一种透波聚碳酸酯材料及其制备方法、多天线雷达罩与流程

本发明涉及电磁波领域，具体地，涉及一种透波聚碳酸酯材料及其制备方法、多天线雷达罩。
背景技术：
随着现代高科技的发展，雷达大量应用于飞机、导弹、航海等领域，雷达罩的运用也日趋广泛。雷达罩是电磁波的窗口，其作用是保护天线，防止环境对雷达天线工作状态的影响和干扰，从而减少驱动天线运转的功率，提高其工作可靠性，保证雷达天线全天候工作。雷达罩的存在，延长了天线的使用寿命，简化了天线的结构，减轻了结构的重量。雷达罩作为雷达系统的重要组成部分，其性能好坏直接影响到雷达系统的功能；可以说，雷达罩与天线同等重要。要求雷达罩对天线的电磁辐射特性的影响最小，并且满足战术技术指标的要求。虽然现有的雷达罩能够满足一般要求，但是其难以同时满足优异的电学性能和力学性能。技术实现要素：本发明的目的是提供一种透波聚碳酸酯材料及其制备方法、多天线雷达罩，该透波聚碳酸酯材料具有优异的力学性能、电学性能进而使得适用于制备多天线雷达罩，同时该制备方法具有工序简单和原料易得的优点。为了实现上述目的，本发明提供了一种透波聚碳酸酯材料的制备方法，包括：1）将硅酸酯、c1-c3的醇、硅烷偶联剂、无机酸初次混合，接着加入铝盐、镁盐、钴盐进行二次混合，然后加入磷酸盐、水进行三次混合，最后陈化、干燥、煅烧以制得二氧化硅复合物；2）将玻璃纤维、十二烷基苯磺酸钠、二氧化硅复合物、水超声震荡，然后干燥以制得改性玻璃纤维；3）将聚碳酸酯、硅橡胶、聚乙烯、改性玻璃纤维、硬脂酸钙、氧化锌、邻苯二甲酸二辛脂、甘油、乙二醇进行混炼以得到透波聚碳酸酯材料。本发明还提供了一种透波聚碳酸酯材料，该透波聚碳酸酯材料通过上述的制备方法制备而得。本发明进一步提供了一种多天线雷达罩，该多天线雷达罩由上述的透波聚碳酸酯材料制备而成。在上述技术方案中，本发明首先通过溶胶-凝胶法制得二氧化硅/磷酸盐复合物，然后将玻璃纤维、二氧化硅/磷酸盐复合物进行复合得到改性玻璃纤维，最后将改性玻璃纤维作为填料改善聚碳酸酯的力学和电学性能进而使得适用于制备多天线雷达罩。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是检测例1中多天线雷达罩a3和市售品的雷达的威力检测图。具体实施方式以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。本发明提供了一种透波聚碳酸酯材料的制备方法，包括：1）将硅酸酯、c1-c3的醇、硅烷偶联剂、无机酸初次混合，接着加入铝盐、镁盐、钴盐进行二次混合，然后加入磷酸盐、水进行三次混合，最后陈化、干燥、煅烧以制得二氧化硅复合物；2）将玻璃纤维、十二烷基苯磺酸钠、二氧化硅复合物、水超声震荡，然后干燥以制得改性玻璃纤维；3）将聚碳酸酯、硅橡胶、聚乙烯、改性玻璃纤维、硬脂酸钙、氧化锌、邻苯二甲酸二辛脂、甘油、乙二醇进行混炼以得到透波聚碳酸酯材料。在本发明的步骤1）中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高透波聚碳酸酯材料的力学性能和电学性能，优选地，在步骤1）中，硅酸酯、醇、硅烷偶联剂、铝盐、镁盐、钴盐、磷酸盐、水的用量比为50：70-100：2-5：3-6：7-9：1-3：15-25：30-50。在本发明的步骤1）中，体系的平ph可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高透波聚碳酸酯材料的力学性能和电学性能，优选地，在步骤1）中，在初次混合，体系的ph为4.5-6；无机酸选自盐酸和/或硫酸。在本发明的步骤1）中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高透波聚碳酸酯材料的力学性能和电学性能，优选地，在步骤1）中，初次混合、二次混合、三次混合的混合时间各自独立地为15-25min。在本发明的步骤1）中，陈化、干燥、煅烧的条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高透波聚碳酸酯材料的力学性能和电学性能，优选地，在步骤1）中，陈化满足以下条件：陈化温度为20-35℃，陈化时间为为60-72h；干燥满足以下条件：干燥温度为100-120℃，干燥时间为2-3h；煅烧满足以下条件：煅烧温度为320-340℃，煅烧时间为4-8h。在本发明的步骤1）中，铝盐、镁盐、钴盐、磷酸盐的种类可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高透波聚碳酸酯材料的力学性能和电学性能，优选地，铝盐选自氯化铝、硝酸铝中的至少一者；镁盐选自硝酸镁、氯化镁和硫酸镁中的至少一者；所述钴盐选自硝酸钴、二氯化钴中的至少一者、磷酸盐选自磷酸钾、磷酸钠中的至少一者。在本发明的步骤2）中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高透波聚碳酸酯材料的力学性能和电学性能，优选地，在步骤2）中，玻璃纤维、十二烷基苯磺酸钠、二氧化硅复合物、水的用量比为10：0.5-1：6-8：15-20。