CN112778708A - 车辆的雷达透射罩的组成物 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种车辆的雷达透射罩的组成物。该组成物可以增强介电特性同时极好地保持机械物理性质。该组成物形成车辆的雷达透射罩，从雷达辐射的雷达波束透射车辆的雷达透射罩，该组成物具有混合了70wt％至90wt％的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和10wt％至30wt％的聚碳酸酯(PC)的主体材料并且混合至少包括增强填料的添加剂。

Description

车辆的雷达透射罩的组成物
技术领域
本公开涉及一种车辆的雷达透射罩的组成物，并且更具体地，涉及一种可以增强介电特性同时极好地保持机械物理性质的车辆的雷达透射罩的组成物。
背景技术
近来，随着对自动驾驶车辆的关注增加，对于能够使车辆自动驾驶的车辆雷达技术的需求也在增加。
应用车辆雷达技术的代表性示例是智能巡航系统。
智能巡航系统是一种通过安装在车辆前部的雷达来感测前方车辆的移动并根据感测结果来控制发动机和制动器以使车辆加速和减速，从而避开前方车辆并改变车道，或者在没有前方车辆时，使车辆能够再次加速到初始设定的速度之后恒速行驶的系统。
为了实现这样的智能巡航系统，车辆配备有雷达装置，并通过发送和接收从雷达辐射的激光束来收集有关前方车辆的移动以及关于周围环境变化的信息。
通常，雷达装置包括用于发送和接收激光束的天线、诸如毫米波射频集成电路(RFIC)的内部电子组件以及用于保护天线和内部电子组件的天线罩(radome)。此外，用于保护雷达装置的罩(cover)设置在天线罩的前部。
诸如天线罩和罩的用于覆盖雷达模块的前部的透射罩需要具有足够的刚度来保护诸如雷达内部的天线的内部组件免受外部环境的影响以正常工作，并且要求使从天线辐射的雷达波束在透射时的透射损失最小化。
此外，透射罩应当使用不与诸如车辆发动机油、汽油或乙醇/酒精的化学成分产生化学反应的稳定材料来制造。
通常，通过在聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)系列的主体材料中混合作为增强填料的玻璃纤维(GF)以用作制造覆盖诸如天线罩和盖的雷达模块的前部的透射覆盖件的材料。然而，作为增强填料混合的玻璃纤维(GF)随着其含量的增加而提高了所需材料的机械物理性质，但是影响雷达透射性能的介电特性变差，存在权衡(trade-off)关系。
此外，在从天线辐射的雷达波束初次透射天线罩的情况下，如果天线罩尺寸失真，则会产生辐射雷达波束的相位差，从而发生波束图案失真的波束失真现象。
同时，因为通过在PBT系列的主体材料中仅混合玻璃纤维作为增强填料可能不能补偿波束失真现象，因此通常通过进一步在主体材料中混合丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯(ASA)材料来防止波束失真现象的发生。
然而，形成ASA材料的丙烯酸橡胶可能会使介电特性变差，并且由于雷达透射性能变差，因此可能会缩短雷达波束感测距离。
作为背景技术而说明的前述内容仅旨在帮助理解本公开的背景，而并不旨在表示本公开落入本领域技术人员已知的相关技术的范围内。
发明内容
本公开的目的是提供一种车辆的雷达透射罩的组成物，其可以调节组分以不使用虽然改善机械物理性质但是降低介电特性的组分，从而增强介电特性，同时极好地保持机械物理性质。
根据本公开的实施例的车辆的雷达透射罩的组成物，该组成物形成车辆的雷达透射罩，从雷达辐射的雷达波束透射车辆的雷达透射罩。该组成物具有混合了70wt％至90wt％的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和10wt％至30wt％的聚碳酸酯(PC)的主体材料，并混合可至少包括增强填料的添加剂。
