一种航天器电路板内带电的防护方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及航天器空间环境效应防护技术领域，尤其涉及一种航天器电路板内带 电的防护方法。
【背景技术】
[0002] 内带电效应是指地球空间的高能电子（能量在0.1 -IOMeV)穿过航天器屏蔽层，在 航天器内部材料（如电路板）表面或者介质材料内部（毫米级深度）沉积和泄放的现象。 当电场强度超过材料的击穿阈值时，产生的放电将严重损坏卫星部件。由于内带电效应通 常发生在航天器内部，对航天器造成的损伤比较严重。
[0003] 中地球轨道（MEO)位于地球外辐射带，高能电子通量密度约为皮安量级（pA/ cm2)，为地球同步轨道（GEO)的十倍以上，因此，MEO轨道航天器尤其要重视内带电效应的 防护问题。
[0004] 我国从近几年才开始研制MEO轨道航天器，内带电效应防护方面基本沿用了 GEO 轨道航天器采用的屏蔽和接地措施。但是由于航天器重量的限制，屏蔽层厚度不可能大幅 增加。另一方面，目前航天器使用的电路板大都采用FR4材料，电路表面都要涂一层保型涂 层（三防漆），这两种材料的电阻都较高，辐射诱导电阻率也较高，因此，接地措施对内带电 效应的防护效果也比较有限。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明提供了一种航天器电路板内带电的防护方法，能够降低电路板 的电阻率，由此减少发生放电的风险。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
[0007] -种航天器电路板内带电的防护方法，包括如下步骤：
[0008] 步骤1、将聚苯胺纳米颗粒加入到间甲酚溶剂中，混合均匀；再加入三防漆的稀释 剂作为有机相辅助溶剂，进行超声震荡5分钟至10分钟，得到溶液；最后将所述溶液加入所 述三防漆中，获得防护涂层材料；
[0009] 步骤2、依次使用无水乙醇和丙酮清洗电路板，在电路板表面均匀喷涂硅偶联剂的 乙醇溶液，静置30分钟，再用无水乙醇清洗电路板后进行真空干燥；
[0010] 步骤3、在经过步骤2表面处理的电路板上均匀喷涂步骤1制备的防护涂层材料；
[0011] 所述三防漆的稀释剂为二甲苯。
[0012] 所述聚苯胺纳米颗粒的制备方法如下：
[0013] ⑴在二甲苯中加入十二烷基苯磺酸钠，搅拌1小时，得到W/0微乳液；所述十二 烷基苯磺酸钠的浓度为12. 5g/L ;
[0014] (2)在体积百分比浓度为25%的盐酸中加入苯胺，密封搅拌1小时，得到苯胺体 积百分比浓度为7. 62%的苯胺盐酸溶液；
[0015] (3)将所述苯胺盐酸溶液加入分液漏斗中，将其逐滴加入到步骤（1)配置的W/0微 乳液中，密封搅拌均匀，得到乳液体系I ;
[0016] (4)将浓度为390g/L的过硫酸铵水溶液倒入分液漏斗中，逐滴加入到步骤（3)得 到的乳液体系1中，控制滴加速度为1滴/3s-5s，搅拌20小时，得到乳液体系2 ;
[0017] (5)将所述乳液体系2进行离心处理，对乳液体系2中的固体和液体分离，得到聚 苯胺固体；用无水乙醇溶解得到的聚苯胺固体，通过离心处理，得到无水乙醇洗后的聚苯胺 固体；再用水洗聚苯胺固体，进行离心处理，得到水洗后的聚苯胺固体；
[0018] (6)将步骤（5)获得的聚苯胺固体进行真空干燥和研磨，得到聚苯胺纳米颗粒。
[0019] 所述离心处理的转速为8000r/min，离心时间为8-10min。
[0020] 所述步骤（6)中的干燥温度为60°C，时间为10小时。
[0021] 本发明具有如下有益效果：
[0022] (1)本发明通过在现有的防护涂层（三防漆）中加入聚苯胺纳米颗粒，降低防护涂 层的电阻率，减少了发生放电的风险；同时，通过调整掺入聚苯胺纳米颗粒的比例，可调节 防护涂层电阻率的大小，使得本发明的防护方法具有更强的适应性；
[0023] (2)本发明的防护方法简单易操作，不会对航天器设计提出额外要求；
[0024] (3)本发明的防护方法中，由于在三防漆中加入聚苯胺，比现有的三防漆质量更 轻，因此本发明的防护涂层重量轻，对航天器重量的影响小；
[0025] (4)本发明的防护涂层制备方法简单易操作，同时易于实现规模化生产；
[0026] (5))本发明制备的聚苯胺粉末颗粒均匀；
[0027] (6)聚苯胺纳米颗粒制备过程中使用的溶液有机相二甲苯是三防漆稀释剂的主要 成分，因此残留物不会对制备的防护涂层性能造成影响。
【附图说明】
[0028] 图1为本发明中的W/0胶束示意图。
[0029] 图2为本发明中的聚苯胺粒度的分布曲线图。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
[0031] 1、聚苯胺纳米颗粒的制备：
[0032] (1)取二甲苯80ml于250ml的烧杯中，向其中加入Ig十二烷基苯磺酸钠（SDBS)， 密封搅拌lh，其中二甲苯为有机相溶剂，十二烷基苯磺酸钠是表面活性剂。
[0033] (2)取40ml体积百分比浓度为25%的盐酸，向其中加入3. 3ml苯胺，密封搅拌Ih ;
[0034] (3)将苯胺盐酸溶液加入分液漏斗中，将其逐滴加入到有机相中，密封，搅拌lh， 得到乳液体系1 ;其中苯胺是反应制备聚苯胺的原料，盐酸起到掺杂作用，用以提高聚苯胺 的导电性，苯胺盐酸溶液中的水与十二烷基苯磺酸钠的亲水基结合，有机溶剂与其亲油基 结合，使乳液中形成大量的微小水滴，此时苯胺以盐酸盐的形式溶解在W/0微乳液中的微 小水滴中，这个水滴中的苯胺含量决定了最终形成的聚苯胺粒子的尺寸，由于每个水滴中 所含苯胺量有限，所以形成的聚苯胺粒子可以很小，如图1所示。
[0035] (4)取7. 8g过硫酸铵（APS)，溶解到20ml蒸馏水中。将APS水溶液倒入分液漏斗 中，逐滴加入到上述乳液体系中，控制滴加速度为1滴/3s-5s，搅拌20h，得到乳液体系2。 过硫酸铵作为引发剂引发苯胺聚合为聚苯胺，此时过硫酸铵分子扩散进含有苯胺的水相， 在盐酸作用下，发生氧化聚合反应，形成聚苯胺。
[0036] (5)将上述乳液体系2加入到离心管中，在8000r/min转速下离心8min，倒掉上层 液体；然后再次以8000r/min转速进行离心9min，将液体与固体进行分离；用无水乙醇溶解 离心后得到的固体，再次在8000r/min转速下离心10min，