CN112549666A - 一种透波材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明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。

Description

一种透波材料及其制备方法
技术领域
本发明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。
背景技术
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。
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。
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。
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。
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。该发明采用了热 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。
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。
发明内容
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。
本发明的第一个方面，提供了：
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。
在一个实施方式中，所述的皮层为实心层。
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，
本发明的第二个方面，提供了：
一种通讯设备，其中包含有上述的透波材料。
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。
本发明的第三个方面，提供了：
透波材料的制备方法，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。
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。
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。
本发明的第四个方面，提供了：
一种透波材料的制备装置，包括：
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；
气源，用于向腔室中供入超临界气体；
模具上设有排空口；
在上模腔与下模腔的相对的内表面上分别设有离型膜。
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。
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。
在一个实施方式中，所述的进行切割的装置是冷刀。
在一个实施方式中，所述的冷刀的结构中包括：
数控机床轴承，用于控制冷刀的进给；
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；
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；
刀头，位于数控机床轴承底端，
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；
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。
在一个实施方式中，所述的间隙的距离是0.1～1mm之间。
在一个实施方式中，液氮微型储罐体积为1～50L。
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。
本发明的第五个方面，提供了：
上述的透波材料在用于制造毫米波通讯设备中的应用。
有益效果
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 发的透波材料一体成型，且具有特殊的微观结构，从材料本身上取得了突破，根本上解决了 目前通信天线罩仅适用予低频、窄频段且无法适用予毫米波段的技术瓶颈。
附图说明
图1是透波材料结构图；
图2是透波材料生产装置图；
图3是冷刀剖面图；
图4是冷刀A处俯视图；
图5是冷刀B处仰视图；
图6是实施例1的液氮淬断面SEM图；
图7是对比例3的液氮淬断面SEM图；
具体实施方式
本发明提供的透波材料，是通过超临界发泡的方法一体成型得到，其适用于毫米波天线 罩，具有较好的透波性。其主体的结构如图1所示，包括：发泡材料层100以及覆于发泡材 料层两侧的皮层101。
更具体的材料参数是：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0.05～0.20g/cm3，发泡材料层中存在泡孔，泡孔孔径<50μm，孔壁厚度<100nm。 其中皮层一般为实心。
由于毫米波的波长在1～10mm之间，而本发明中的泡孔泡孔孔径<50μm，孔壁厚度<100 nm范围内时，可以有效地提高毫米波的透过性。
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。
另外，透波材料中还可以根据所需要的性能，添加相应的助剂，例如阻燃剂和抗老剂。
作为发泡材料中的阻燃剂，优选无卤-无锑类的无机阻燃剂。作为这样的无机阻燃剂，例 如可列举出金属氢氧化物、金属化合物的水合物等。更具体而言，可列举出氢氧化铝；氢氧 化镁；氧化镁、氧化镍的水合物；氧化镁、氧化锌的水合物等。其中，可适宜地列举出氢氧 化镁。上述水合金属化合物也可以进行过表面处理。阻燃剂可以单独使用或组合两种以上使 用。
