[发明专利]一种宽频透波低介电天线罩材料及其快速制备方法

说明书

一种宽频透波低介电天线罩材料的快速制备方法，包括以下步骤：a)将宽频透波石英纤维布按产品要求尺寸裁剪到位；b)将氰酸酯树脂在烘箱中加热，以形成氰酸酯树脂液；c)将喷涂四氟乙烯涂层后的耐热钢模具加热至预定温度，然后将处理后的宽频透波石英纤维布放置在耐热钢模具上；d)将氰酸酯树脂液涂刷至宽频透波石英纤维布表面，涂刷均匀；然后装模固定；e)固化，然后冷却、脱模，脱模后再进行热处理；最后缓慢冷却至室温，得到宽频透波低介电天线罩材料。本发明方法制备周期短、原料来源广泛、配制容易、操作简单，获得的产品各项性能优异，方法及产品应用前景广阔。

技术领域

本发明属于天线罩复合材料技术领域，具体涉及到一种宽频透波低介电天线罩材料的快速制备方法及通过该方法获得的产品。

背景技术

天线罩作为机体结构的一部分，起着保护内置天线的作用，既要具备高强度透波功能，又要满足特定环境使用条件，还需承受相应的机体载荷，保障机体安置天线的正常通讯工作。这对天线罩材料体系提出了更高的要求。

经过了50多年的研究，天线罩材料大体经历了如下的发展路线：纤维增强塑料→氧化铝陶瓷→微晶玻璃→石英陶瓷→氮化物陶瓷→复合材料，有机透波材料具有介电性能优良、可加工性能好、成本低等优点，但是其损耗角正切较大(≥0.01)；陶瓷透波材料(氧化铝陶瓷、石英陶瓷与氮化物陶瓷等)要求介电常数低，损耗角正切要小，但是氧化铝的介电常数较高(3.9)，并且随温度变化过大，由于其弹性模量和热膨胀系数较大，导致其抗热震冲击性能差；石英陶瓷的主要缺点是力学性能较差(弯曲强度50MPa左右)，而且含有5～10％的气孔；氮化物陶瓷机械性能偏低，抗雨蚀能力差；陶瓷基复合材料的介电常数为4～7，损耗角正切小于0.01(Si3N4-BN-SiO2)，石英纤维织物增强二氧化硅复合材料的介电常数2.88，损耗角正切0.006(5.841GHz，25℃)，但是其制备周期较长(浸渍-烧结5周期以上)，弯曲强度50MPa左右。

氰酸酯树脂是理想的天线罩用树脂基体材料；由于具有良好的热稳定性和耐湿热性，极低的线膨胀系数等优点，材料透波率极高，透明度好，是很好的透波材料，氰酸酯树脂具有优良的高温力学性能，弯曲强度和拉伸强度都比双官能团环氧树脂高；极低的吸水率(<1.5％)；成型收缩率低，尺寸稳定性好；耐热性好，玻璃化温度在240～260℃，最高能达到400℃，改性后可在170℃固化；耐湿热性、阻燃性、粘结性都很好，和玻纤、碳纤、石英纤维、晶须等增强材料的粘接性能好；电性能优异，具有极低的介电常数(2.8～3.2)和介电损耗角正切值(0.002～0.008)，并且介电性能对温度和电磁波频率的变化都显示特有的稳定性(即具有宽频带性)。

考虑到天线罩对承载、透波和防热等性能的要求，可用作复合材料增强体的候选纤维主要有各种玻璃纤维、Si₃N₄纤维和BN纤维等。在这些候选纤维中，石英纤维的介电常数和介电损耗最低，表现出最好的介电性能。石英纤维还具有优异的抗热震、耐烧蚀性能和化学稳定性，且易于编织，是制备耐高温天线罩重要的增强材料。与实心石英纤维相比，空心石英纤维增强的陶瓷基复合材料中由于空心(类似于孔隙)的存在，进一步降低了材料的介电常数和介电损耗。

随着航空航天事业的发展，对天线罩材料提出更高的要求，要求制备高质量和异形结构的天线罩以满足机体安置天线的正常通讯工作以及机体承载，这对天线罩的制备工艺提出新的挑战，不同的制备工艺对材料的性能具有不同的影响，树脂模压成型工艺具备原料易得、分散性好、工艺成熟、操作简便、适合制备大型复杂厚壁构件的制备。因此如何利用该制备工艺制备宽频透波低介电天线罩材料仍有待研究和开发。

发明内容

因此，本发明的目的是，针对现有技术不足，提供一种宽频透波低介电天线罩材料的快速制备方法，该制备方法配方简单、原料易得、使用方便、工艺周期短，适合工业化生产。