相对于100重量份的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚碳酸酯(PC)的总量，主体材料进一步混合2.5至7.5重量份的线性低密度聚乙烯(LLDPE)。
添加剂中进一步混合磷基稳定剂。
主体材料混合了70wt％至80wt％的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和20wt％至30wt％的聚碳酸酯(PC)，并且相对于100重量份的主体材料，混合0.2至0.5重量份的磷基稳定剂。
磷基稳定剂为有机亚磷酸酯或磷酸钠。
增强填料为玻璃纤维GF，并且相对于100重量份的主体材料，混合10至20重量份的玻璃纤维。
玻璃纤维的长轴长度为60至400μm。
根据本公开的实施例，可以优化形成主体材料的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚碳酸酯(PC)的比例，以增强介电特性同时极好地保持机械物理性质，并且通过添加磷基稳定剂来，确保耐化学性。
因此，可以使产品的变形最小化，从而防止雷达波束图案失真，改善介电损耗，并且解决诸如表面变色和物理性质下降的问题。
此外，可以相对于常规材料减少玻璃纤维的含量，同时使用小比重的线性低密度聚乙烯(LLDPE)，从而在确保相同或相似的机械物理性质的同时改善介电损耗。
此外，可以限制玻璃纤维的长轴长度的范围，从而达到抗冲击强度并使产品的变形最小化。
附图说明
从以下结合附图的详细描述中，将更清楚地理解本公开的上述和其它目的、特征和其它优点，其中：
图1和图2是示出实施例和比较例的组分类型、含量和物理性质评估值的表。
具体实施方式
下文中，将参照附图更详细地描述本公开的实施例。然而，本公开不限于以下所公开的实施例，而是将以各种形式来实现，并且实施例仅旨在完成本公开的公开内容，并且提供实施例以将本公开的范围充分告知本领域技术人员。
图1和图2是示出实施例和比较例的组分类型、含量和物理性质评估值的表。
根据本公开的实施例的车辆的雷达透射罩的组成物是形成从雷达辐射的雷达波束透射的车辆的雷达透射罩的组成物，并且，根据本实施例所形成的组成物可以应用于制造雷达波束透射的诸如应用于车辆的雷达装置的天线罩和前罩的罩部件。
根据本公开的实施例的车辆的雷达透射罩的组成物通过将主体材料与用于增强主体材料的诸如耐化学性和抗冲击性的机械物理性质的添加剂混合而形成，其中，主体材料中混合了70wt％至90wt％的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和10wt％至30wt％的聚碳酸酯(PC)。
主体材料是保持透射罩的整体形状和物理性质的组分，并且通过混合聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚碳酸酯(PC)来使用。
本实施例通过将聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚碳酸酯(PC)的总量设定为100wt％来形成主体材料。因此，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的含量的上限值与聚碳酸酯(PC)的含量有关。
如果聚碳酸酯(PC)的含量小于10wt％，则难以确保可以发挥雷达性能的尺寸稳定性，并且如果聚碳酸酯(PC)的含量超过30wt％，则存在与诸如乙醇的化学物反应而发生变色和物理性质下降的问题。
