一种透波材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种透波材料及其制备方法，属于通信设备材料技术领域。发泡材料层以及覆于发泡材料层两侧的皮层；透波材料的总厚度28~40 mm，所述的皮层的厚度0.1~1 mm；透波材料密度为0.03~0.20 g/cm3，发泡材料层中存在泡孔，泡孔孔径小于50μm，孔壁厚度小于100 nm。本发明专利技术利用上述材料的特点，并采用绿色环保的一体成型模压发泡技术以及冷冻精加工技术，针对600 MHz~300 GHz的宽频电磁波频段开发设计出了一体化的宽频高透波材料。所开发的透波材料一体成型，且具有特殊的微观结构，从材料本身上进行了突破，从根本上解决了目前通信天线罩仅适用予低频、窄频且无法适用予毫米波段的技术瓶颈。术瓶颈。术瓶颈。

【技术实现步骤摘要】
一种透波材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种透波材料及其制备方法，属于通信设备材料


技术介绍

[0002]高频率5G通信对应的频段一般在30GHz～300GHz，波长在1～10mm之间，缺点是趋于 直线传播和衰减显著。现行5G通信市场上主要使用的频段分为两部分，5G-sub6频段(617 MHz～6GHz)以及5G-mmW频段(26.5GHz～40GHz)，这不仅要求透波材料在特定阶段有 高透波率，还对其在宽频、高频段的透波性能提出了一定的要求和需求。
[0003]但目前毫米波天线罩透波材料结构多为夹芯结构复合材料，如泡沫夹芯结构复合材料或 蜂窝夹芯结构复合材料。泡沫夹芯结构复合材料结构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，存在回收难、加工成型难、加工精度低等 问题。
[0004]针对上述问题，目前已有一些厂家采用热塑性树脂作为芯材或者蒙皮来解决材料的环保 问题，具体见下面专利。
[0005]专利CN103660410公布一种天线罩透波夹芯材料及其制备方法和用途，其蒙皮采用纤维 增强的热塑性复合材料，芯层为发泡的聚氨酯、酚醛树脂或环氧树脂材料。该方法中蒙皮材 料的热塑性树脂为聚烯烃、热塑性聚酯、聚酰胺类。但该方法中芯层泡沫材料仍为热固性泡 沫，环保性低。
[0006]专利CN110539539公布了一种毫米波天线罩用透波材料及其成型方法。该专利技术采用了热 塑性的高阻燃的聚醚砜树脂材料，可以很好的解决材料回收问题，但仍然采用的是夹芯结构， 即利用胶粘剂粘贴芯材和蒙皮的形式成型，这种结构在长期在复杂的环境中，易出现分层现 象，影响天线罩的寿命和透波效果，且原料成本较高。
[0007]虽然上述专利在一定程度上解决了材料的环保问题，但是工艺流程多、成本较高且在结 构方面由于明显的界面问题，存在很大的隐患，长时间使用，易引起界面脱离，从而提升介 电性能，缩减使用寿命，且主要从宏观结构调控方面来解决高频高透波材料的问题，未从根 本上进行透波材料的性能调控。

