CN108242588B - 一种防盐雾天线及其制备方法 - Google Patents

一种防盐雾天线及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于制备防盐雾天线的方法，包括：将预浸料固化制备成天线基材；将金属粉和树脂混合，制得导电胶；将导电胶与石墨烯混合，得到含石墨烯的导电胶；将含石墨烯的导电胶涂覆在天线基材的表面并进行固化，得到防盐雾天线。本发明通过在含金属粉的导电胶中加入石墨烯制得含有石墨烯的导电胶，然后将该导电胶涂覆在由预浸料固化制得的天线基材的表面并固化，制得防盐雾的天线。通过该方法制得的防盐雾天线，具有良好的抗盐雾腐蚀性能，可应用于航空航天、武器装备、军舰等军事领域。

Description

一种防盐雾天线及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料领域，具体而言，涉及一种防盐雾天线及其制备方法。
背景技术
通信、雷达、导航、广播、电视等无线电设备，都是通过无线电波来传递信息的，都需要有无线电波的辐射和接收。在无线电设备中，用来辐射和接收无线电波的装置称为天线。天线为发射机或接收机与传播无线电波的媒质之间提供所需要的耦合。天线和发射机、接收机一样，也是无线电设备的一个重要组成部分。
天线是暴露在系统外面的一个部件，因而环境对天线性能的影响有重要的意义。例如用天线罩来防风沙雨雪在天线的设计、试验和使用的各个阶段，都必须充分注意环境条件的影响。在实际应用中，天线可能会腐蚀，大多数的腐蚀发生在大气环境中，大气中含有氧气、湿度、温度变化和污染物等腐蚀成分和腐蚀因素，盐雾腐蚀就是常见和最有破坏性的大气腐蚀。因此，需要开发具有良好的防盐雾性能的天线。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种防盐雾天线及其制备方法，以提供一种导电性好且具有良好的防盐雾性能的天线。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于制备防盐雾天线的方法，包括：将预浸料固化制备成天线基材；将金属粉和树脂混合，制得导电胶；将导电胶与石墨烯混合，得到含石墨烯的导电胶；将含石墨烯的导电胶涂覆在天线基材的表面并进行固化，得到防盐雾天线。
在上述方法中，将预浸料固化制备成天线基材得步骤包括：分别在第一工装和第二工装的表面上涂覆脱模剂并干燥；在第一工装和第二工装的表面上均依次铺设石墨烯胶膜、预浸料以及树脂胶膜，抽真空处理；将泡沫层包裹在第一工装的预浸料中；将第一工装和第二工装合模并固化；脱模制得天线基材。
在上述方法中，在将第一工装和第二工装合模并固化的步骤中，固化温度为100～200℃，固化时间为2～7小时。
在上述方法中，树脂胶膜包括环氧树脂、聚氨酯树脂、氰酸酯树脂中的一种或多种组合，以及石墨烯胶膜中的树脂包括环氧树脂、聚氨酯树脂、氰酸酯树脂中的一种或多种组合。
在上述方法中，在分别在第一工装和第二工装的表面上涂覆脱模剂并干燥的步骤中，在115～125℃下烘干。
在上述方法中，在将金属粉和树脂混合，制备成导电胶的步骤中，树脂的质量为金属粉的质量的25％～70％。
在上述方法中，在将导电胶与石墨烯混合，得到含石墨烯的导电胶的步骤中，石墨烯的体积为导电胶的体积的5％～25％。
在上述方法中，在的将含石墨烯的导电胶涂覆在天线基材的表面并进行固化的步骤中，固化温度为100～200℃。
在上述方法中，预浸料包括环氧树脂、聚氨酯树脂、氰酸酯树脂中的一种或多种组合。
在上述方法中，在将金属粉和树脂混合的步骤中，树脂包括环氧树脂、聚氨酯树脂、氰酸酯树脂中的一种或多种组合。
在上述方法中，金属粉包括银粉、铝粉、钛粉、铜粉中的一种或多种组合。
根据本发明的一个方面，还提供了一种由权利要求1～11中任一项的方法制备的防盐雾天线。
