專利名稱：自清潔型微波吸收涂料及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自清潔型微波吸收涂料及其應(yīng)用，主要涉及一種應(yīng)用于潔凈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(huán)境。
背景技術(shù)：
微波吸收材料(吸波材料)早在上世紀(jì)70年代已有生產(chǎn)，目前國內(nèi)外均以軟質(zhì)聚氨酯泡沫作為基體，切割成角錐狀，通過化學(xué)涂料的浸漬、烘干等工藝制成，然后通過膠黏劑貼安裝在暗室內(nèi)。聚氨酯泡沫吸波材料由于基材自身老化因素，隨著使用時間的增加及表面靜電殘留，導(dǎo)致聚氨酯型微波吸收材料吸附大量的灰塵，無法滿足潔凈型暗室對空氣潔凈度的要求，目前一般潔凈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(shè)置，因此潔凈型微波暗室通過水霧溶塵、空氣過濾除塵來滿足暗室的潔凈度要求。然而這種實施只是一種被動式微波暗室除塵潔凈方式，無法從污染源頭抑制灰塵產(chǎn)生即改善聚氨酯吸波材料的潔凈度，最大化保障電波暗室潔凈度。因此，從這個理念出發(fā)，研發(fā)一種具有自清潔型吸波材料及其制備方法，滿足潔凈暗室特殊需要有著寬闊應(yīng)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(jié)構(gòu)或表面形貌來優(yōu)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(guān)注和解決，因此無法滿足潔凈型電波暗室對吸收材料清潔性的要求，開發(fā)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(xiàn)，如風(fēng)淋、水淋、表面擦拭，微波共振、化學(xué)腐蝕等方式來實現(xiàn)，但上述方式由于對吸波材料結(jié)構(gòu)和性能有一定損害性，故保持吸波材料的表面清潔度不能采用外力清潔，只能采用表面自我清潔方式來解決吸波體潔凈度要求。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，而借助技術(shù)手段也很多如表面刻蝕(MEMS)，化學(xué)氣相沉積(CVD)，物理氣相沉積(PVD)，離子轟擊等方法來構(gòu)造超疏水表面形貌。然而這些方法無法用于復(fù)雜表面結(jié)構(gòu)物體如微波吸波角錐體等。此外， 中國公開專利號CN1355^4，CN101205439都提到涂料方式來實現(xiàn)超疏水起到自清潔作用， 但這些涂料只是用于建筑物外表面，并沒有考慮其對電波反射和透射的問題，另外涂料中有些原料也會在微波輻射加熱分解產(chǎn)生熱降解如密胺樹脂釋放甲醛，污染暗室空氣環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種自清潔型微波吸收涂料，以及用該涂料來制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凈度要求，為實現(xiàn)潔凈型電波暗室提供一種全新技術(shù)。本發(fā)明所述自清潔型微波吸收涂料，由下述原料配制而成 納米材料，占涂料體系總質(zhì)量的4-10 wt%,
微米材料，占涂料體系總質(zhì)量的1-10 wt%,偶聯(lián)劑，其用量為所述納米材料和微米材料總質(zhì)量的5-20 wt%, 粘結(jié)樹脂，用量為涂料體系總質(zhì)量的5-15 wt%, 基料，占涂料體系總質(zhì)量的15-25 wt%, 固化劑，占涂料體系總質(zhì)量的3-15 wt%, 助劑，其用量為基料的0. 01wt%-0. 2wt%, 余量為有機(jī)溶劑。所述納米材料優(yōu)選粒徑<100nm的無機(jī)材料，如二氧化硅，二氧化鈦，碳酸鈣，聚四氟乙烯粉等。所述微米材料優(yōu)選粒徑范圍為l-500um的無機(jī)或有機(jī)材料，如陶瓷微球，玻璃微球，聚苯乙烯等。所述偶聯(lián)劑可以是硅烷偶聯(lián)劑，鈦酸酯偶聯(lián)劑，鋁酸酯偶聯(lián)劑如KH-550，KH-560, KH-570 等。所述粘結(jié)樹脂為苯乙烯、丙酸酸丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸全氟酯等多種單體共聚而成，其特征數(shù)均分子量16000左右，分散度1. 0-2. O。所述基料為氟碳樹脂，硅丙樹脂，丙烯酸樹脂，聚氨酯，環(huán)氧樹脂等基料。所述固化劑為多元醇、多元胺以及二元或三元異氰酸官能團(tuán)單體或樹脂，如5618， 3390，1451 等。所述助劑為二月桂酸二丁錫酯，三乙烯二胺，三乙醇胺等。所述有機(jī)溶劑可以是甲苯、二甲苯、醋酸丁酯等，所述有機(jī)溶劑的量占總質(zhì)量 45-75wt%。本發(fā)明還提供了應(yīng)用上述涂料制備自清潔型微波吸收材料的方法，是在聚氨酯泡沫角錐材料上涂刷權(quán)利要求1所述的涂料，形成微米-納米復(fù)合結(jié)構(gòu)層，所述微米-納米復(fù)合結(jié)構(gòu)層的接觸角>150°，滾動角<5°。本發(fā)明采用涂覆工藝在吸波角錐體表面形成微米-納米復(fù)合結(jié)構(gòu)，增加吸波體表面粗糙度，起到超疏水性和低滾動角特征。此外，由于微米和納米結(jié)構(gòu)復(fù)合，使得這種涂層具有耐磨、致密性，耐水滲透性，從而實現(xiàn)吸波材料在噴霧環(huán)境下實現(xiàn)自清潔作用。所述微米-納米復(fù)合結(jié)構(gòu)層主要通過納米級材料和微米級無機(jī)或有機(jī)球，通過偶聯(lián)劑、粘結(jié)樹脂、基料，助劑和有機(jī)溶劑配成涂料，采用噴涂、浸涂、機(jī)械刮刷來實現(xiàn)。本發(fā)明的涂料與現(xiàn)有超疏水涂料的主要區(qū)別是采用了納米材料和微米材料復(fù)合實現(xiàn)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(jié)構(gòu)，其介電常數(shù)低，通過調(diào)節(jié)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涂層表面硬度高，耐老化性能要好于現(xiàn)有超疏水涂料。


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(chǎn)并銷售。實施例1
