5G毫米波天线罩用复合材料及其制备方法与流程

本发明涉及5g通信技术领域，具体涉及天线罩。

背景技术：

在5g毫米波通信基站中，因毫米波波长较短，天线罩的材料类型对天线信号影响较大。因此，毫米波天线罩材质结构多为夹芯结构复合材料，如泡沫夹芯结构或蜂窝夹芯结构复合材料。

传统的泡沫夹芯结构复合材料天线罩的蒙皮层一般为纤维增强的热固性树脂材料，芯层一般为热固性硬质泡沫，如pmi泡沫。蒙皮层采用热固性树脂材料存在成型工艺复杂、生产效率低、制造成本高等问题。芯层采用热固性泡沫材料比较适用于结构简单的平板状天线罩，对于形状复杂的天线罩，芯层只能采用热固性泡沫一块块拼接成一体或利用一整块泡沫机加工成所需形状；拼接的方式存在加工复杂、同时易出现拼接缝过大且不均匀等问题，影响天线罩的透波性能；而机加工的方式对原材料浪费较大。

热塑性树脂材料具有易加工成型、生产效率高、生产成本低等特性，采用热塑性材料制作夹芯结构复合材料天线罩，可大幅度提高产品的生产效率，降低产品生产成本，满足民用5g毫米波天线罩大批量、低成本化生产的需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种5g毫米波天线罩用复合材料，以解决上述技术问题。

本发明的目的在于提供一种5g毫米波天线罩用复合材料的制备方法，以制备上述5g毫米波天线罩用复合材料。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

5g毫米波天线罩用复合材料，包括蒙皮层和芯层，其特征在于，所述蒙皮层的材料为热塑性树脂材料或纤维增强的热塑性复合材料；所述芯层为热塑性泡沫材料。

本方案采用改性的热塑性材料作为蒙皮层，通过改性可以实现蒙皮材料具有阻燃、耐候等特性，同时可以通过配色实现天线罩各种外观颜色的需求；解决了传统热固性蒙皮材料阻燃低、耐候差、无法配色，需通过喷漆来实现耐候、美化外观等问题；同时芯层热塑性泡沫材料也具有优异的阻燃性能，解决了传统热固性泡沫材料阻燃差的问题。

优选，所述热塑性树脂材料为改性聚碳酸酯树脂、改性聚苯醚树脂、改性聚苯硫醚树脂、改性聚醚酰亚胺树脂中的一种或一种以上。

优选，纤维增强的热塑性复合材料优选纤维增强聚碳酸酯树脂复合材料、纤维增强聚苯醚树脂复合材料、纤维增强聚苯硫醚树脂复合材料、纤维增强聚醚酰亚胺树脂复合材料中的一种或一种以上；

优选，所述热塑性泡沫材料为聚碳酸酯泡沫材料、聚苯醚泡沫材料、聚醚酰亚胺泡沫材料中的一种或一种以上。

进一步优选，泡沫材料优选闭孔微发泡材料，密度优选20kg/m³～120kg/m³，介电常数优选1.05～1.3，损耗角正切值优选0.0006～0.02；

优选，5g毫米波天线罩用复合材料为夹芯结构，所述夹芯结构优选a夹芯结构或c夹芯结构，其中a夹芯结构由上到下依次为蒙皮层、芯层、蒙皮层组成，c夹芯结构由上到下依次为蒙皮层、芯层、蒙皮层、芯层、蒙皮层组成。

优选，所述蒙皮层厚度为0.08mm～3mm，芯层厚度为1mm～6mm。

所述蒙皮层和芯层之间可以根据需要再增加一层胶膜。

一种5g毫米波天线罩用复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1).将改性热塑性树脂加入到片材挤出机中，加热、熔融、挤出，得到热塑性树脂片材，作为蒙皮层；

或将改性热塑性树脂、短纤维或长纤维或连续纤维加入到片材挤出机中，加热、熔融、挤出，得到纤维增强的热塑性复合材料片材，作为蒙皮层；

或将改性热塑性树脂加入到流延机中，加热、熔融、流延，得到热塑性树脂片材，作为蒙皮层；

或将改性热塑性树脂加入到流延机中，加热、熔融、流延成膜，并将连续纤维或连续纤维编织布或纤维毡引入到流延机模头，与模头挤出的熔融树脂浸润，辊压，冷却得到纤维增强的热塑性树脂复合材料片材，作为上下蒙皮层；

步骤(2).在热压机模具中，根据a夹芯结构依次铺入蒙皮层片材、芯层泡沫、蒙皮层片材；

或在热压机模具中，根据c夹芯结构依次铺入蒙皮层片材、芯层泡沫、蒙皮层片材、芯层泡沫、蒙皮层片材；

步骤(3).对蒙皮层与泡沫贴合的面采用红外线加热，使蒙皮层贴合面表面部分熔融后，热压机闭模，压合，使蒙皮层与芯层泡沫贴合为一体，脱模，得到5g毫米波天线罩用a夹芯结构复合材料或c夹芯结构复合材料。

