CN102694258A - 玻璃钢天线罩及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了玻璃钢天线罩及其制备方法。玻璃钢天线罩包括如下质量份数的原料：热固性合成树100份；玻璃微珠2.2～9.8份；脱模剂0.6～1.9份；固化剂0.5～4份。制备方法包括：将热固性合成树脂溶液和玻璃微珠搅拌混合形成所需浆料，并将浆料置入树脂槽中；从纱架上的玻璃纤维纱中抽出纱头，经导纱板排列后穿过盛有浆料的树脂槽中浸渍；用从毡架上抽出的多片玻璃纤维毡将浸渍浆料的玻璃纤维纱夹持；将毡纱复合物导入模具中，并加热使得毡纱复合物固化成型；通过牵引装置从模具出口拉出成型的天线罩组件并组装成玻璃钢天线罩。本发明在树脂中加玻璃微珠，改善了机械强度，降低了介电损耗和成本，增强透波效果。对纤维毡和玻璃微珠做表面改性处理，增强彼此间结合力。
Description
技术领域
本发明涉及超材料技术领域，更具体地说，涉及玻璃钢天线罩及其制备方法。
背景技术
玻璃钢学名玻璃纤维增强塑料。它是以玻璃纤维及其制品(玻璃布、带、毡、纱等)作为增强材料，以合成树脂作基体材料的一种复合材料。由于其强度相当于钢材，又含有玻璃组分，也具有玻璃那样的色泽、形体、耐腐蚀、电绝缘、隔热等性能，因此称为“玻璃钢”。玻璃钢一般指用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂基体。由于所使用的树脂品种不同，因此有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之称。由于原材料的选择、制品结构设计和成型方法等都具有较大的自由度，所以玻璃钢制品性能受到很多因素的影响。首先，增强材料的强度、弹性模量、基体材料的强度、化学稳定性等都是影响玻璃钢性能的决定因素；其次，增强材料的含量极其铺层方式、方向，增强材料与基体材料的界面粘度状况也是影响其性能的主要因素。随着工业的发展和科技的不断提高以及玻璃钢的应用不断扩大，人们对玻璃钢性能要求也越来越高。传统玻璃钢的介电常数和损耗都相对较大，限制了玻璃钢在电磁领域的广泛应用，为了充分发挥玻璃钢的复合效应的优越性，有必要对玻璃钢进行改性以满足电磁领域的性能要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述传统玻璃钢介电常数和损耗大，无法满足电磁领域性能要求的缺陷，提供透波性能好的玻璃钢天线罩及其制备方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，提供一种玻璃钢天线罩，包括如下质量份数的原料：
热固性合成树脂 100份；
玻璃微珠 2.2～9.8份；
脱模剂 0.6～1.9份；
固化剂 0.5～4份。
在发明所述的玻璃钢天线罩中，所述原料中还包括0.5～2份的促进剂。
在发明所述的玻璃钢天线罩中，所述玻璃微珠为空心玻璃微珠，所述空心玻璃微珠的粒径范围为10-250微米。
在发明所述的玻璃钢天线罩中，所述热固性合成树脂溶液由不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、乙烯基酯树脂中的一种或多种构成。
在发明所述的玻璃钢天线罩中，所述原料中还包括着色剂。
本发明还提供另一种玻璃钢天线罩的制备方法，用于制备上文所述的玻璃钢天线罩，包括以下步骤：
S1：将热固性合成树脂溶液和玻璃微珠搅拌混合形成所需浆料，并将所述浆料置入树脂槽中，其中玻璃微珠质量为热固性合成树脂质量的2.2％至9.8％；
S2：从纱架上的玻璃纤维纱中抽出纱头，经导纱板排列后穿过盛有浆料的树脂槽中浸渍；
S3：用从毡架上抽出的多片玻璃纤维毡将浸渍浆料的玻璃纤维纱夹持；
S4：将毡纱复合物导入模具中，并加热使得毡纱复合物固化成型；
S5：通过牵引装置从模具出口拉出成型的天线罩组件；
S6：通过多个连接件连接多个所述天线罩组件以形成具有特定形状的玻璃钢天线罩。
在本发明所述的玻璃钢天线罩的制备方法中，所述玻璃微珠经过改性处理，所述改性处理方式为酸碱蚀刻处理、偶联剂处理或涂层处理。
