一种双面高粗糙度频率选择薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种双面高粗糙度频率选择薄膜及其制备方法和应用。该频率选择薄膜包括高表面粗糙度聚合物基底层、导电频选微结构层和高表面粗糙度二氧化硅/聚合物表面层，其制备方法包括：将聚合物树脂溶液丝网印刷在磨砂玻璃板上，加热固化形成高表面粗糙度聚合物基底层；在高表面粗糙度聚合物基底层上印制导电浆料，加热固化形成导电频选微结构层；将SiO2/聚合物树脂混合溶液丝网印刷在导电频选微结构层上，加热固化形成高粗糙度二氧化硅/聚合物表面层；使高表面粗糙度聚合物基底层与玻璃板分离，获得双面高粗糙度频率选择薄膜。本发明专利技术提供的频率选择薄膜两面具有高的表面粗糙度，用其制备的频选透波复合材料具有高的界面结合强度。合强度。合强度。

【技术实现步骤摘要】
一种双面高粗糙度频率选择薄膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于材料技术、频率选择薄膜
，具体涉及一种双面高粗糙度频率选择薄膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]频率选择薄膜是制备高性能隐身/透波一体化构件的关键功能材料。频选选择薄膜由聚合物基底薄膜+频选微结构层组成，通过频选微结构层的单元和阵列设计，实现不同的电磁波调控功能，从而提高雷达系统的隐身性能。由于频率选择薄膜所用基底薄膜通常都是具有极低表面粗糙度、高致密性的聚合物薄膜，透波复合材料用树脂基体对其的浸润性差，粘接力差，造成频选透波复合材料的界面结合力差，在使用过程中受到力、热等作用，容易发生分层、鼓包等结构破坏，影响构件的可靠性，因此研制具有高表面粗糙度的频率选择薄膜。
[0003]目前，提高频率选择表面粗糙度的方法主要包括：化学刻蚀处理和等离子处理。化学刻蚀处理一般通过刻蚀液对薄膜表面进行处理，在表面产生微刻蚀效果，但是该技术存在容易损伤基体、刻蚀后表面残存杂质离子较多，影响薄膜的电性能，此外该工艺流程复杂，产生的废弃物较多。等离子体处理通过高能等离子体对薄膜表面进行轰击，在表面产生微刻蚀效果，该工艺流程简单，但存在容易损伤基材，此外，该方法对于提高粗糙度能力有限。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种双面高粗糙度频率选择薄膜及其制备方法，该频率选择薄膜两面具有高的表面粗糙度，用其制备的频选透波复合材料具有高的界面结合强度。
[0005]本专利技术涉及一种双面高粗糙度频率选择薄膜，该双面高粗糙度频率选择薄膜依次包括高表面粗糙度聚合物基底层、导电频选微结构层和高表面粗糙度二氧化硅/聚合物表面层。
[0006]本专利技术公开了一种双面高粗糙度频率选择薄膜的制备方法，所述双面高粗糙度频率选择薄膜的制备方法具体包括如下步骤：
[0007]1.将聚合物树脂溶液丝网印刷在磨砂玻璃板上，加热固化，形成高表面粗糙度聚合物基底层；
[0008]2.采用丝网印刷工艺在上述高表面粗糙度聚合物基底层上印制导电浆料，加热固化形成导电频选微结构层；
[0009]3.将SiO2/聚合物树脂混合溶液丝网印刷在上述导电频选微结构层上，加热固化，形成高粗糙度二氧化硅/聚合物表面层；
[0010]4.将上述负载多层薄膜的玻璃板放入超声波处理器中，并加入去离子水，超声处理一段时间后使得高表面粗糙度聚合物基底层与玻璃板分离，获得双面高粗糙度频率选择
薄膜。
[0011]进一步地，所述步骤1中的聚合物树脂包括但不限于聚酚氧树脂、聚芳酯树脂、聚芳醚砜树脂、聚芳醚酮树脂、聚酰亚胺树脂。所述聚合物树脂的分子量不低于5万。所述聚合物树脂溶液是指将该聚合物树脂溶解在常用有机溶剂中形成的透明均一溶液，所述聚合物树脂溶液的固含量为30％～50％，所述聚合物树脂的粘度在104～106cps。
[0012]进一步地，所述步骤1中加热温度依据聚合物溶液体系而定，不超过400℃。
[0013]进一步地，所述步骤2中导电浆料包括但不限于导电银浆、导电铜浆、导电铝浆、导电碳浆等具有导电功能的浆料体系。
[0014]进一步地，所述步骤2中的固化温度依据浆料体系而定，不超过200℃。
[0015]进一步地，所述步骤3中SiO2/聚合物树脂混合溶液是将二氧化硅与步骤1所用聚合物树脂溶液混合而成，其中SiO2质量为树脂溶质量的20％～40％。所用SiO2的粒径为1～100μm。
[0016]进一步地，所述步骤3中加热温度依据聚合物溶液体系而定，不超过400℃。
[0017]进一步地，所述步骤4中所述超声波的频率为20～60KHz，所述超声处理的温度为0～40℃。
[0018]本专利技术还公布了一种双面高粗糙度频率选择薄膜的应用，即将其与透波复合材料介质复合制备频选透波复合材料。