技术实现思路

[0008]热塑性高分子材料，可加工性能强、成本低，本项目利用上述材料的特点，并采用绿色 环保的一体成型模压发泡技术以及冷冻精加工技术，针对600MHz～300GHz的宽频电磁波频 段开发设计出了一体化的具有微纳结构的宽频高透波材料。
[0009]本专利技术的第一个方面，提供了：
[0010]一种透波材料，其包括：发泡材料层以及覆于发泡材料层两侧的皮层；透波材料的总厚 度28～40mm，所述的皮层的厚度0.1～1mm；透波材料密度为0.03～0.20g/cm3，发泡材料层 中存在泡孔，泡孔孔径<50μm，孔壁厚度<100nm。
[0011]在一个实施方式中，所述的皮层为实心层。
[0012]在一个实施方式中，所述的透波材料特征为熔指指数≤15g/10min、介电常数<5，介电损 耗<0.05，材质选自通用塑料、工程塑料或特种工程塑料，包括但不限于：聚苯乙烯、聚乙烯、 聚丙烯、聚乳酸、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸 酯、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺等无定型或半结晶热塑性聚合物以及它们的共聚物或 共混物，优选非极性高分子材料，
[0013]本专利技术的第二个方面，提供了：
[0014]一种通讯设备，其中包含有上述的透波材料。
[0015]在一个实施方式中，所述的通讯设备是毫米波天线罩。
[0016]在一个实施方式中，所述的毫米波天线罩包括有外部壳体，在壳体的内部安装有透波材 料。
[0017]本专利技术的第三个方面，提供了：
[0018]透波材料的制备方法，包括如下步骤：
[0019]步骤1，提供发泡材料的原料；
[0020]步骤2，将步骤1中的原料加入至发泡机模腔中，并且发泡机模腔的内部的相对两个面 上贴有离型膜；
[0021]步骤3，向发泡机模腔中充入超临界流体，开模泄压，得到透波材料。
[0022]在一个实施方式中，所述的步骤1中，原料是通过螺杆挤出机或者硫化机制备得到。
[0023]在一个实施方式中，所述的步骤1中，原料包含：聚合物、抗老剂和阻燃剂。
[0024]在一个实施方式中，所述的步骤1中，原料熔融指数≤5g/10min。
[0025]在一个实施方式中，所述的步骤1中，原料是颗粒状或者片状。
[0026]在一个实施方式中，所述的步骤2中，离型膜贴于模腔的上下表面。
[0027]在一个实施方式中，所述的步骤3中，充入超临界流体后模腔压力为8～25MPa，模腔温 度为120～270℃，保温保压10～260min；泄压过程的泄压速度>5MPa/s；发泡倍率在2～20倍 左右。
[0028]在一个实施方式中，步骤3后，采用可喷射液氮的冷刀对透波材料进行切割。
[0029]本专利技术的第四个方面，提供了：
[0030]一种透波材料的制备装置，包括：
[0031]模具，由上模腔和下模腔构成，上模腔和下模腔之间形成腔室；
[0032]气源，用于向腔室中供入超临界气体；
[0033]模具上设有排空口；
[0034]在上模腔与下模腔的相对的内表面上分别设有离型膜。
[0035]在一个实施方式中，模具中还设有升温装置，用于对模腔内进行升温。
[0036]在一个实施方式中，还包括：用于对模腔中的原料进行超临界发泡加工得到的透波材料 进行切割的装置。
[0037]在一个实施方式中，所述的进行切割的装置是冷刀。
[0038]在一个实施方式中，所述的冷刀的结构中包括：
[0039]数控机床轴承，用于控制冷刀的进给；
[0040]液氮微型储罐，位于数控机床轴承的底部的外侧，用于存储和提供液氮；
[0041]保温层，位于液氮微型储罐的外部，用于对液氮微型储罐进行保温；
[0042]刀头，位于数控机床轴承底端，
[0043]锥形金属档板，位于刀头的外部，与刀头之间形成用于液氮喷出的间隙；
[0044]储罐液氮喷淋口，位于液氮微型储罐的下方，使液氮微型储罐与间隙相连通。
[0045]在一个实施方式中，所述的间隙的距离是0.1～1mm之间。
[0046]在一个实施方式中，液氮微型储罐体积为1～50L。
[0047]在一个实施方式中，锥形金属档板是通过加强筋固定在液氮微型储罐上。
[0048]本专利技术的第五个方面，提供了：
[0049]上述的透波材料在用于制造毫米波通讯设备中的应用。
[0050]有益效果
[0051]本项目热塑性材料的特点，并采用绿色环保的一体成型模压发泡技术以及冷冻精加工技 术，针对600MHz～300GHz的宽频电磁波频段开发设计出了一体化的宽频高透波材料。所开 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透波材料，其特征在于，其包括：发泡材料层（100）以及覆于发泡材料层两侧的皮层（101）；透波材料的总厚度28~40 mm，所述的皮层（101）的厚度0.1~1 mm；透波材料密度为0.03~0.20 g/cm3，发泡材料层（100）中存在泡孔，泡孔孔径小于50 μm，孔壁厚度小于100 nm。2.根据权利要求1所述的透波材料，其特征在于，在一个实施方式中，所述的透波材料的材质选自通用塑料、工程塑料或特种工程塑料，包括但不限于：聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺等无定型或半结晶热塑性聚合物以及它们的共聚物或共混物，优选非极性高分子材料；透波材料的材质的熔指指数≤15 g/10min、介电常数<5，介电损耗<0.05。3.一种通讯设备，其特征在于，其中包含有权利要求1所述的透波材料。4.根据权利要求3所述的通讯设备，其特征在于，在一个实施方式中，所述的通讯设备是毫米波天线罩；在一个实施方式中，所述的毫米波天线罩包括有外部壳体，在壳体的内部安装有透波材料。5.一种透波材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，提供发泡材料的原料；步骤2，将步骤1中的原料加入至发泡机模腔中，并且发泡机模腔的内部的相对两个面上贴有离型膜；步骤3，向发泡机模腔中充入超临界流体，开模泄压，得到透波材料。6.根据权利要求5所述的透波材料的制备方法，其特征在于，在一个实施方式中，所述的步骤1中，原料是通过螺杆挤出机或者硫化机制备得到；在一个实施方式中，所述的步骤1中，原料包含：聚合物、抗老剂和阻燃剂；在一个实施方式中，所述的步骤1中，原料熔融指数≤5g/10min；在一个实施方式中，所述的步骤1中，原料是颗粒状或者片状；在一个实施方式中，所述的步骤2中，离型膜贴于模腔的上下表面；在一个实...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚鹏剑，李光宪，王素真，王亚，吴炳田，洪江，蒋根杰，
申请(专利权)人：长链轻材南京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：