在本发明的步骤2）中，超声震荡、干燥的条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高透波聚碳酸酯材料的力学性能和电学性能，优选地，在步骤2）中，超声震荡以下条件：震荡温度为20-35℃，震荡时间为为1-2h；干燥满足以下条件：干燥温度为100-120℃，干燥时间为2-3h。在本发明的步骤3）中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高透波聚碳酸酯材料的力学性能和电学性能，优选地，在步骤3）中，聚碳酸酯、硅橡胶、聚乙烯、改性玻璃纤维、硬脂酸钙、氧化锌、邻苯二甲酸二辛脂、甘油、乙二醇的用量比为50：20-35：15-25：17-26：4-6：8-12：30-36：8-15：30-40。本发明还提供了一种透波聚碳酸酯材料，该透波聚碳酸酯材料通过上述的制备方法制备而得。本发明进一步提供了一种多天线雷达罩，该多天线雷达罩由上述的透波聚碳酸酯材料制备而成。以下将通过实施例对本发明进行详细描述。实施例11）将正硅酸酯、乙醇、硅烷偶联剂、无机酸（盐酸）初次混合20min（体系的ph为5），接着加入铝盐、镁盐、钴盐进行二次混合20min，然后加入磷酸盐、水进行三次混合20min，最后陈化（陈化温度为25℃，陈化时间为为65h）、干燥（干燥温度为110℃，干燥时间为2.5h）、煅烧（煅烧温度为330℃，煅烧时间为6h）以制得二氧化硅复合物，其中，硅酸酯、醇、硅烷偶联剂、铝盐（氯化铝）、镁盐（硝酸镁）、钴盐（硝酸钴钴）、磷酸盐（磷酸钾）、水的用量比为50：90：3：4：8：2：20：40；2）将玻璃纤维、十二烷基苯磺酸钠、二氧化硅复合物、水按照为10：0.8：7：18的重量比超声震荡（震荡温度为25℃，震荡时间为为1.5h），然后干燥（干燥温度为110℃，干燥时间为2.5h）以制得改性玻璃纤维；3）将聚碳酸酯、硅橡胶、聚乙烯、改性玻璃纤维、硬脂酸钙、氧化锌、邻苯二甲酸二辛脂、甘油、乙二醇按照50：25：20：20：5：10：33：10：35的重量比进行混炼、挤出成型以得到多天线雷达罩a1。实施例21）将正硅酸酯、乙醇、硅烷偶联剂、无机酸（硫酸）初次混合15min（体系的ph为4.5），接着加入铝盐、镁盐、钴盐进行二次混合15min，然后加入磷酸盐、水进行三次混合15min，最后陈化（陈化温度为20℃，陈化时间为为72h）、干燥（干燥温度为100℃，干燥时间为3h）、煅烧（煅烧温度为320℃，煅烧时间为8h）以制得二氧化硅复合物，其中，硅酸酯、醇、硅烷偶联剂、铝盐（硝酸铝）、镁盐（硫酸镁）、钴盐（二氯化钴）、磷酸盐（磷酸钠）、水的用量比为50：70-100：2-5：3-6：7-9：1-3：15-25：30-50；2）将玻璃纤维、十二烷基苯磺酸钠、二氧化硅复合物、水按照为10：0.5：6：15的重量比超声震荡（震荡温度为20℃，震荡时间为为2h），然后干燥（干燥温度为100℃，干燥时间为3h）以制得改性玻璃纤维；3）将聚碳酸酯、硅橡胶、聚乙烯、改性玻璃纤维、硬脂酸钙、氧化锌、邻苯二甲酸二辛脂、甘油、乙二醇按照50：20：15：17：4：8：30：8：30的重量比进行混炼、挤出成型以得到多天线雷达罩a2。实施例31）将正硅酸酯、乙醇、硅烷偶联剂、无机酸（硫酸）初次混合25min（体系的ph为6），接着加入铝盐、镁盐、钴盐进行二次混合25min，然后加入磷酸盐、水进行三次混合25min，最后陈化（陈化温度为35℃，陈化时间为为60h）、干燥（干燥温度为120℃，干燥时间为2h）、煅烧（煅烧温度为340℃，煅烧时间为4h）以制得二氧化硅复合物，其中，硅酸酯、醇、硅烷偶联剂、铝盐（硝酸铝）、镁盐（氯化镁）、钴盐（二氯化钴）、磷酸盐（磷酸钠）、水的用量比为50：100：5：6：9：3：25：50；2）将玻璃纤维、十二烷基苯磺酸钠、二氧化硅复合物、水按照为10：1：8：20的重量比超声震荡（震荡温度为35℃，震荡时间为为1h），然后干燥（干燥温度为120℃，干燥时间为2h）以制得改性玻璃纤维；3）将聚碳酸酯、硅橡胶、聚乙烯、改性玻璃纤维、硬脂酸钙、氧化锌、邻苯二甲酸二辛脂、甘油、乙二醇按照50：35：25：26：6：12：36：15：40的重量比进行混炼、挤出成型以得到多天线雷达罩a3。对比例1按照实施例1的方法制得多天线雷达罩b1，不同的是，步骤2）中未使用二氧化硅复合物。对比例2按照实施例1的方法制得多天线雷达罩b2，不同的是，步骤2）中未使用玻璃纤维。检测例11）按照q/sqrss1-33-2017记载的方法检测上述多天线雷达罩的力学性能；具体结果见表1。2）检测上述多天线雷达罩的相对介电常数ε和损耗角正切tgδ；具体结果见表2。3）将77ghz雷达放在多天线雷达罩a1和市售的雷达罩中，在相同环境测试场地中测试雷达的威力，结果如下图1所示；a2-a3的检测结果和a1基本一致，b1-b2的检测结果和市售品基本一致。表1支梁缺口冲击强度（kj/m2）热变形温度/℃阻燃测试（mm/min）a16.71980a26.51970a36.81950b16.21920b26.01910表2相对介电常数ε损耗角正切tgδa12.110.0110a22.220.0115a32.340.0121b12.460.0134b22.550.0130通过上述检测可知，本发明提供的产品具有优异的力学性能和电学性能。以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。当前第1页12