稱取20g醋酸丁酯于容器中，然后依次添加二甲苯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(jī)中以100-300rpm條件下，分散20_40min成均勻分散液。然后添加20nm親油性二氧化硅6g，KH-550 4g調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至3000-5000rpm下，分散30-90min。 依次添加粘結(jié)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(zhuǎn)速下分散20-40min，過濾后用空氣噴槍噴涂在BPUFA050、型角錐吸波材料上，制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 二甲苯于容器中，然后依次添加20nm親油性二氧化硅7g，KH-560 9g，原甲酸三乙脂lg，有機(jī)硅樹脂DC840 Ilg,環(huán)氧樹脂E-21樹脂2g，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速逐步增加至 3000-5000rpm下，分散30-90min形成均勻分散液。然后添加粘結(jié)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(zhuǎn)速下分散20_40min，過濾雜質(zhì)后用空氣噴槍噴涂在BPUFA100、BPUFA150, BPUFA200型角錐吸波材料上，制成SCBPUFA100、SCBPUFA150、SCBPUFA200型自清潔型吸波材料。實施例3
稱取40g 二甲苯于容器中，然后依次添加20nm親油性二氧化硅7.5g，KH-560 10g，原甲酸三乙脂lg，有機(jī)硅樹脂DC840 5g,粘結(jié)樹脂5g，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速逐步增加至3000-5000rpm 下，分散30-90min形成均勻分散液。然后添加丙烯酸樹脂10g，二甲苯35g，脂環(huán)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(zhuǎn)速下分散20-40min，過濾雜質(zhì)后用空氣噴槍噴涂在BPUFA300、BPUFA500、BPUFA700型角錐吸波材料上，制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 二甲苯于容器中，然后依次添加20nm親油性二氧化硅 6g, 30um空心玻璃微球lg，有機(jī)硅樹脂DC840 5g,粘結(jié)樹脂8g，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速逐步增加至 3000-5000rpm下，分散30-90min形成均勻分散液。然后添加丙烯酸樹脂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(zhuǎn)速下分散20-40min，過濾雜質(zhì)后用空氣噴槍噴涂在在BPUFA1000、BPUFA1500型角錐吸波材料上，制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
采用自由空間測反射率的方法進(jìn)行測試，在30MHZ-40GHZ的頻段測試。對自清潔型吸波材料和傳統(tǒng)型吸波材料進(jìn)行電波反射率性能測試。具體結(jié)果如表1
權(quán)利要求
1.一種自清潔型微波吸收涂料，其特征在于該涂料由下述原料配制而成 納米材料，占涂料體系總質(zhì)量的4-10 wt%,微米材料，占涂料體系總質(zhì)量的1-10 wt%,偶聯(lián)劑，其用量為所述納米材料和微米材料總質(zhì)量的5-20 wt%,粘結(jié)樹脂，用量為涂料體系總質(zhì)量的5-15 wt%,基料，占涂料體系總質(zhì)量的15-25 wt%,固化劑，占涂料體系總質(zhì)量的3-15 wt%,助劑，其用量為基料的0. 01wt%-0. 2wt%,余量為有機(jī)溶劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自清潔型微波吸收涂料，其特征在于所述納米材料是粒徑 <100nm的無機(jī)材料，所述微米材料是粒徑范圍為l-500um的無機(jī)或有機(jī)材料，所述偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑，鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑，所述粘結(jié)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，硅丙樹脂，丙烯酸樹脂，聚氨酯或環(huán)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(tuán)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(jī)溶劑是甲苯、二甲苯或醋酸丁酯，占涂料體系總質(zhì)量 45-75wt%。
3.一種自清潔型微波吸收角錐材料制造方法，其特征在于在聚氨酯泡沫角錐材料上涂刷權(quán)利要求1所述的涂料，形成微米-納米復(fù)合結(jié)構(gòu)層，所述微米-納米復(fù)合結(jié)構(gòu)層的接觸角>150°，滾動角<5°。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自清潔型吸波材料涂料及其應(yīng)用。本發(fā)明是在聚氨酯泡沫角錐材料上涂刷一層涂料，形成微米-納米復(fù)合結(jié)構(gòu)層，所述微米-納米復(fù)合結(jié)構(gòu)層的接觸角>150°，滾動角<5°。所述的涂料由一定比例的納米材料、微米材料、偶聯(lián)劑、粘結(jié)樹脂、基料、固化劑，助劑，及有機(jī)溶劑組成。本發(fā)明制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(xiàn)了潔凈型暗室保持長期的潔凈度特殊要求。本發(fā)明為實現(xiàn)潔凈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(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)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