一种快速确定功能涂层厚度参数的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于功能涂层材料技术领域，特别涉及对涂层配方与厚度参数进行快速确 定的方法。
【背景技术】
[0002] 随着科学技术的发展，一些具有特殊电磁参数的功能涂料得到了越来越多的应 用，如屏蔽涂料、微波低散射涂料等，它们在改变电磁波特性方面发挥了巨大的作用。对于 此类涂层，其性能与厚度的关系非常密切，而且为了达到一定的效果，常常需要多层不同配 方与厚度参数的组合。功能涂层的试验方法一般包括配方设计、涂料制备、试验样板喷涂与 固化、性能测试等环节，为了达到所需目标，功能涂层往往需要多层的组合与匹配。
[0003] 功能涂层的反射率与涂层的配方与结构参数有着极为密切的关系，配方成分、层 数与厚度的变化会对其性能产生很大影响。对于涂层的设计，一般采取双层或多层结构，对 于双层结构，底层为吸收层，材料的损耗较高，面层为匹配层，使入射电磁波在空气/低散 射涂层界面减少反射，进入吸收层吸收。多层设计则是在面层与底层之间加入一个或多个 中间层，其电磁参数介于底层与面层之间，且呈渐变方式排列。对于低散射涂层，通常确定 其厚度的试验方法是按设计的配方要求制备涂料，喷涂于一定尺寸的金属平板上。为了达 到一定的低散射性能，低散射涂层一般较厚，需要进行多次喷涂。固化后测试涂层厚度，然 后按相应的工艺制备中间层、匹配层等其他功能涂层。这样就需要多个配料-制取涂料-喷 涂-固化过程，测试时采用相应的测试方法评估反射率。如果未能达到设计要求，则重复进 行配方设计、涂料制作、各涂层的喷涂与固化等步骤。为了达到设定的要求，需要反复进行 配方和厚度的调整及组合试验，由于涂层制作周期较长，不同配方、层数、厚度的组合又比 较多，为了得到特定要求的涂层厚度参数，需要进行大量、反复的试验和较长的周期才能完 成。
【发明内容】
[0004] 本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种快速确定功能涂层厚度参数 的方法。
[0005] 为了实现上述的目的，本发明的技术方案是：一种快速确定功能涂层厚度参数的 方法，包括以下步骤：
[0006] 步骤1 :准备一块表面光滑的聚四氟乙烯平板，以及金属板多块；
[0007] 步骤2 :明确功能涂层需要达到的目标设计参数；
[0008] 步骤3 :采用吸波涂料来制备吸波层，把吸波涂料均匀喷涂于聚四氟乙烯平板上， 控制吸波层厚度为〇. 〇8mm~0. 2_，之后进行固化；
[0009] 步骤4:把固化后的吸波层从聚四氟乙烯平板上揭下，裁剪成多块与金属板大小、 形状相同的块状；
[0010] 步骤5 :以环氧树脂为基体，以碳酸钙、玻璃纤维、二氧化硅或空心玻璃微珠作为 填料在聚四氟乙烯平板上制备匹配层；控制匹配层的厚度为0. 08mm~0. 2mm，之后进行固 化；
[0011] 步骤6 :把固化后的匹配层从聚四氟乙烯平板上揭下，裁剪成多块与金属板大小、 形状相同的块状；
[0012] 步骤7 :对吸波层、匹配层进行组合，以粘结的方式贴敷在各金属板上，制作出多 个不同参数组合的功能材料涂层样板；
[0013] 步骤8 :对涂层样板进行性能检测，选出符合要求或接近符合要求的样板，记录吸 波层和匹配层的厚度；
[0014] 步骤9 :根据结果确定吸波层和匹配层的厚度参数。
[0015] 优选的是，所述聚四氟乙烯平板的面积不小于0. 05m2,所述金属板为正方形，边长 30mm~200mm〇
[0016] 优选的是，所述功能涂层需要达到的目标设计参数的频率范围为2GHz~110GHz。
[0017] 优选的是，所述吸波涂料为羰基铁粉、不锈钢纤维、石墨微粉或铁氧体。
