用于天线罩表面的疏水材料的制备方法及其应用技术

用于天线罩表面的疏水材料的制备方法及其应用，本发明专利技术涉及一种疏水材料的制备方法和应用，它要解决雷达天线罩的表面疏水材料的耐候性能较差以及疏水性能较低的问题。制备方法：一、硅烷偶联剂改性纳米SiO2：将草酸溶液和无水乙醇混合均匀，加入KH‑570硅烷偶联剂，然后加入到SiO2分散液中，在70～80℃下反应，真空干燥后得到改性Nano‑SiO2粉末；二、树脂制备：向改性Nano‑SiO2的乙酸丁酯分散液中加入乙烯基聚四氟乙烯。应用该疏水材料在天线罩表面制备疏水涂层。本发明专利技术制备的用于天线罩表面疏水材料静态疏水角大于120°，人工1000h气候老化试验后疏水角大于110°。

【技术实现步骤摘要】
用于天线罩表面的疏水材料的制备方法及其应用
本专利技术涉及一种疏水材料的制备方法，以及应用该疏水材料在天线罩表面制备疏水涂层的应用。
技术介绍
雷达天线罩直接覆盖在天线表面，对雷达天线系统的正常工作起到保护作用的同时，还具有优良的电磁透波性能，是保护雷达系统的重要部件，天线罩的防护性能直接影响到雷达整机的可靠性，其中天线罩表面的疏水性能非常重要，因为在雨雪天气情况下天线的传输损耗主要取决于其表面水膜的厚度，损耗的增加值与水膜厚度成正比。天线罩疏水表面对系统传输损耗和噪声温度的性能指标改善显著，天线罩表面的疏水性是影响雨雪天气雷达电讯可靠性的重要性能。天线罩表面疏水涂料的选择和改性还必须同时考虑涂层的耐候性、透波性和附着力等，目前常见疏水涂料有聚硅氧烷系、氟烷基硅氧烷系和氟聚物系等，但这些材料的耐候性、透波性和附着力尚不能证明全部满足雷达天线罩的性能要求，限制了雷达天线罩产品的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决雷达天线罩的表面疏水材料的耐候性能较差以及疏水性能较低的问题，而提供用于天线罩表面的疏水材料的制备方法及应用其制备疏水涂层。本专利技术用于天线罩表面疏水材料的制备方法按以下步骤实现：一、硅烷偶联剂改性纳米SiO2：a、将干燥的Nano-SiO2加入到乙醇溶液中，超声分散后得到SiO2分散液；b、按照体积比为1:1将pH＝3～4的草酸溶液和无水乙醇混合均匀，加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570硅烷偶联剂)，磁力搅拌均匀，然后加入到SiO2分散液中，得到改性SiO2混合液；c、将步骤b得到的改性SiO2混合液在70～80℃恒温水浴中搅拌反应3～5h，得到改性SiO2反应乳液；d、对改性SiO2反应乳液进行离心分离，使用乙醇溶液超声清洗多次，得到清洗后的乳液；e、对清洗后的乳液进行真空干燥处理，研磨后得到改性Nano-SiO2粉末(m-Nano-SiO2)；二、树脂制备：f、向改性Nano-SiO2粉末中滴加乙酸丁酯溶液至溶解，超声分散均匀，得到改性Nano-SiO2的乙酸丁酯分散液；g、向改性Nano-SiO2的乙酸丁酯分散液中(缓慢)加入乙烯基聚四氟乙烯，机械搅拌至分散均匀，得到用于天线罩表面疏水材料(混合树脂胶液)。本专利技术用于天线罩表面疏水材料的应用是将用于天线罩表面疏水材料在(雷达)天线罩表面制备疏水涂层，制备疏水涂层的过程如下：在模具表面涂覆脱模剂，将用于天线罩表面疏水材料和异氰酸酯固化剂(HDI)混合后喷涂在模具表面，常温下静置固化，然后在模具内按天线罩罩壁设计厚度铺设石英纤维布，采用真空辅助树脂传递模塑成型工艺得到天线罩，打开模具，得到表面具有疏水涂层的天线罩复合材料。本专利技术用于天线罩表面的疏水材料的制备方法及其应用包含以下有益效果：1、本专利技术制备的用于天线罩表面疏水材料静态疏水角大于120°，材料介电常数不大于3，人工1000h气候老化试验后疏水角大于110°，附着力不小于8Mpa。