一种5g毫米波天线罩用复合材料的制备方法，还可以通过以下技术方案实现：

采用上述方法步骤(1)制作的蒙皮片材，在热压机模具中，根据a夹芯结构依次铺入蒙皮层片材、胶膜、半发泡颗粒、胶膜、蒙皮层片材；或在热压机模具中，根据c夹芯结构依次铺入蒙皮层片材、胶膜、半发泡颗粒、胶膜、蒙皮层片材、胶膜、半发泡颗粒、胶膜、蒙皮层片材；然后闭合热压机、加热、加压，使半发泡颗粒继续发泡填满整个芯层，并通过胶膜使蒙皮层和芯层粘结为一体；冷却、脱模，得到5g毫米波天线罩用a夹芯结构复合材料或c夹芯结构复合材料。

一种5g毫米波天线罩用复合材料的制备方法，还可以通过以下技术方案实现：

将热塑性泡沫材料放入注塑模具中，将改性热塑性树脂或纤维增强的热塑性树脂材料通过注塑机熔融后，注入模具中，在泡沫材料外表面全部包覆上一层蒙皮材料，脱模，得到5g毫米波天线罩用a夹芯结构复合材料或c夹芯结构复合材料。

所述纤维增强的热塑性复合材料中，纤维含量质量百分比为5wt％～70wt％；

所述半发泡颗粒为半发泡聚苯醚颗粒、半发泡聚碳酸酯颗粒中的一种或一种以上；颗粒形态优选球形或椭圆形，颗粒直径优选2mm～5mm。

本方案的天线罩用复合材料体系均为热塑材料，采用热塑性材料加热可熔融的特性，实现蒙皮层和芯层材料有效贴合，可大幅度提高产品的生产效率，降低产品的制造成本，满足民用大批量化产品生产的需求。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本方案采用全热塑性材料体系，对蒙皮层和芯层结构合理优化，替代了传统的含热固性材料体系，不仅材料透波性能优异，而且还可以大大的简化天线罩产品的生产加工工序，提高生产效率，并且适用于大批量自动化生产，从而大幅降低产品的制备成本，符合未来民用5g天线罩低成本大批量化的生产需求；并且材料体系可回收再利用，对环境友好。

附图说明

图1是5g毫米波天线罩用复合材料的一种结构的层结构示意图；

图2是5g毫米波天线罩用复合材料的另一种结构的层结构示意图。

具体实施方式

为了本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。

参照图1和图2，5g毫米波天线罩用复合材料，由蒙皮层和芯层组成。其结构优选为夹芯结构，所述的夹芯结构优选a夹芯结构或c夹芯结构，其中a夹芯结构由上到下依次为蒙皮层1、芯层2、蒙皮层1组成，c夹芯结构由上到下依次为蒙皮层1、芯层2、蒙皮层1、芯层2、蒙皮层1组成。

实施例1

5g毫米波天线罩用复合材料，为a夹芯结构；由上蒙皮1改性聚碳酸酯树脂，芯层2聚碳酸酯闭孔微发泡泡沫，下蒙皮3改性聚碳酸酯树脂组成；其中上下蒙皮厚0.08mm，芯层厚6mm；芯层泡沫密度为120kg/m³，介电常数为1.3，损耗角正切值为0.02。其制备方法为：

步骤(1).将改性聚碳酸酯树脂加入到流延机中，加热、熔融、流延，得到聚碳酸酯树脂片材，作为上下蒙皮层；

步骤(2).在热压机模具中，根据a夹芯结构依次铺入蒙皮层片材、芯层泡沫、蒙皮层片材；

步骤(3).对蒙皮层与泡沫贴合的面采用红外线加热，使蒙皮层贴合面表面部分熔融后，热压机闭模，压合，使蒙皮层与芯层泡沫贴合为一体，脱模，得到5g毫米波天线罩用a夹芯结构复合材料。

实施例2

5g毫米波天线罩用复合材料，为a夹芯结构；由上蒙皮1纤维增强聚苯醚树脂，芯层2聚苯醚闭孔微发泡泡沫，下蒙皮3纤维增强聚苯醚树脂组成；其中上下蒙皮厚0.25mm，芯层厚3mm；芯层泡沫密度为20kg/m³，介电常数为1.05，损耗角正切值为0.0006。其制备方法为：

步骤(1).将聚苯醚树脂、连续纤维加入到片材挤出机中，加热、熔融、挤出，得到纤维增强的聚苯醚树脂复合材料片材，作为蒙皮层；其中复合材料中纤维质量含量为5wt％；

步骤(2).在热压机模具中，根据a夹芯结构依次铺入蒙皮层片材、芯层泡沫、蒙皮层片材；

步骤(3).对蒙皮层与泡沫贴合的面采用红外线加热，使蒙皮层贴合面表面部分熔融后，热压机闭模，压合，使蒙皮层与芯层泡沫贴合为一体，脱模，得到5g毫米波天线罩用a夹芯结构复合材料。