[0018] 优选的是，所述步骤3中，还包括对吸波涂料进行调节粘度的步骤。
[0019] 优选的是，所述步骤3中，利用二甲苯来调节吸波涂料的粘度。
[0020] 优选的是，所述步骤4、步骤6中将吸波层、匹配层裁剪成3-12块。
[0021] 本发明涉及的快速确定功能涂层厚度参数的方法，改变了在金属基板上层层喷涂 的试验方法，可以一次性制作出比较大量的不同特性的试验样品，在较短的时间，组合出多 种配方与厚度的试验样板。采用本发明涉及的微波功能涂层参数试验方法，可以缩短试验 周期，提高工作效率。尤其适用功能材料的频率范围为2GHz~110GHz。
【附图说明】
[0022] 图1示出了本发明实施例1中的测试图。
【具体实施方式】
[0023] 为了使本发明解决的技术问题、采用的技术方案、取得的技术效果易于理解，下面 结合具体的附图，对本发明的【具体实施方式】做进一步说明。
[0024] 本发明提供了一种快速确定功能涂层厚度参数的方法，包括以下步骤：
[0025] 步骤1 :首先准备一块表面光滑的聚四氟乙烯平板，以及金属板多块；聚四氟乙烯 平板的面积优选不小于0. 05m2的，其表面光滑平整，无凸起或凹陷；金属板优选呈正方形， 其边长在30mm~200mm之间，平行度公差不大于0? 1mm。
[0026] 步骤2 :明确功能涂层需要达到的目标设计参数；例如设计目标为在IOGHz~ 18GHz范围内需要有不低于IOdB的吸收峰。
[0027] 步骤3 :采用吸波涂料来制备吸波层，优选采用在IOGHz~18GHz范围内具有较高 电磁损耗的吸波涂料；例如采用羰基铁粉、不锈钢纤维、石墨微粉或铁氧体等等，这些材料 都属于现有的技术。为了调整粘度，可用二甲苯作为稀释剂。
[0028] 按照吸波层的工艺要求，对吸波涂料进行预处理，包括干燥、表面处理、偶联处理 等，然后进行配料，搅拌均匀后进行研磨，加入固化剂，并用稀释剂调整粘度。吸波层的工艺 方法属于现有的技术，在此不再具体说明。
[0029] 把吸波涂料均匀喷涂于聚四氟乙烯平板上，控制吸波层厚度为0? 08mm~0? 2mm， 之后进行固化；
[0030] 步骤4:把固化后的吸波层从聚四氟乙烯平板上揭下，裁剪成多块与金属板大小、 形状相同的块状；优选可以将吸波层裁剪成3-12块。
[0031] 步骤5 :以环氧树脂为基体，以碳酸钙、玻璃纤维、二氧化硅或空心玻璃微珠作为 填料在聚四氟乙烯平板上制备匹配层；控制匹配层的厚度为0. 08mm~0. 2mm，之后进行固 化；其中匹配层具体的工艺方法也属于现有的技术。
[0032] 步骤6 :把固化后的匹配层从聚四氟乙烯平板上揭下，裁剪成多块与金属板大小、 形状相同的块状；优选可以将匹配层裁剪成3-12块。
[0033] 步骤7 :对吸波层、匹配层进行组合，以粘结的方式贴敷在各金属板上，胶黏剂可 选用环氧胶黏剂、丙烯酸胶黏剂、氰基丙烯酸胶黏剂等。制作出多个不同参数组合的功能材 料涂层样板；
[0034] 步骤8 :对涂层样板进行性能检测，选出符合要求或接近符合要求的样板，记录吸 波层和匹配层的厚度；
[0035] 步骤9 :根据结果确定吸波层和匹配层的厚度参数。
[0036] 本发明涉及的快速确定功能涂层厚度参数的方法，改变了在金属基板上层层喷涂 的试验方法，可以一次性制作出比较大量的不同特性的试验样品，在较短的时间，组合出多 种配方与厚度的试验样板。采用本发明涉及的微波功能涂层参数试验方法，可以缩短试验 周期，提高工作效率。尤其适用功能材料的频率范围为2GHz~110GHz。
[0037] 实施例1