2、本专利技术选用乙烯基聚四氟乙烯树脂作为基料，该树脂除了和普通氟树脂一样具有优异的耐候性和较低的表面能外，因其结构中不含氯元素，耐老化性又进一步得到提高；同时在聚四氟乙烯主链上增加了乙烯基，改进了聚四氟乙烯的固化工艺，使其在常温下即可固化。3、本专利技术采用硅烷偶联剂改性纳米SiO2，纳米SiO2本身具有比表面积大，吸收紫外线，高硬度和高强度，具有优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性；使用硅烷偶联剂改性后解决了纳米粉体分散性差和易团聚的问题，同时在粒子表面提供了疏水基团，进一步提高了树脂的疏水性能。4、本专利技术采用真空辅助树脂传递模塑成型工艺制备雷达天线罩复合材料，产品尺寸精度较好，能够有效地提高雷达天线罩电气和结构的性能。附图说明图1为应用实施例中得到的天线罩表面水滴接触角测试图；图2为应用实施例中天线罩表面水滴的宏观照片。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式用于天线罩表面疏水材料的制备方法按以下步骤实施：一、硅烷偶联剂改性纳米SiO2：a、将干燥的Nano-SiO2加入到乙醇溶液中，超声分散后得到SiO2分散液；b、按照体积比为1:1将pH＝3～4的草酸溶液和无水乙醇混合均匀，加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570硅烷偶联剂)，磁力搅拌均匀，然后加入到SiO2分散液中，得到改性SiO2混合液；c、将步骤b得到的改性SiO2混合液在70～80℃恒温水浴中搅拌反应3～5h，得到改性SiO2反应乳液；d、对改性SiO2反应乳液进行离心分离，使用乙醇溶液超声清洗多次，得到清洗后的乳液；e、对清洗后的乳液进行真空干燥处理，研磨后得到改性Nano-SiO2粉末(m-Nano-SiO2)；二、树脂制备：f、向改性Nano-SiO2粉末中滴加乙酸丁酯溶液至溶解，超声分散均匀，得到改性Nano-SiO2的乙酸丁酯分散液；g、向改性Nano-SiO2的乙酸丁酯分散液中(缓慢)加入乙烯基聚四氟乙烯，机械搅拌至分散均匀，得到用于天线罩表面疏水材料(混合树脂胶液)。本实施方式制备得到的雷达天线罩表面疏水材料静态疏水角大于120°，人工1000h气候老化试验后疏水角大于110°，制备后和人工1000h气候老化试验后附着力均不小于8Mpa，人工1000h气候老化试验后表面无粉化、气泡、脱落和开裂等现象，材料介电常数不大于3。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤a中的Nano-SiO2的粒径为7～15nm。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤a中的乙醇溶液是按无水乙醇和去离子水的体积比为3:1混合而成。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤b中γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的加入量为Nano-SiO2质量分数的15％～20％。具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤e所述的真空干燥处理是在真空干燥箱中以80℃真空干燥6h。具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤二中改性Nano-SiO2粉末的质量含量为乙烯基聚四氟乙烯的25wt％～35wt％。具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤g以2000r/min的转速机械搅拌30～50min。具体实施方式八：本实施方式用于天线罩表面疏水材料的应用是将用于天线罩表面疏水材料在(雷达)天线罩表面制备疏水涂层，制备疏水涂层的过程如下：在模具表面涂覆脱模剂，将用于天线罩表面疏水材料和异氰酸酯固化剂(HDI)混合后喷涂在模具表面，常温下静置固化，然后在模具内按天线罩罩壁设计厚度铺设石英纤维布，采用真空辅助树脂传递模塑成型工艺得到天线罩，打开模具，得到表面具有疏水涂层的天线罩复合材料。