在本发明所述的玻璃钢天线罩的制备方法中，在步骤S1之前还包括对玻璃纤维毡进行表面改性处理的步骤。
在本发明所述的玻璃钢天线罩的制备方法中，对玻璃纤维毡的表面改性处理方式为酸碱蚀刻处理、偶联剂处理或涂层处理。
在本发明所述的玻璃钢天线罩的制备方法中，步骤S4的加热温度为130-150摄氏度。
采用本发明的技术方案具有以下有益效果：通过在热固性合成树脂中增加例如玻璃微珠的填料，不仅能够改善力学性能、增加强韧度，降低成本，而且还可以降低介电损耗。另外对纤维布进行表面改性处理，从而增强树脂与纤维布之间的结合力；并对玻璃微珠进行改性处理，改善玻璃微珠和树脂间的界面结合力以及玻璃微珠的分散性，增强树脂与玻璃微珠之间的结合力，提高了天线罩的透波性能。
附图说明
图1为依据本发明一实施例的玻璃钢天线罩的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供一种玻璃钢天线罩，玻璃钢天线罩包括如下质量份数的原料：
热固性合成树脂 100份；
玻璃微珠 2.2～9.8份；
脱模剂 0.6～1.9份；
固化剂 0.5～4份。
在优选实施例中，玻璃钢中玻璃微珠的份数可以选为2.2份、2.5份、3份、3.5份、3.9份、4.1份、4.5份、5份、5.5份、6.1份、6.9份、7.5份、8.1份、8.9份、9.5份、9.8份。热固性合成树脂的选取可参见上文所述，优选不饱和聚酯树脂、环氧树脂等。固化剂和促进剂可依据树脂来选择合适的固化体系。
测试本发明采用不同质量比的玻璃微珠时制得的美化天线罩的电气性能和机械性能，测试频率为1.7GHz，厚度为4mm，其结果如下表：
从以上结果可以看出，当玻璃微珠质量占热固性合成树脂质量百分比为2.2％-9.8％时，其机械性能和电气性能都较好。其中玻璃微珠质量占热固性合成树脂质量百分比为5.0％-9.8％时为本发明优选方案。
本发明中，原料中还包括0.5～2份的促进剂，以加速天线罩固化。原料中还可依据需要增加着色剂，例如色母粉等。
玻璃微珠是一种尺寸微小(典型的粒径范围为10-250微米)且轻质的空心玻璃球体，主要由二氧化硅和三氧化二铝等组成，具有低导热、隔音、高分散、电绝缘性和热稳定性好等优异性能。玻璃微珠加入所述热固性合成树脂溶液后呈蜂窝状，从而提高了所述热固性合成树脂溶液的孔隙率，使其介电常数和损耗角正切降低并同时使得最终制备得到的玻璃钢的刚度和硬度提高。在本发明一实施例中，玻璃微珠为空心玻璃微珠，粒径范围为10-180微米。
热固性合成树脂溶液可包括不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、乙烯基酯树脂中的任意一种或多种。热固性合成树脂溶液视具体情况可添加引发剂、促进剂、阻燃剂、溶剂等其他辅助材料。
不同的树脂类型和用量，可选用不同的固化体系。在本实施例中，所述热固性合成树脂溶液是以不饱和聚酯树脂为原料配制，可采用咪唑类固化体系或胺类固化体系。
当然，除了上述成分外，可依据需要增加着色剂，例如色母粉等。
图1为本发明玻璃钢天线罩的制备方法的工艺流程图，用于制备上文所述的玻璃钢天线罩的制备方法，玻璃钢天线罩的制备方法包括如下步骤：
S1：将热固性合成树脂溶液和玻璃微珠搅拌混合形成所需浆料，并将所述浆料置入树脂槽中，其中玻璃微珠质量为热固性合成树脂质量的2.2％至9.8％。
搅拌混合所述热固性合成树脂和玻璃微珠的方法可为机械搅拌的方式，例如利用不产生漩涡的混合机，也可采用人工搅拌的方式，只要使得玻璃微珠和热固性合成树脂混合均匀即可。
为了改善玻璃微珠和树脂间的界面结合力以及玻璃微珠的分散性，增强树脂与玻璃微珠之间的结合力，需要对玻璃微珠进行改性处理，改性处理方式可以是酸碱蚀刻处理、偶联剂处理或涂层处理。
S2：从纱架上的玻璃纤维纱中抽出纱头，经导纱板排列后穿过盛有浆料的树脂槽中浸渍；
S3：用从毡架上抽出的多片玻璃纤维毡将浸渍浆料的玻璃纤维纱夹持；
S4：将毡纱复合物导入模具中，并加热使得毡纱复合物固化成型；加热温度为130-150摄氏度，优选140摄氏度。
S5：通过牵引装置从模具出口拉出成型的天线罩组件；
S6：通过多个连接件连接多个所述天线罩组件以形成具有特定形状的玻璃钢天线罩。