如上所述，本实施例中使用聚碳酸酯(PC)作为形成主体材料的组分，而不使用作为虽然增强机械物理性质但是降低介电特性的组分的丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯(ASA)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，从而确保机械物理性质和尺寸稳定性。
然而，虽然聚碳酸酯(PC)可以确保机械物理性质和尺寸稳定性，但是随着聚碳酸酯(PC)含量的增加，耐化学性会下降。
因此，本实施例使用磷基稳定剂(phosphorus-based stabilizer)作为添加剂来确保耐化学性。
也就是说，本实施例使用聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚碳酸酯(PC)作为主体材料，并且在这两种组分之中，如果聚碳酸酯(PC)含量增加，则聚碳酸酯(PC)与诸如乙醇的化学物产生反应，从而发生诸如变色和物理性质下降的问题，并且因此，本实施例使用磷基稳定剂作为添加剂来补偿由于混合聚碳酸酯(PC)而导致的耐化学性降低。
磷基稳定剂是诸如有机亚磷酸酯(organo-phosphite)或磷酸钠(SodiumPhosphate)的稳定剂，并通过酯(ester)键来抑制聚碳酸酯(PC)和乙醇之间的耐化学性问题。
此时，相对于100重量份的主体材料，优选混合0.2至0.5重量份的磷基稳定剂。
如果磷基稳定剂的含量小于0.2重量份，则存在不能确保耐化学性的问题，并且如果磷基稳定剂的含量超过0.5重量份，则过量添加的磷基稳定剂充当杂质，从而降低物理性质。
同时，本实施例可以进一步将线型低密度聚乙烯(LLDPE)混合到主体材料中以增强机械物理性质，例如透射罩的抗冲击性。如上所述，可以进一步将线型低密度聚乙烯(LLDPE)混合到主体材料中，从而减少诸如额外混合以增强透射罩的物理性质的增强填料的添加剂的混合量。
此时，相对于100重量份的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚碳酸酯(PC)的总量，优选地进一步将2.5至7.5重量份的线型低密度聚乙烯(LLDPE)混合到主体材料中。如果线型低密度聚乙烯(LLDPE)的含量小于2.5重量份，则由于提高抗冲击性的效果不充分，因此难以减少诸如玻璃纤维的增强填料的混合量，并且如果线型低密度聚乙烯(LLDPE)的含量超过7.5重量份，则注射流量急剧降低，从而无法均匀分散诸如玻璃纤维的增强填料，因此降低注射性能。
此外，本实施例可以进一步混合增强填料作为添加剂，以防止透射罩的弯曲变形。
增强填料可以使用能够防止弯曲变形的玻璃纤维(GF)。此时，相对于100重量份的主体材料，优选地混合10至20重量份的玻璃纤维。如果玻璃纤维(GF)的含量小于10重量份，则诸如减小弯曲变形量的增强机械物理性质的效果不显著，并且如果玻璃纤维(GF)的含量超过20重量份，则由于介电损耗的增加而可能无法达到预期改善介电损耗的效果。
如上所述，作为用来防止透射罩的弯曲变形的增强填料的玻璃纤维(GF)可以预期增强机械物理性质的效果，但是具有增加介电损耗的缺点。
因此，本实施例减少作为增强填料的玻璃纤维(GF)的混合量，同时进一步将线型低密度聚乙烯(LLDPE)混合到主体材料中，从而改善了介电损耗以增强雷达透射性能。
同时，用作增强填料的玻璃纤维(GF)具有针状形状，并且玻璃纤维的长轴和短轴长度之间的差可能会引起产品的变形。因此，优选地限制玻璃纤维的长轴长度。
例如，玻璃纤维(GF)的长轴长度优选为60至400μm。如果玻璃纤维(GF)的长轴长度小于60μm，则可以减小弯曲等变形，但是所需的抗冲击强度急剧降低，并且如果玻璃纤维(GF)的长轴长度超过400μm，则因为会发生相当大的程度的弯曲等变形，因此玻璃纤维(GF)难以被用作透射罩材料。