作为发泡材料中的抗老化剂，可以使用公知的抗老剂，可以使用例如胺系、苯酚系、咪 唑系、氨基甲酸金属盐等的抗老剂。
以上材料的制备方法可以是：
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；本发明中，在模腔的上下位置设置离型膜，可以在发泡加工后，在透波材料 的上下表面分别形成较为致密的皮层，从而一定程度上提高材料的耐候性和力学性能。
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。
在一个典型的制造过程中，操作方法如下：
第一步：把聚烯烃粒料(熔融指数≤5g/10min)、阻燃剂、抗老化剂充分混合后加入通过 片材双螺杆挤出机或者平板硫化机制备厚度10～15mm厚的聚烯烃片材
第二步：把所制得聚烯烃片材放入多层模压发泡机模腔(上下面贴光滑离型膜)中，充 入超临界流体，压力为8～25MPa，温度为120～270℃，保温保压10～260min后，快速开模泄 压(泄压速度>5MPa/s),即得带上下光滑皮的聚烯烃微孔泡沫材料。闭孔结构，发泡倍率约 15倍，密度约0.09g/cm3，总体厚度在28～40mm，其中上下皮面厚度在0.1～1mm。
第三步：采用冷刀(刀头可喷射液氮)进行数控加工，即得精确尺寸的天线罩透波材料。 利用上述过程也可进行异型材的加工。
基于以上的方法，本发明提供的生产装置如图2所示，包括：
模具16，由上模腔18和下模腔19构成，上模腔18和下模腔19之间形成腔室；
气源15，用于向腔室中供入超临界气体；
模具16上设有排空口17；
在上模腔18与下模腔19的相对的内表面上分别设有离型膜20、21。
在一个实施方式中，模具16中还设有升温装置，用于对模腔内进行升温。
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。
在一个实施方式中，所述的进行切割的装置是冷刀。
在一个实施方式中，所述的冷刀的结构中包括：
数控机床轴承1，用于控制冷刀的进给；
液氮微型储罐3，位于数控机床轴承1的底部的外侧，用于存储和提供液氮；
保温层2，位于液氮微型储罐3的外部，用于对液氮微型储罐3进行保温；
刀头5，位于数控机床轴承1底端，
锥形金属档板6，位于刀头5的外部，与刀头5之间形成用于液氮喷出的间隙；
储罐液氮喷淋口4，位于液氮微型储罐3的下方，使液氮微型储罐3与间隙相连通。
在一个实施方式中，所述的间隙的距离是0.1～1mm之间。
在一个实施方式中，液氮微型储罐3体积为1～50L。
在一个实施方式中，锥形金属档板6是通过加强筋13固定在液氮微型储罐3上。
备注：1、数控机床轴承；2、保温层；3、液氮微型储罐，体积为1～5L；4、储罐液氮喷淋口，在储罐底部有四处，圆形，直径在10～30mm；5、刀头；6、锥形金属档板，其通过加 强筋13固定在储罐3上，其开口处与刀头距离12在0.1～1mm，高度方向上离刀剑10mm； 7、液氮集中喷淋口；8、数控机床轴承俯视面；9、保温层俯视面；10、储罐A方向俯视面； 11、刀头俯视面；12、集中喷淋口俯视面；13、锥形金属档板加强筋；14、储罐B方向俯视面
实施例1：
把聚烯烃(熔融指数2g/10min)共混料加入双螺杆片材挤出机中，加工温度210～290℃，其 中片材挤出模头温度在180～240℃。通过三辊冷却架得到厚度10mm厚的聚烯烃片材。 把所制得聚烯烃片材放入多层模压发泡机模腔(上下面贴光滑离型膜)中，充入超临界流体， 压力为13MPa，温度为163℃，保温保压30min后，快速开模泄压,即得聚烯烃微孔泡沫材 料，采用冷刀进行数控加工。
实施例2：
先把聚烯烃(熔融指数3g/10min)共混料预热，预热温度120℃，然后将预热好的物料加到 事先预热好的180～195℃的模具中，在14MPa下施压、保压60min，然后冷却到80℃脱模， 得到厚度10mm厚的聚烯烃片材。
把所制得聚烯烃片材放入多层模压发泡机模腔(上下面贴光滑离型膜)中，充入超临界流体， 压力为10MPa，温度为163℃，保温保压30min后，快速开模泄压,即得聚烯烃微孔泡沫材 料.采用冷刀进行数控加工。
对比例1：
与实施例1相比，唯一不同之处是模腔内不放置光滑隔离膜。
对比例2：
与对比例1相比，唯一不同之处是后期上下面粘贴上玻纤增强聚烯烃蒙皮，蒙皮厚度为1 mm，保证整体厚度与实施例一相同。
对比例3：
与实施例一共混体系的配方相比，不同的是采用传统的化学发泡剂AC制得。
对比例4：
与实施例1过程相比，唯一不同是普通的刀进行数控切割。
测试方法：
泡孔直径及泡孔壁厚度的测量：利用Nano Measurer软件标记样品SEM图中各个泡孔的 直径以及孔壁厚度，然后由软件分析报告查看泡孔的平均直径及平均孔壁厚度；
透波率：采用自由空间法
剥离强度及压缩强度分布按照GB8808-1988、GB8813-2008标准测试.
测试结果如下：
Figure BDA0002625842160000071
从实施例1和对比例1的力学性能数据对比可以看出，在模具中放置光滑的离型膜有助 于透波微孔泡沫表面形成光滑的结皮，从而一定程度上提升材料的耐压等力学性能。
从实施例1和对比例2的透波率以及力学性能的相关数据对比可知，夹芯结构的透波材 料虽然在压缩强度方面可以很好的提升材料的性能，但较一体式结构的透波材料由于存在明 显的界面，在剥离强度和透波性能方面有很明显不足即一体式结构更能保证透波材料的寿命 和介电性能的长久有效性。
从实施例1、实施例2和对比例3的相关数据的数据以及SEM图可以看出，利用本项目 开发的一体成型超临界固态发泡技术所得的泡沫材料泡孔均<100um，孔壁厚度<100nm，较 传统发泡材料的泡孔分布更均匀，泡孔孔径更小，孔壁厚度更小，力学性能有很大的提升， 另外不仅在不同的电磁波频段，透波率均大于90％，具有很好的透波效果，在高频段的透波 率也更为优良。
从实施例1和对比例4的产品平整度数据来看，所发明的冷刀装置在微孔泡沫的加工上 加工精度更高，很好的解决了泡沫材料由于加工精度问题在电子通信领域应用的技术瓶颈。