在本发明一实施例中，为了增强树脂与纤维布之间的结合力，在步骤S1之前还包括对多个玻璃纤维毡进行表面改性处理的步骤，表面处理方式可以是酸碱蚀刻处理、偶联剂处理或涂层处理。
这里的玻璃钢天线罩模具即为我们需要制成的玻璃钢天线罩的模具，具有一定的截面，具体的截面形状与实际需求的玻璃钢天线罩的截面形状相同。例如，需要制成平板状的玻璃钢板材，那么模具的截面形状即为扁平方形，厚度即为玻璃钢天线罩的厚度，宽度为玻璃钢天线罩的宽度。应用环境不同，对应的预设厚度也就不同，若对机械强度要求高，则厚度需求就高。具体使用多少玻璃纤维纱和玻璃纤维毡，还要考虑所使用的玻璃纤维纱和玻璃纤维毡的实际厚度。对于例如4mm厚的玻璃钢天线罩，可以使用5～10层玻璃纤维纱和玻璃纤维毡，当然具体使用多少纤维布，还要考虑所使用的玻璃纤维纱和玻璃纤维毡的实际厚度。
如果所要制备的玻璃钢天线罩形状复杂，无法一次成型，可以先制备玻璃钢天线罩组件，然后通过连接件将这些组件连接，最终得到所需的形状复杂的玻璃钢天线罩。
连接件可以根据需要采用金属连接件或塑料连接件。由于玻璃钢自身的机械强度足够高，因此可采用塑料连接件连接各天线罩组件，代替金属连接件。塑料连接件能减轻超材料天线罩的重量，并能大大降低金属连接件对天线信号损耗的影响。本发明中，塑料连接件可采用POM(Polyformaldehyde)或ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)塑料制成。
本发明玻璃钢天线罩，具有很好的机械强度和电性能，降低了介电损耗，改善了力学性能，降低了成本。制备的天线罩具有很好的透波性能，损耗较小，能够很好的保护在其内部的天线，增强天线的使用寿命。采用拉挤成型工艺使得生产效率提高，环境污染小，制品质量稳定，适合大规模生产需求。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (10)
1.一种玻璃钢天线罩，其特征在于，包括如下质量份数的原料：
热固性合成树脂 100份；
玻璃微珠 2.2～9.8份；
脱模剂 0.6～1.9份；
固化剂 0.5～4份。
2.如权利要求1所述的玻璃钢天线罩，其特征在于，所述原料中还包括0.5～2份的促进剂。
3.如权利要求1所述的玻璃钢天线罩，其特征在于，所述玻璃微珠为空心玻璃微珠，所述空心玻璃微珠的粒径范围为10-250微米。
4.如权利要求1所述的玻璃钢天线罩，其特征在于，所述热固性合成树脂溶液由不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、乙烯基酯树脂中的一种或多种构成。
5.如权利要求2所述的玻璃钢天线罩，其特征在于，所述原料中还包括着色剂。
6.一种玻璃钢天线罩的制备方法，用于制备权利要求1～5任一项所述的玻璃钢天线罩，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将热固性合成树脂溶液和玻璃微珠搅拌混合形成所需浆料，并将所述浆料置入树脂槽中，其中玻璃微珠质量为热固性合成树脂质量的2.2％至9.8％；
S2：从纱架上的玻璃纤维纱中抽出纱头，经导纱板排列后穿过盛有浆料的树脂槽中浸渍；
S3：用从毡架上抽出的多片玻璃纤维毡将浸渍浆料的玻璃纤维纱夹持；
S4：将毡纱复合物导入模具中，并加热使得毡纱复合物固化成型；
S5：通过牵引装置从模具出口拉出成型的天线罩组件；
S6：通过多个连接件连接多个所述天线罩组件以形成具有特定形状的玻璃钢天线罩。
7.如权利要求6所述的玻璃钢天线罩的制备方法，其特征在于，所述玻璃微珠经过改性处理，所述改性处理方式为酸碱蚀刻处理、偶联剂处理或涂层处理。
8.如权利要求6所述的玻璃钢天线罩的制备方法，其特征在于，在步骤S1之前还包括对玻璃纤维毡进行表面改性处理的步骤。
9.如权利要求8所述的玻璃钢天线罩的制备方法，其特征在于，对玻璃纤维毡的表面改性处理方式为酸碱蚀刻处理、偶联剂处理或涂层处理。
10.如权利要求6所述的玻璃钢天线罩的制备方法，其特征在于，步骤S4的加热温度为130-150摄氏度。
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