实施例3

5g毫米波天线罩用复合材料，为a夹芯结构；由上蒙皮1纤维增强聚醚酰亚胺树脂，芯层2聚醚酰亚胺闭孔微发泡泡沫，下蒙皮3纤维增强聚醚酰亚胺树脂组成；其中上下蒙皮厚3mm，芯层厚5mm；芯层泡沫密度为50kg/m³，介电常数为1.09，损耗角正切值为0.0009。其制备方法为：

步骤(1).将聚醚酰亚胺树脂加入到流延机中，加热、熔融、流延成膜，并将连续纤维编织布引入到流延机模头，与模头挤出的熔融树脂浸润，辊压，冷却得到纤维增强的聚醚酰亚胺树脂复合材料片材，作为上下蒙皮层；；其中复合材料中纤维质量含量为70wt％；

步骤(2).在热压机模具中，根据a夹芯结构依次铺入蒙皮层片材、芯层泡沫、蒙皮层片材；

步骤(3).对蒙皮层与泡沫贴合的面采用红外线加热，使蒙皮层贴合面表面部分熔融后，热压机闭模，压合，使蒙皮层与芯层泡沫贴合为一体，脱模，得到5g毫米波天线罩用a夹芯结构复合材料。

实施例4

5g毫米波天线罩用复合材料，为c夹芯结构；由上蒙皮1改性聚苯醚树脂，芯层2聚苯醚闭孔微发泡泡沫，中蒙皮3改性聚苯醚树脂，芯层4聚苯醚闭孔微发泡泡沫，下蒙皮5改性聚苯醚树脂组成；其中上中下蒙皮厚1mm，各芯层厚1mm；芯层泡沫密度为90kg/m³，介电常数为1.14，损耗角正切值为0.0023。其制备方法为：

步骤(1).将改性聚苯醚树脂加入到片材挤出机中，加热、熔融、挤出，得到聚苯醚树脂片材，作为蒙皮层；

步骤(2).在热压机模具中，根据c夹芯结构依次铺入蒙皮层片材、芯层泡沫、蒙皮层片材、芯层泡沫、蒙皮层片材；

步骤(3).对蒙皮层与泡沫贴合的面采用红外线加热，使蒙皮层贴合面表面部分熔融后，热压机闭模，压合，使蒙皮层与芯层泡沫贴合为一体，脱模，得到5g毫米波天线罩用c夹芯结构复合材料。

实施例5

5g毫米波天线罩用复合材料，为a夹芯结构；由上蒙皮1改性聚苯醚树脂，芯层2聚苯醚闭孔微发泡泡沫，下蒙皮3改性聚苯醚树脂组成；其中上下蒙皮厚0.3mm，芯层厚4mm；芯层泡沫密度为110kg/m³，介电常数为1.2，损耗角正切值为0.01。其制备方法为：

步骤(1).将聚苯醚树脂加入到流延机中，加热、熔融、流延，得到聚苯醚树脂片材，作为蒙皮层；

步骤(2).在热压机模具中，根据a夹芯结构依次铺入蒙皮层片材、胶膜、半发泡聚苯醚颗粒、胶膜、蒙皮层片材；然后闭合热压机、加热、加压，使半发泡聚苯醚颗粒继续发泡填满整个芯层，并通过胶膜使蒙皮层和芯层粘结为一体；冷却、脱模，得到5g毫米波天线罩用a夹芯结构复合材料；其中半发泡聚苯醚颗粒为椭圆形，颗粒直径3mm。

实施例6

5g毫米波天线罩用复合材料，为a夹芯结构；由上蒙皮1纤维增强聚苯硫醚树脂，芯层2聚醚酰亚胺闭孔微发泡泡沫，下蒙皮3纤维增强聚苯硫醚树脂组成；其中上下蒙皮厚2mm，芯层厚3mm；芯层泡沫密度为70kg/m³，介电常数为1.09，损耗角正切值为0.0012。其制备方法为：

将聚醚酰亚胺闭孔微发泡材料放入注塑模具中，将纤维增强聚苯硫醚树脂通过注塑机熔融后，注入模具中，在聚醚酰亚胺泡沫材料外表面全部包覆上一层蒙皮材料，脱模，得到5g毫米波天线罩用a夹芯结构复合材料；其中纤维增强聚苯硫醚树脂材料总纤维质量含量为20wt％。

对实施例1～6所得的复合材料进行性能测试，测试结果如下表1所示：

表1：测试结果

从表1可以看出，采用本方案制备的天线罩用复合材料具有优异的阻燃和耐候性能，同时在毫米波范围内透波性能优，能够满足天线罩的使用要求。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。