具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式八不同的是脱模剂的涂覆(总)厚度为40～60μm。本实施方式在模具表面重复涂覆802脱模剂5遍，脱模剂厚度不超过60μm，每遍之间干燥30min。具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式八不同的是将用于天线罩表面疏水材料和异氰酸酯固化剂(HDI)混合后喷涂在模具表面，喷涂厚度控制在200μm～400μm范围内。实施例：本实施例用于天线罩表面疏水材料的制备方法按以下步骤实施：一、硅烷偶联剂改性纳米SiO2：a、将Nano-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于天线罩表面的疏水材料的制备方法，其特征在于该方法是按下列步骤实现：一、硅烷偶联剂改性纳米SiO2：a、将干燥的Nano‑SiO2加入到乙醇溶液中，超声分散后得到SiO2分散液；b、按照体积比为1:1将pH＝3～4的草酸溶液和无水乙醇混合均匀，加入γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，磁力搅拌均匀，然后加入到SiO2分散液中，得到改性SiO2混合液；c、将步骤b得到的改性SiO2混合液在70～80℃恒温水浴中搅拌反应3～5h，得到改性SiO2反应乳液；d、对改性SiO2反应乳液进行离心分离，使用乙醇溶液超声清洗多次，得到清洗后的乳液；e、对清洗后的乳液进行真空干燥处理，研磨后得到改性Nano‑SiO2粉末；二、树脂制备：f、向改性Nano‑SiO2粉末中滴加乙酸丁酯溶液至溶解，超声分散均匀，得到改性Nano‑SiO2的乙酸丁酯分散液；g、向改性Nano‑SiO2的乙酸丁酯分散液中加入乙烯基聚四氟乙烯，机械搅拌至分散均匀，得到用于天线罩表面疏水材料。

【技术特征摘要】
1.用于天线罩表面的疏水材料的制备方法，其特征在于该方法是按下列步骤实现：一、硅烷偶联剂改性纳米SiO2：a、将干燥的Nano-SiO2加入到乙醇溶液中，超声分散后得到SiO2分散液；b、按照体积比为1:1将pH＝3～4的草酸溶液和无水乙醇混合均匀，加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，磁力搅拌均匀，然后加入到SiO2分散液中，得到改性SiO2混合液；c、将步骤b得到的改性SiO2混合液在70～80℃恒温水浴中搅拌反应3～5h，得到改性SiO2反应乳液；d、对改性SiO2反应乳液进行离心分离，使用乙醇溶液超声清洗多次，得到清洗后的乳液；e、对清洗后的乳液进行真空干燥处理，研磨后得到改性Nano-SiO2粉末；二、树脂制备：f、向改性Nano-SiO2粉末中滴加乙酸丁酯溶液至溶解，超声分散均匀，得到改性Nano-SiO2的乙酸丁酯分散液；g、向改性Nano-SiO2的乙酸丁酯分散液中加入乙烯基聚四氟乙烯，机械搅拌至分散均匀，得到用于天线罩表面疏水材料。2.根据权利要求1所述的用于天线罩表面的疏水材料的制备方法，其特征在于步骤a中的Nano-SiO2的粒径为7～15nm。3.根据权利要求1所述的用于天线罩表面的疏水材料的制备方法，其特征在于步骤a中的乙醇溶液是按无水乙醇和去离子水的体积比为3:1混合而成。4.根据权利要求1所述的用于天线罩表面的疏水材料的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨剑宇，于福斌，孙宝华，张东兴，白鹏程，白贺，唐亮，王玉玲，
申请(专利权)人：哈尔滨哈玻拓普复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23