本发明通过在含金属粉的导电胶中加入石墨烯制得含有石墨烯的导电胶，然后将该导电胶涂覆在由预浸料固化制得的天线基材的表面并固化，制得防盐雾的天线。通过该方法制得的防盐雾天线，具有良好的抗盐雾腐蚀性能，可应用于航空航天、武器装备、军舰等军事领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的用于制备防盐雾天线的方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
用于制备防盐雾天线的方法
如图1的步骤S101所示，将预浸料固化制备成天线基材。
在该步骤中，首先，分别在第一工装和第二工装的表面上涂覆脱模剂并干燥，涂刷时工装表面温度应不低于15℃，每一层与前一层涂覆方向垂直，每涂完1层需要至少干燥15分钟，最终涂覆完成后，至少干燥30分钟，优选地，在115～125℃下烘干，脱模剂选用本领域常用的脱模剂。如果是再次涂敷脱模剂，涂覆1层或多层脱模剂，涂覆多层时，每层涂完后需至少干燥15分钟，然后在15～50℃下干燥至少30分钟。若工装经过砂磨，涂覆脱模剂按首次涂覆处理。
然后，在第一工装和第二工装的涂覆有脱模剂的表面上均依次铺设石墨烯胶膜、预浸料以及树脂胶膜，并抽真空处理。在该步骤中，如果石墨烯胶膜和预浸料是冷冻储藏的，还需要预先解冻预浸料和石墨烯胶膜，在解冻过程中，材料完全解冻后方可拆袋，擦掉包装封袋外的冷凝水，5分钟内不再出现水汽视为解冻完成。注意拆袋需要在恒温恒湿间或者有湿度控制的室内，没有条件情况下，至少需要在除湿的空调房间内拆袋。预浸料包括环氧树脂、聚氨酯树脂、氰酸酯树脂中的一种或多种组合。石墨烯胶膜中的树脂包括环氧树脂、聚氨酯树脂、氰酸酯树脂中的一种或多种组合，优选地，石墨烯的含量为石墨烯胶膜质量的20％～50％。树脂胶膜包括环氧树脂、聚氨酯树脂、氰酸酯树脂中的一种或多种组合，
将泡沫层包裹在第一工装的预浸料中以及将第一工装和第二工装合模用螺丝锁紧后进行固化，固化温度为100～200℃，固化时间为2～7小时；脱模制得天线基材。泡沫可选用在天线制备领域中常用的泡沫材料，如聚氨酯等。泡沫层是根据需要使用计算机数字控制机床(CNC)加工好的泡沫层。
如图1的步骤S103所示，将金属粉和树脂混合，制得导电胶。树脂的质量为金属粉的质量的25％～70％。树脂包括环氧树脂、聚氨酯树脂、氰酸酯树脂中的一种或多种组合，在步骤S103中所使用的树脂、树脂胶膜中包括的树脂以及预浸料中包括的树脂以及石墨烯胶膜中包括的树脂可以彼此相同或不同。金属粉包括银粉、铝粉、钛粉、铜粉中的一种或多种组合。
如图1的步骤S105所示，将导电胶与石墨烯混合，得到含石墨烯的导电胶。石墨烯的体积为导电胶的体积的5％～25％。
如图1的步骤S107所示，将含石墨烯的导电胶涂覆在天线基材的表面并进行固化，得到防盐雾天线。固化温度为100～200℃。
本发明通过在含金属粉的导电胶中加入石墨烯制得含有石墨烯的导电胶，然后将该导电胶涂覆在由预浸料固化制得的天线基材的表面并固化，制得防盐雾的天线。通过该方法制得的防盐雾天线，具有良好的抗盐雾腐蚀性能，可应用于航空航天、武器装备、军舰等军事领域。
实施例1
分别在第一工装和第二工装的表面上涂覆脱模剂并干燥，涂刷时工装表面温度应不低于15℃，涂覆后在115℃干燥30分钟；然后，在第一工装和第二工装的涂覆有脱模剂的表面上均依次铺设石墨烯胶膜、环氧树脂预浸料以及环氧树脂胶膜，并抽真空处理。石墨烯胶膜中的树脂包括环氧树脂，石墨烯的含量为石墨烯胶膜质量的20％。将聚氨酯泡沫层包裹在第一工装的预浸料中并将第一工装和第二工装合模用螺丝锁紧，在200℃固化2小时，脱模制得天线基材。