接下来，将通过比较例和实施例来描述本公开。
通过改变主体材料和添加剂的类型和含量来制造样品，然后进行介电损耗、耐化学性和产品弯曲评估。
在图1中改变主体材料和添加剂的类型和含量，并同时示出评估结果。此时，在根据图1的评估中，以与一般商业材料中应用增强填料相同的方式，相对于100重量份的主体材料添加30重量份的作为增强填料的GF，以确定根据用作主体材料的PBT和PC的含量(wt％)和是否使用作为添加剂的耐化学性改进剂的特性。此外，在使用耐化学性改进剂的情况下，当使用磷基稳定剂作为耐化学性改进剂时，相对于100重量份的主体材料，同样地使用0.3重量份。
此外，样品的弯曲评估是通过制造天线罩产品后在天线罩产品的上端部照射激光扫描以检查Z轴的高点和低点来评估产品的弯曲程度。
此外，介电常数和介电损耗的评估根据ASTM D2520和JISC256标准进行，并且官方测试名称为复介电常数(介电常数)的标准测试方法。将样品制造为3×10×30mm的样本以将其放置在金属的空白空间中，并通过测量有样品和无样品的相应区域的共振频率的变化量来测量介电常数和介电损耗。
此外，抗冲击性评估使用ASTM D256评估标准，并且在室温(23摄氏度)下对制造厚度为3.2mm的样品进行IZOD冲击强度测量。
耐化学性评估是通过用吸管等直接将诸如汽油、柴油、高光蜡、机油、乙醇和丙酮滴的化学物滴落在样品的有效表面上，在室温下放置1小时，然后放入85℃的腔室中，3小时后取出，并且擦去化学物，用肉眼观察样品的外观，如果没有观察到裂纹、变色、褪色、起泡等，则判断为“合格(PASS)”，如果观察到裂纹、变色、褪色、起泡等，则判断为“不合格(NG)”。
同时，根据本公开的组成物是形成车辆的雷达透射罩的组成物，并且优选地介电损耗为0.01或更小，产品弯曲评估为0.35mm或更小，抗冲击强度为70或更大，并且耐化学性被评估为合格(PASS)。
为了防止雷达波束失真，天线罩的尺寸稳定性非常重要。因此，从图1可以确认，作为常规商业材料的4号样品添加用于尺寸稳定性的ASA，显示出满足产品弯曲评估(0.35mm或更小)的水平，但是介电损耗差。
同时，不包括ASA仅由PBT制造以改善介电损耗的5号样品具有优异的介电损耗，但是产品弯曲评估的结果非常差，因此难以用作天线罩材料。
此外，1号样品至3号样品和6号样品至8号样品是通过在不包括ASA的状态下混合PBT和PC而形成主体材料的样品，并且在1号样品的情况下，由于PC的含量相对较低，并且未添加作为耐化学性改进剂的磷基稳定剂，因此介电损耗较低，但是耐化学性较好。
此外，在6号样品和7号样品的情况下，可以确认随着PC含量的逐渐增加，由于与诸如乙醇的化学物产生反应，耐化学性降低。
另一方面，在2号样品和3号样品的情况下，混合了诸如有机亚磷酸酯或磷酸钠的磷基稳定剂以补偿耐化学性的降低。其结果是，提高了耐化学性，可以推测这是由于通过与反应器的预结合的结构稳定而导致的，反应器通过磷基稳定剂使PC和乙醇之间形成酯键。
同时，在8号样品的情况下，添加了作为耐化学性改进剂的磷基稳定剂，但是PC的含量过高而无法发挥提高耐化学性的作用。
接下来，进行以下测试：进一步混合LLDPE以补偿刚度的降低，同时减少用作增强填料的GF的含量，以改善介电损耗。
此时，通过改变主体材料和添加剂的类型和含量来制造样品，然后进行介电常数、介电损耗、抗冲击强度(J/m)和产品弯曲评估。
在图2中改变主体材料和添加剂的类型和含量，并同时示出了评估结果。此时，除了12号样品以外，每个样品都混合了用作耐化学性改进剂的磷基稳定剂。
同时，减小材料的介电损耗以提高雷达感测性能非常重要。对于天线罩组件，不可避免地需要抗冲击强度以防止诸如来自外部环境的变形和损坏的问题，为此，通过将GF混合到上述测试的样品中来增强物理性质。
