自清潔型微波吸收塗料及其應用的製作方法

2023-06-03 09:44:46

專利名稱：自清潔型微波吸收塗料及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種自清潔型微波吸收塗料及其應用，主要涉及一種應用於潔淨型電波暗室的重要材料，提供了自清潔型無反射自由空間的測試環境。
背景技術：
微波吸收材料(吸波材料)早在上世紀70年代已有生產，目前國內外均以軟質聚氨酯泡沫作為基體，切割成角錐狀，通過化學塗料的浸漬、烘乾等工藝製成，然後通過膠黏劑貼安裝在暗室內。聚氨酯泡沫吸波材料由於基材自身老化因素，隨著使用時間的增加及表面靜電殘留，導致聚氨酯型微波吸收材料吸附大量的灰塵，無法滿足潔淨型暗室對空氣潔淨度的要求，目前一般潔淨室都具備空氣過濾裝置，而微波暗室一般都具備噴淋防火設置，因此潔淨型微波暗室通過水霧溶塵、空氣過濾除塵來滿足暗室的潔淨度要求。然而這種實施只是一種被動式微波暗室除塵潔淨方式，無法從汙染源頭抑制灰塵產生即改善聚氨酯吸波材料的潔淨度，最大化保障電波暗室潔淨度。因此，從這個理念出發，研發一種具有自清潔型吸波材料及其製備方法，滿足潔淨暗室特殊需要有著寬闊應用前景。目前中國公開專利只涉及改變吸收材料成分和材料形狀結構或表面形貌來優化吸波材料性能如 200910116211. 0，200910043002. 8，201010179940，201010568520. 4，而對
吸收材料的清潔度問題都沒有關注和解決，因此無法滿足潔淨型電波暗室對吸收材料清潔性的要求，開發一種具有自我清潔型微波吸收材料成為熱點。目前保持物體的清潔度可以通過多種途徑去實現，如風淋、水淋、表面擦拭，微波共振、化學腐蝕等方式來實現，但上述方式由於對吸波材料結構和性能有一定損害性，故保持吸波材料的表面清潔度不能採用外力清潔，只能採用表面自我清潔方式來解決吸波體潔淨度要求。物體表面自清潔性實施主要靠改變物體表面的形貌來獲得，而藉助技術手段也很多如表面刻蝕(MEMS)，化學氣相沉積(CVD)，物理氣相沉積(PVD)，離子轟擊等方法來構造超疏水表面形貌。然而這些方法無法用於複雜表面結構物體如微波吸波角錐體等。此外， 中國公開專利號CN1355^4，CN101205439都提到塗料方式來實現超疏水起到自清潔作用， 但這些塗料只是用於建築物外表面，並沒有考慮其對電波反射和透射的問題，另外塗料中有些原料也會在微波輻射加熱分解產生熱降解如密胺樹脂釋放甲醛，汙染暗室空氣環境。

發明內容
本發明提供了一種自清潔型微波吸收塗料，以及用該塗料來製備自清潔型微波吸收材料的方法，通過保持吸波材料表面的清潔度來保障暗室的潔淨度要求，為實現潔淨型電波暗室提供一種全新技術。本發明所述自清潔型微波吸收塗料，由下述原料配製而成 納米材料，佔塗料體系總質量的4-10 wt%,
微米材料，佔塗料體系總質量的1-10 wt%,偶聯劑，其用量為所述納米材料和微米材料總質量的5-20 wt%, 粘結樹脂，用量為塗料體系總質量的5-15 wt%, 基料，佔塗料體系總質量的15-25 wt%, 固化劑，佔塗料體系總質量的3-15 wt%, 助劑，其用量為基料的0. 01wt%-0. 2wt%, 餘量為有機溶劑。所述納米材料優選粒徑150°，滾動角<5°。本發明採用塗覆工藝在吸波角錐體表面形成微米-納米複合結構，增加吸波體表面粗糙度，起到超疏水性和低滾動角特徵。此外，由於微米和納米結構複合，使得這種塗層具有耐磨、緻密性，耐水滲透性，從而實現吸波材料在噴霧環境下實現自清潔作用。所述微米-納米複合結構層主要通過納米級材料和微米級無機或有機球，通過偶聯劑、粘結樹脂、基料，助劑和有機溶劑配成塗料，採用噴塗、浸塗、機械刮刷來實現。本發明的塗料與現有超疏水塗料的主要區別是採用了納米材料和微米材料複合實現超疏水性，可以保持表面高接觸角的同時降低滾動角。此外微米材料主要是玻璃微球具有空心結構，其介電常數低，通過調節其成分含量，使得超疏水表面對高低頻微波的穿透性沒有影響。此外其抗壓強度大使得塗層表面硬度高，耐老化性能要好於現有超疏水塗料。


