小照射方向的紫外线强度，因此纳米级氧化锌防护紫外线效果与通常尺寸相比有明显的优势；
(2)透波效果优良：透波材料通常是通过调节材料的介电常数和耗散因数得到能够满足使用要求的复合材料。目前，国内先进透波材料的透波率在90％～99％之间。本发明采用聚乳酸材料，并与涂层共同组成一种双层结构的复合材料，通过优化双层结构的介电常数，减少因氧化锌的介电损耗而造成微波照射涂层带来的衰减，获得更高的透波性能；
(3)复合材料强度高：由于使用聚乳酸平板作为基底，可以调节聚乳酸的厚度，使复合材料保持较高的强度；
(4)本发明的制备工艺简单，操作方便，在自然条件下即能得到很好的制备效果。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1是本发明实施例的透射率曲线图。
具体实施方式
一种基于聚乳酸平板的防紫外线透波涂层，所述涂层由聚乳酸平板、氧化锌粉末、硅橡胶、环氧树脂、硬化剂和稀释剂制备而成。
本发明通过使用聚乳酸平板作为基底，可以调节聚乳酸的厚度，使复合材料保持较高的强度，采用的聚乳酸材料与涂层共同组成一种双层结构的复合材料。
本发明采用纳米氧化锌粉末作为紫外线吸收剂，氧化锌是一种物理吸收剂，屏蔽紫外线的原理为吸收和散射，而散射紫外线的功能与材料粒径大小相关，纳米级粒子能将紫外线向各个方向散射，减小照射方向的紫外线强度，因此纳米级氧化锌防护紫外线效果与通常尺寸相比有明显的优势。
本发明以硅橡胶作为涂层的基体，通过调节氧化锌粉末和硅橡胶的体积比，优化双层结构的介电常数，减少因氧化锌的介电损耗而造成微波照射涂层带来的衰减，获得更高的透波性能。
本发明采用丙酮或聚二甲基硅氧烷作为稀释剂，丙酮或聚二甲基硅氧烷具有易溶于硅橡胶等有机溶剂的优点。
本发明还公开了制备上述所述的基于聚乳酸平板的防紫外线透波涂层的方法，具体步骤如下：
(1)将所述纳米氧化锌粉末和所述硅橡胶按体积比1：2混合搅拌，均匀分散以制备混合物；
(2)将所述环氧树脂、所述硬化剂和所述稀释剂按质量比10:1:10分配制备混合溶液，将上步所述混合物溶于混合溶液，混合溶液与混合物质量比为90:10，高速搅拌得到混合体系；
(3)采用喷枪将所述混合体系喷涂到聚乳酸平板上，涂层厚度0.1～0.2mm，自然固化8h以上，即得防紫外线透波涂层。
本发明的制备工艺简单，操作方便，在自然条件下即能得到很好的制备效果。
以下例举几个实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。下面的实施例只是用于详细说明本发明，并不以任何方式限制发明的保护范围。
(1)实施例1
第一步：将纳米氧化锌粉末和硅橡胶按体积比1：2混合搅拌，均匀分散以制备混合物；
第二步：将权利要求1所述的环氧树脂、硬化剂和稀释剂按质量比10:1:10分配制备混合溶液，将上步所述混合物溶于混合溶液，混合溶液与混合物质量比为90:10，高速搅拌得到混合体系；
第三步：采用喷枪将混合体系喷涂到聚乳酸平板上，自然固化8h以上，即得防紫外线透波涂层，涂层厚度为0.1mm，聚乳酸平板的厚度为1mm。
(2)实施例2
第一步：将纳米氧化锌粉末和硅橡胶按体积比1：2混合搅拌，均匀分散以制备混合物；
第二步：将权利要求1所述的环氧树脂、硬化剂和稀释剂按质量比10:1:10分配制备混合溶液，将上步所述混合物溶于混合溶液，混合溶液与混合物质量比为90:10，高速搅拌得到混合体系；
第三步：采用喷枪将混合体系喷涂到聚乳酸平板上，自然固化8h以上，即得防紫外线透波涂层，涂层厚度为0.15mm，聚乳酸平板的厚度为1mm。
(3)实施例3
第一步：将纳米氧化锌粉末和硅橡胶按体积比1：2混合搅拌，均匀分散以制备混合物；
第二步：将权利要求1所述的环氧树脂、硬化剂和稀释剂按质量比10:1:10分配制备混合溶液，将上步所述混合物溶于混合溶液，混合溶液与混合物质量比为90:10，高速搅拌得到混合体系；
第三步：采用喷枪将混合体系喷涂到聚乳酸平板上，自然固化8h以上，即得防紫外线透波涂层，涂层厚度为0.2mm，聚乳酸平板的厚度为1mm。
进一步的，对实施例1～3的紫外线防护效果及透射率进行实验分析，对本发明效果进行说明：
如图1所示，实施例1～3的透射率最低值均超过90％以上，具有很好透波效果：实施例1中，纳米氧化锌混合物所占质量比为10％，涂层厚度0.1mm，聚乳酸平板厚度1mm，透射率在2～18ghz频率范围内超过95％；实施例2中，纳米氧化锌混合物所占质量比为10％，涂层厚度0.15mm，聚乳酸平板厚度1mm，透射率在2～18ghz频率范围内超过94％；实施例3中，纳米氧化锌混合物所占质量比为10％，涂层厚度0.2mm，聚乳酸平板厚度1mm，透射率在2～18ghz频率范围内超过92％。与此同时，通过实验测量计算，得到实施例1～3的紫外线防护系数，均能保持在45≤upf≤50之间，即紫外线防护效果良好。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。