如在18号样品和19号样品的情况下，可以确认未混合GF的样品具有优异的介电损耗，但是具有相对较低的抗冲击强度。
然而，可以确认GF是影响雷达感测性能的最不利的材料因素，并且如13号、14号和17号样品的情况，介电损耗的值随着GF的混合量增加而增大。
也就是说，可以确认介电损耗与耐冲击强度之间的权衡关系取决于作为增强填料的GF的添加。
因此，本公开进一步将LLDPE混合到主体材料中，以同时满足抗冲击强度参考条件，同时减少GF的含量以改善介电损耗。
可以确认，在进一步将LLDPE混合到PBT和PC的9号样品至12号样品的情况下，与未混合GF的18号样品和19号样品以及仅用PBT和PC形成主体材料的16号样品和17号样品相比，抗冲击强度提高了约5倍。
其结果是，可以确认，即使添加了15重量份或更少的GF，仍保证了抗冲击强度，并且与商业材料(13号)相比，介电损耗改善了约35％。
可以确认，在未添加LLDPE且GF的混合量为15重量份的16号样品的情况下，抗冲击强度没有充分满足。
同时，随着LLDPE含量的增加，抗冲击强度可以提高而不影响介电损耗，但是如15号样品添加10重量份的LLDPE时，不能保证GF的分散性，因此，由于它本身不能成为注射剂，从而不适合用作材料。
同时，GF可能会由于长轴和短轴长度之间的差而导致天线罩材料的略微变形，这可能会导致从雷达天线辐射的雷达波束发生变形。
当长轴和短轴长度之间的差较小(越接近球形)时，GF的雷达波束变形较小。实际上，在如21号样品中长轴长度较短(50μm)的情况下，弯曲评估参考得到最佳结果，但抗冲击强度急剧降低，因此无法用作天线罩材料。
另一方面，如14号样品的情况，当制造GF的长轴长度较长(500μm)的产品时，可以确保强度，但是产品弯曲变形严重，因此无法用作天线罩材料。
同时，9号样品至12号样品是满足本公开中提出的组分的类型和含量的样品，并且示出了满足所有介电常数、介电损耗、抗冲击强度和产品弯曲评估的水平。
尽管已经参考附图和上述优选实施例描述了本公开，但是本公开不限于此，而是由所附权利要求书进行限定。因此，在不脱离所附权利要求书的技术精神的情况下，本领域技术人员可以对本公开进行各种改变和修改。

Claims (7)

1.一种车辆的雷达透射罩的组成物，
所述组成物形成所述车辆的雷达透射罩，从雷达辐射的雷达波束透射所述车辆的雷达透射罩，
其中主体材料混合了70wt％至90wt％的聚对苯二甲酸丁二醇酯即PBT和10wt％至30wt％的聚碳酸酯即PC；并且
混合至少包括增强填料的添加剂。
2.根据权利要求1所述的车辆的雷达透射罩的组成物，其中，
相对于100重量份的所述聚对苯二甲酸丁二醇酯即PBT和所述聚碳酸酯即PC的总量，所述主体材料进一步混合2.5至7.5重量份的线性低密度聚乙烯即LLDPE。
3.根据权利要求1所述的车辆的雷达透射罩的组成物，其中，
所述添加剂中进一步混合磷基稳定剂。
4.根据权利要求3所述的车辆的雷达透射罩的组成物，其中，
所述主体材料混合了70wt％至80wt％的聚对苯二甲酸丁二醇酯即PBT和20wt％至30wt％的聚碳酸酯即PC，并且，
相对于100重量份的所述主体材料，混合0.2至0.5重量份的所述磷基稳定剂。
5.根据权利要求4所述的车辆的雷达透射罩的组成物，其中，
所述磷基稳定剂为有机亚磷酸酯或磷酸钠。
6.根据权利要求1所述的车辆的雷达透射罩的组成物，其中，
所述增强填料为玻璃纤维即GF，并且，
相对于100重量份的所述主体材料，混合10至20重量份的所述玻璃纤维。
7.根据权利要求6所述的车辆的雷达透射罩的组成物，其中，
所述玻璃纤维的长轴长度为60至400μm。
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