圖1自清潔型吸收體表面接觸角圖。圖2自清潔型吸收體表面滾動角圖。圖3自清潔型吸收體微波吸收曲線圖。
具體實施方式
下述實施例中所使用的吸波材料為申請人公司生產並銷售。實施例1
稱取20g醋酸丁酯於容器中，然後依次添加二甲苯20g，IOum陶瓷微球1. 6g和30微米空心玻璃微球0. 4g，在高速分散機中以100-300rpm條件下，分散20_40min成均勻分散液。然後添加20nm親油性二氧化矽6g，KH-550 4g調節轉速至3000-5000rpm下，分散30-90min。 依次添加粘結樹6g，丙烯酸酸樹脂Mg，二甲苯20g，二異丁基二月桂酸錫0. 03g和三乙烯二胺0. 03g在400-600rpm轉速下分散20-40min，過濾後用空氣噴槍噴塗在BPUFA050、型角錐吸波材料上，製成自清潔型吸波材料SCBPUFA050。使用SURFTENS Universal接觸角測量儀器測定SCBPUFA050表面接觸角和滾動角如圖1、圖2所示。實施例2
稱取40g 二甲苯於容器中，然後依次添加20nm親油性二氧化矽7g，KH-560 9g，原甲酸三乙脂lg，有機矽樹脂DC840 Ilg,環氧樹脂E-21樹脂2g，調節轉速逐步增加至 3000-5000rpm下，分散30-90min形成均勻分散液。然後添加粘結樹脂8g，苯丙樹脂 13g, 二甲苯25g，拜耳N3390 2. 5g，二異丁基二月桂酸錫0. 05g和三乙烯二胺0. 05g， 在400-600rpm轉速下分散20_40min，過濾雜質後用空氣噴槍噴塗在BPUFA100、BPUFA150, BPUFA200型角錐吸波材料上，製成SCBPUFA100、SCBPUFA150、SCBPUFA200型自清潔型吸波材料。實施例3
稱取40g 二甲苯於容器中，然後依次添加20nm親油性二氧化矽7.5g，KH-560 10g，原甲酸三乙脂lg，有機矽樹脂DC840 5g,粘結樹脂5g，調節轉速逐步增加至3000-5000rpm 下，分散30-90min形成均勻分散液。然後添加丙烯酸樹脂10g，二甲苯35g，脂環胺固化劑5618 2. 5g，二異丁基二月桂酸錫0. 05g和三乙醇胺0. 05g，在400_600rpm轉速下分散20-40min，過濾雜質後用空氣噴槍噴塗在BPUFA300、BPUFA500、BPUFA700型角錐吸波材料上，製成自清潔型吸波材料SCBPUFA300、SCBUFA500、SCBPUFA700型。實施例4
稱取13g醋酸丁酯，30g 二甲苯於容器中，然後依次添加20nm親油性二氧化矽 6g, 30um空心玻璃微球lg，有機矽樹脂DC840 5g,粘結樹脂8g，調節轉速逐步增加至 3000-5000rpm下，分散30-90min形成均勻分散液。然後添加丙烯酸樹脂15g，二甲苯21g， KH-550 6g，胺拜耳固化劑1451 2. 5g，二異丁基二月桂酸錫0. 05g，在400_600rpm轉速下分散20-40min，過濾雜質後用空氣噴槍噴塗在在BPUFA1000、BPUFA1500型角錐吸波材料上，製成自清潔型吸波材料在SCBPUFA1000、SCBPUFA1500型。其中SCBPUFA1000型吸波材料的電性能曲線如圖3所示。物理性能測試 1、電磁波吸收性能
採用自由空間測反射率的方法進行測試，在30MHZ-40GHZ的頻段測試。對自清潔型吸波材料和傳統型吸波材料進行電波反射率性能測試。具體結果如表1
權利要求
1.一種自清潔型微波吸收塗料，其特徵在於該塗料由下述原料配製而成 納米材料，佔塗料體系總質量的4-10 wt%,微米材料，佔塗料體系總質量的1-10 wt%,偶聯劑，其用量為所述納米材料和微米材料總質量的5-20 wt%,粘結樹脂，用量為塗料體系總質量的5-15 wt%,基料，佔塗料體系總質量的15-25 wt%,固化劑，佔塗料體系總質量的3-15 wt%,助劑，其用量為基料的0. 01wt%-0. 2wt%,餘量為有機溶劑。
2.根據權利要求1所述的自清潔型微波吸收塗料，其特徵在於所述納米材料是粒徑 <100nm的無機材料，所述微米材料是粒徑範圍為l-500um的無機或有機材料，所述偶聯劑是矽烷偶聯劑，鈦酸酯偶聯劑或鋁酸酯偶聯劑，所述粘結樹脂為多種單體共聚而成，分散度1. 0-2. 0，所述基料是氟碳樹脂，矽丙樹脂，丙烯酸樹脂，聚氨酯或環氧樹脂，所述固化劑是多元醇、多元胺以及二元或三元異氰酸官能團單體或樹脂，所述助劑是二月桂酸二丁錫酯，三乙烯二胺或三乙醇胺，所述有機溶劑是甲苯、二甲苯或醋酸丁酯，佔塗料體系總質量 45-75wt%。
3.一種自清潔型微波吸收角錐材料製造方法，其特徵在於在聚氨酯泡沫角錐材料上塗刷權利要求1所述的塗料，形成微米-納米複合結構層，所述微米-納米複合結構層的接觸角>150°，滾動角<5°。
全文摘要
本發明涉及一種自清潔型吸波材料塗料及其應用。本發明是在聚氨酯泡沫角錐材料上塗刷一層塗料，形成微米-納米複合結構層，所述微米-納米複合結構層的接觸角>150°，滾動角<5°。所述的塗料由一定比例的納米材料、微米材料、偶聯劑、粘結樹脂、基料、固化劑，助劑，及有機溶劑組成。本發明製得的吸波材料在防火噴淋方式下，水珠能迅速從角錐表面滾落，帶著灰塵，起到自清潔作用，降低了微波暗室的灰塵，從而實現了潔淨型暗室保持長期的潔淨度特殊要求。本發明為實現潔淨型暗室途徑提供了新的方式。
文檔編號C09D163/00GK102229767SQ201110183648
公開日2011年11月2日 申請日期2011年7月1日 優先權日2011年7月1日
發明者張洋, 柳海莉, 汪洪, 胡益民 申請人:上海波平航空科技有限公司, 南京南大波平電子信息有限公司