[0019]进一步地，上述应用的具体步骤为：将石英纤维增强聚合树脂基预浸布与所制备的双面高粗糙度频率选择薄膜热压在一起，固化后形成频选透波复合材料构件。所述双面高粗糙度频率选择薄膜可以在透波复合材料表面，也可在其中间任意位置，具体位置和透波复合材料的厚度依据不同的电性能指标确定。
[0020]本专利技术的有益效果如下：
[0021]本专利技术之所以能够得到高粗糙度频率选择薄膜，是因为成膜基底采用了具有高粗糙度的磨砂玻璃板，聚合物溶液印刷在玻璃板后将随着磨砂玻璃表面形状成型，固化后形成高表面粗糙度基底层；表面采用了二氧化硅颗粒/聚合物混合溶液作为印刷物，固化后形成表面含有二氧化硅颗粒的聚合物薄膜，由于二氧化硅颗粒的随机分布破坏了聚合物薄膜的均一性和光滑度，提高了表面粗糙度。
[0022]本专利技术的双面高粗糙度频率选择薄膜具有高的表面粗糙度和优异的厚度可控性，可用于制备频选透波复合材料及天线罩，高表面粗糙度可提供与透波复合材料更大的接触，形成更好的机械嵌合互锁结构，从而提高频选透波复合材料的界面结合强度，在航空、航天隐身装备领域具有高的应用价值。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的双面高粗糙度频率选择薄膜的制备工艺流程图。
[0024]图2为频率选择薄膜基底层的三维轮廓图。
[0025]图3为频率选择薄膜表面层的三维轮廓图。
[0026]图4为双面高粗糙度频率选择薄膜电性能测试曲线。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面通过具体实施例和附图，对本专利技术做进一步详细说明。
[0028]本专利技术涉及一种双面高粗糙度频率选择薄膜及其制备方法和应用，该双面高粗糙度频率选择薄膜由高表面粗糙度聚合物基底层、导电频选微结构层和高粗糙度SiO2/聚合物表面层组成。该双面高粗糙度频率选择薄膜采用全丝网印刷工艺制备，具体制备方法的流程如图1所示，包括：首先在磨砂玻璃基板上丝网印刷聚合物树脂溶液，加热固化后形成高表面粗糙度基底层；然后采用丝网印刷工艺在基底薄膜上印刷导电浆料形成导电频选微结构层，加热促使频选微结构固化；再后在导电频选微结构层上丝网印刷二氧化硅掺杂的聚合物树脂溶液，加热固化后形成高粗糙度SiO2/聚合物表面层；最后浸水剥离，获得双面高粗糙度频率选择薄膜。
[0029]实施例1
[0030]称取10g聚酚氧树脂(分子量5万)溶解于10g N,N
‑
二甲基乙酰胺中，机械搅拌溶解获得聚合物溶液。将上述聚合物溶液丝网印刷在平整的磨砂玻璃板上，印刷厚度15μm，经过120℃/120min的固化后得到高粗糙度基底层。
[0031]采用丝网印刷工艺将导电银浆印刷到上述基底层上，印刷厚度为15μm，经过120℃/60min的热处理得到频选微结构层。
[0032]称取10g聚酚氧树脂(分子量5万)溶解于10g N,N
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二甲基乙酰胺中，机械搅拌溶解获得聚合物溶液，然后再称取4g SiO2加入到上述树脂溶液中得到SiO2/聚合物树脂混合溶液，将上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双面高粗糙度频率选择薄膜，其特征在于，依次包括高表面粗糙度聚合物基底层、导电频选微结构层和高表面粗糙度二氧化硅/聚合物表面层。2.一种双面高粗糙度频率选择薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚合物树脂溶液丝网印刷在磨砂玻璃板上，加热固化形成高表面粗糙度聚合物基底层；采用丝网印刷工艺在高表面粗糙度聚合物基底层上印制导电浆料，加热固化形成导电频选微结构层；将SiO2/聚合物树脂混合溶液丝网印刷在导电频选微结构层上，加热固化形成高粗糙度二氧化硅/聚合物表面层；将负载多层薄膜的玻璃板进行超声处理，使高表面粗糙度聚合物基底层与玻璃板分离，获得双面高粗糙度频率选择薄膜。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述聚合物树脂为聚酚氧树脂、聚芳酯树脂、聚芳醚砜树脂、聚芳醚酮树脂、聚酰亚胺树脂中的一种；所述聚合物树脂的分子量不低于5万；所述聚合物树脂的粘度在104～106cps；所述聚合物树脂溶液的固含量为30％～50％。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述加热固化形成高表面粗糙度聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振合，陈伟，丛琳，刘朔，孟庆杰，姜丽萍，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：