将银粉和环氧树脂混合，制得导电胶，其中，环氧树脂的质量为金属粉的质量的50％，随后将导电胶与石墨烯混合，得到含石墨烯的导电胶，其中，石墨烯的体积为导电胶的体积的20％，以及将含石墨烯的导电胶涂覆在天线基材的表面并在200℃下进行固化，得到防盐雾天线。
实施例2
分别在第一工装和第二工装的表面上涂覆脱模剂并干燥，涂刷时工装表面温度应不低于15℃，涂覆后在125℃干燥35分钟；然后，在第一工装和第二工装的涂覆有脱模剂的表面上均依次铺设石墨烯胶膜、氰酸酯树脂预浸料以及环氧树脂胶膜，并抽真空处理。石墨烯胶膜中的树脂包括氰酸酯树脂，石墨烯的含量为石墨烯胶膜质量的50％。将聚氨酯泡沫层包裹在第一工装的预浸料中并将第一工装和第二工装合模用螺丝锁紧，在100℃固化7小时，脱模制得天线基材。
将铜粉和环氧树脂混合，制得导电胶，其中，环氧树脂的质量为金属粉的质量的25％，随后将导电胶与石墨烯混合，得到含石墨烯的导电胶，其中，石墨烯的体积为导电胶的体积的5％，以及将含石墨烯的导电胶涂覆在天线基材的表面并在100℃下进行固化，得到防盐雾天线。
实施例3
分别在第一工装和第二工装的表面上涂覆脱模剂并干燥，涂刷时工装表面温度应不低于15℃，涂覆后在120℃干燥40分钟；然后，在第一工装和第二工装的涂覆有脱模剂的表面上均依次铺设石墨烯胶膜、环氧树脂预浸料以及环氧树脂胶膜，并抽真空处理。石墨烯胶膜中的树脂包括聚氨酯树脂，石墨烯的含量为石墨烯胶膜质量的40％。将聚氨酯泡沫层包裹在第一工装的预浸料中并将第一工装和第二工装合模用螺丝锁紧，在150℃固化5小时，脱模制得天线基材。
将铝粉和环氧树脂混合，制得导电胶，其中，环氧树脂的质量为金属粉的质量的70％，随后将导电胶与石墨烯混合，得到含石墨烯的导电胶，其中，石墨烯的体积为导电胶的体积的25％，以及将含石墨烯的导电胶涂覆在天线基材的表面并在150℃下进行固化，得到防盐雾天线。
实施例4
分别在第一工装和第二工装的表面上涂覆脱模剂并干燥，涂刷时工装表面温度应不低于15℃，涂覆后在118℃干燥35分钟；然后，在第一工装和第二工装的涂覆有脱模剂的表面上均依次铺设石墨烯胶膜、聚氨酯树脂预浸料以及环氧树脂胶膜，并抽真空处理。石墨烯胶膜中的树脂包括聚氨酯树脂，石墨烯的含量为石墨烯胶膜质量的45％。将聚氨酯泡沫层包裹在第一工装的预浸料中并将第一工装和第二工装合模用螺丝锁紧，在180℃固化4小时，脱模制得天线基材。
将钛粉和环氧树脂混合，制得导电胶，其中，环氧树脂的质量为金属粉的质量的70％，随后将导电胶与石墨烯混合，得到含石墨烯的导电胶，其中，石墨烯的体积为导电胶的体积的10％，以及将含石墨烯的导电胶涂覆在天线基材的表面并在120℃下进行固化，得到防盐雾天线。
实施例5
分别在第一工装和第二工装的表面上涂覆脱模剂并干燥，涂刷时工装表面温度应不低于15℃，涂覆后在120℃干燥40分钟；然后，在第一工装和第二工装的涂覆有脱模剂的表面上均依次铺设石墨烯胶膜、环氧树脂预浸料以及环氧树脂胶膜，并抽真空处理。石墨烯胶膜中的树脂包括聚氨酯树脂，石墨烯的含量为石墨烯胶膜质量的50％。将聚氨酯泡沫层包裹在第一工装的预浸料中并将第一工装和第二工装合模用螺丝锁紧，在200℃固化3小时，脱模制得天线基材。
将钛粉和环氧树脂混合，制得导电胶，其中，环氧树脂的质量为金属粉的质量的70％，随后将导电胶与石墨烯混合，得到含石墨烯的导电胶，其中，石墨烯的体积为导电胶的体积的25％，以及将含石墨烯的导电胶涂覆在天线基材的表面并在150℃下进行固化，得到防盐雾天线。
对比例
分别在第一工装和第二工装的表面上涂覆脱模剂并干燥，涂刷时工装表面温度应不低于15℃，涂覆后在125℃干燥35分钟；然后，在第一工装和第二工装的涂覆有脱模剂的表面上均依次铺设石墨烯胶膜、氰酸酯树脂预浸料以及环氧树脂胶膜，并抽真空处理。石墨烯胶膜中的树脂包括氰酸酯树脂，石墨烯的含量为石墨烯胶膜质量的50％。将聚氨酯泡沫层包裹在第一工装的预浸料中并将第一工装和第二工装合模用螺丝锁紧，在100℃固化7小时，脱模制得天线基材。
