[发明专利]一种雷达天线罩用轻质低损耗蜂窝芯材及其制备方法

说明书

本发明属于航空复合材料技术领域，具体涉及一种雷达天线罩用轻质低损耗蜂窝芯材及其制备方法。所述雷达天线罩用轻质低损耗蜂窝芯材包括纸基材料、芯条胶、低介电浸渍树脂，其中，所述纸基材料通过芯条胶粘并拉伸成蜂窝结构，所述低介电浸渍树脂浸渍固化在蜂窝结构上，所述低介电浸渍树脂由氰酸酯树脂、增韧剂、催化剂和溶剂混合而成，其中，所述氰酸酯树脂质量比不少于60％。本发明制备的蜂窝芯材具有轻质、高强、低介电损耗的特性，可以满足雷达天线罩等结构/透波功能一体化化部件的使用需求，将使雷达天线罩的透波频域和角域显著提高。

技术领域

本发明属于航空复合材料技术领域，具体涉及一种雷达天线罩用轻质低损耗蜂窝芯材及其制备方法。

背景技术

雷达天线罩一般由功能透波蒙皮材料和夹芯材料通过适当的成型、加工工艺制造，是是航空飞行器最主要的电磁透波窗口。用于制造雷达天线罩的蒙皮复合材料和蜂窝芯材的介电性能(介电常数ε和损耗角正切tgδ)直接影响其透波性能。介电损耗角正切越大，电磁波能量在透过雷达罩过程中转化为热量而损耗掉的能量就越多。介电常数越大，则电磁波在空气与介质罩壁分界面上的反射就越大，这将增加镜象波瓣电平并降低传输效率。因此，为达到最大传输和最小反射的目的，要求雷达罩材料的介电损耗角正切tgδ接近于零，介电常数ε尽可能低。

芳纶纸蜂窝具有高的比强度、比模量、低介电、耐候性好及阻燃等优良特性在夹层结构雷达天线罩中应用广泛。常用蜂窝容重80kg/m³～100kg/m³，介电常数1.15，介电损耗角正切0.005(10GHz)，难以满足新型、多功能化飞机雷达天线罩减重、进一步拓宽频带和角域的要求。

发明内容

本发明的目的是：提供一种同时满足雷达天线罩用蜂窝芯材轻质、高强和更低介电损耗的需求的轻质低介电损耗的蜂窝芯材。

另外，提供该轻质低介电损耗的蜂窝芯材制备方法。

本发明的技术方案是：一种雷达天线罩用轻质低损耗蜂窝芯材，其包括纸基材料、芯条胶、低介电浸渍树脂，其中，所述纸基材料通过芯条胶粘并拉伸成蜂窝结构，所述低介电浸渍树脂浸渍固化在蜂窝结构上，所述低介电浸渍树脂由氰酸酯树脂、增韧剂、催化剂和溶剂混合而成，其中，所述氰酸酯树脂质量比不少于60％。

所述的氰酸酯树脂为双酚A型氰酸酯、酚醛氰酸酯、双环戊二烯双酚型氰酸酯、双酚F型氰酸酯、双酚M型氰酸酯中的一种，或几种熔融混合。

所述的增韧剂为环氧树脂与聚砜、聚醚砜、聚苯醚、聚醚酰亚胺任意一种或几种的混合物。

所述的催化剂为酚类、胺类和咪唑催化剂含活泼氢的化合物与过渡金属有机化合物中的任意一种或者几种混合物。

所述纸基材料由对位芳纶纤维、聚酰亚胺纤维、PBO纤维中一种或几种混合纤维经过造纸工艺制得的纸基材料，厚度为40～200微米。

所述蜂窝芯材孔格形状为正六边形或矩形；蜂窝格孔边长1.83mm～5.5mm；蜂窝容重48kg/m³～150kg/m³。

所述的雷达天线罩用轻质低损耗蜂窝芯材制备方法，其包括如下步骤：

步骤1：纸张印胶及叠层固化

在纸基材料表面周期性涂印芯条胶，将涂有芯条胶的纸基材料按芯条胶位置错层叠合，密封真空袋后放入热压罐固化，固化温度150～200℃，时间2～5h，压力0.3～1MPa，制得蜂窝叠层板；

步骤2：叠层切条拉伸

将叠层板裁切成符合使用厚度要求的蜂窝条，并将蜂窝条拉伸固定，形成蜂窝芯结构；

步骤3：蜂窝浸胶