Claims (10)

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100nm。
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8~25 MPa，模腔温度为120~270℃，保温保压10~260 min；泄压过程的泄压速度>5 MPa/s；发泡倍率在2~20倍左右；
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。
7.一种透波材料的制备装置，其特征在于，包括：
模具（16），由上模腔（18）和下模腔（19）构成，上模腔（18）和下模腔（19）之间形成腔室；
气源（15），用于向腔室中供入超临界气体；
模具（16）上设有排空口（17）；
在上模腔（18）与下模腔（19）的相对的内表面上分别设有离型膜（20、21）。
8.根据权利要求7所述的透波材料的制备装置，其特征在于，在一个实施方式中，模具（16）中还设有升温装置，用于对模腔内进行升温；
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；
在一个实施方式中，所述的进行切割的装置是冷刀；
在一个实施方式中，所述的冷刀的结构中包括：
数控机床轴承（1），用于控制冷刀的进给；
液氮微型储罐（3），位于数控机床轴承（1）的底部的外侧，用于存储和提供液氮；
保温层（2），位于液氮微型储罐（3）的外部，用于对液氮微型储罐（3）进行保温；
刀头（5），位于数控机床轴承（1）底端；
锥形金属档板（6），位于刀头（5）的外部，与刀头（5）之间形成用于液氮喷出的间隙；
储罐液氮喷淋口（4），位于液氮微型储罐（3）的下方，使液氮微型储罐（3）与间隙相连通。
9.根据权利要求8所述的透波材料的制备装置，其特征在于，在一个实施方式中，所述的间隙的距离是0.1~1 mm之间；
在一个实施方式中，液氮微型储罐（3）体积为1~50 L；
在一个实施方式中，锥形金属档板（6）是通过加强筋（13）固定在液氮微型储罐（3）上。
10.权利要求1所述的透波材料在用于制造毫米波通讯设备中的应用。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103660410A (zh) * 2012-09-19 2014-03-26 上海杰德惠化学科技有限公司 一种天线罩透波夹芯材料及其制造方法和用途
CN110475814A (zh) * 2017-04-06 2019-11-19 日东电工株式会社 毫米波天线用膜
CN110539539A (zh) * 2019-08-02 2019-12-06 上海阿莱德实业股份有限公司 一种毫米波天线罩用透波材料及其成型方法
CN111421937A (zh) * 2020-03-05 2020-07-17 上海阿莱德实业股份有限公司 5g毫米波天线罩用复合材料及其制备方法
CN212528917U (zh) * 2020-08-10 2021-02-12 江苏集萃先进高分子材料研究所有限公司 一种透波材料、通讯设备以及制备透波材料的装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103660410A (zh) * 2012-09-19 2014-03-26 上海杰德惠化学科技有限公司 一种天线罩透波夹芯材料及其制造方法和用途
CN110475814A (zh) * 2017-04-06 2019-11-19 日东电工株式会社 毫米波天线用膜
CN110539539A (zh) * 2019-08-02 2019-12-06 上海阿莱德实业股份有限公司 一种毫米波天线罩用透波材料及其成型方法
CN111421937A (zh) * 2020-03-05 2020-07-17 上海阿莱德实业股份有限公司 5g毫米波天线罩用复合材料及其制备方法
CN212528917U (zh) * 2020-08-10 2021-02-12 江苏集萃先进高分子材料研究所有限公司 一种透波材料、通讯设备以及制备透波材料的装置

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