将铜粉和环氧树脂混合，制得导电胶，其中，环氧树脂的质量为金属粉的质量的25％，以及将不含石墨烯的导电胶涂覆在天线基材的表面并在100℃下进行固化，得到天线。
将对比例中的天线(导电胶中不含石墨烯)，在5％的盐雾下做抗腐蚀实验，48小时后，腐蚀面积达到60％-70％。而本发明实施例中的使用含5％石墨烯的导电胶的天线，经5％的盐雾，48小时后，腐蚀面积仅达到30％-40％，而使用含20％石墨烯的导电胶的天线，经5％的盐雾，48小时后，腐蚀面积仅达到15％-20％。由此可知，本发明的天线使用含有石墨烯的导电胶，可以显著地提高天线的防盐雾性能。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种用于制备防盐雾天线的方法，其特征在于，包括：
将预浸料固化制备成天线基材；
将金属粉和树脂混合，制得导电胶；
将所述导电胶与石墨烯混合，得到含石墨烯的导电胶；
将含石墨烯的导电胶涂覆在所述天线基材的表面并进行固化，得到所述防盐雾天线；
其中，将所述预浸料固化制备成所述天线基材的步骤包括：
分别在第一工装和第二工装的表面上涂覆脱模剂并干燥；
在涂覆有脱模剂的第一工装和第二工装的表面上均依次铺设石墨烯胶膜、预浸料以及树脂胶膜，抽真空处理；
将泡沫层包裹在所述第一工装的预浸料中；
将所述第一工装和所述第二工装合模并固化；
脱模制得所述天线基材，
其中，所述石墨烯胶膜中石墨烯的含量为所述石墨烯胶膜质量的20％～50％；所述导电胶含5％石墨烯或者20％石墨烯。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述第一工装和所述第二工装合模并固化的步骤中，所述固化温度为100℃～200℃，固化时间为2～7小时。
3.根据权利要求1所述的防盐雾天线，其特征在于，所述树脂胶膜包括环氧树脂、聚氨酯树脂、氰酸酯树脂中的一种或多种组合，以及所述石墨烯胶膜中的树脂包括环氧树脂、聚氨酯树脂、氰酸酯树脂中的一种或多种组合。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在分别在所述第一工装和所述第二工装的所述表面上涂覆所述脱模剂并干燥的步骤中，在115℃～125℃下烘干。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述金属粉和所述树脂混合，制得所述导电胶的步骤中，所述树脂的质量为所述金属粉的质量的25％～70％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述导电胶与所述石墨烯混合，得到所述含石墨烯的导电胶的步骤中，所述石墨烯的体积为所述导电胶的体积的5％～25％。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述的将所述含石墨烯的导电胶涂覆在所述天线基材的表面并进行固化的步骤中，所述固化温度为100℃～200℃。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预浸料包括环氧树脂、聚氨酯树脂、氰酸酯树脂中的一种或多种组合。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述金属粉和所述树脂混合的步骤中，所述树脂包括环氧树脂、聚氨酯树脂、氰酸酯树脂中的一种或多种组合。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属粉包括银粉、铝粉、钛粉、铜粉中的一种或多种组合。
11.由权利要求1～10中任一项所述的方法制备的防盐雾天线。
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