[0038] 为了得到在90GHz~95GHz范围内反射率低于-IOdB的涂层，对吸波层和匹配层 进行试验，涂层按双层设计，根据试验确定配方是否可用。需要考察不同厚度组合情况下 试验样板表现出来的吸波性能。以不锈钢纤维制作吸波层，以二氧化硅作为吸波填料制作 匹配层，按这两种配方分别制作涂料，把涂料均匀喷涂于聚四氟乙烯平板上，制成厚度约为 0.Imm的涂料膜，置于烘箱中进行固化。固化完成后把涂料薄膜从聚四氟乙烯平板上揭下， 裁切成与反射率测试用金属基板相同的形状，为45mmX45mm的正方形，把涂层薄膜粘结在 金属基板上，制得48块样板。涂层的组合情况见表1。
[0039]
【主权项】
1. 一种快速确定功能涂层厚度参数的方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1:准备一块表面光滑的聚四氟乙烯平板，以及金属板多块； 步骤2 :明确功能涂层需要达到的目标设计参数； 步骤3 :采用吸波涂料来制备吸波层，把吸波涂料均匀喷涂于聚四氟乙烯平板上，控制 吸波层厚度为0. 08mm~0. 2mm，之后进行固化； 步骤4:把固化后的吸波层从聚四氟乙烯平板上揭下，裁剪成多块与金属板大小、形状 相同的块状； 步骤5 :以环氧树脂为基体，以碳酸钙、玻璃纤维、二氧化硅或空心玻璃微珠作为填料 在聚四氟乙稀平板上制备匹配层；控制匹配层的厚度为〇. 〇8mm~0. 2mm，之后进行固化； 步骤6 :把固化后的匹配层从聚四氟乙烯平板上揭下，裁剪成多块与金属板大小、形状 相同的块状； 步骤7 :对吸波层、匹配层进行组合，以粘结的方式贴敷在各金属板上，制作出多个不 同参数组合的功能材料涂层样板； 步骤8 :对涂层样板进行性能检测，选出符合要求或接近符合要求的样板，记录吸波层 和匹配层的厚度； 步骤9 :根据结果确定吸波层和匹配层的厚度参数。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述聚四氟乙烯平板的面积不小于 0. 05m2,所述金属板为正方形，边长30mm~200mm。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述功能涂层需要达到的目标设计参数 的频率范围为2GHz~110GHz。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述吸波涂料为羰基铁粉、不锈钢纤维、 石墨微粉或铁氧体。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3中，还包括对吸波涂料进行调 节粘度的步骤。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤3中，利用二甲苯来调节吸波涂 料的粘度。
7. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤4、步骤6中将吸波层、匹配层裁 剪成3-12块。
【专利摘要】本发明公开了一种快速确定功能涂层厚度参数的方法，采用吸波涂料来制备吸波层，把吸波涂料均匀喷涂于聚四氟乙烯平板上，控制吸波层厚度为0.08mm～0.2mm，之后进行固化；把固化后的吸波层从聚四氟乙烯平板上揭下，裁剪成多块与金属板大小、形状相同的块状；以环氧树脂为基体，以碳酸钙、玻璃纤维、二氧化硅或空心玻璃微珠作为填料在聚四氟乙烯平板上制备匹配层；控制匹配层的厚度为0.08mm～0.2mm，之后进行固化；把固化后的匹配层从聚四氟乙烯平板上揭下，裁剪成多块与金属板大小、形状相同的块状；对吸波层、匹配层进行组合，以粘结的方式贴敷在各金属板上，制作出多个不同参数组合的功能材料涂层样板。
【IPC分类】G01B21-08
【公开号】CN104655073
【申请号】CN201510017354
【发明人】江湘津
【申请人】深圳市湘津石仪器有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年1月12日