一種快速確定功能涂層厚度參數(shù)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于功能涂層材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及對涂層配方與厚度參數(shù)進(jìn)行快速確 定的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些具有特殊電磁參數(shù)的功能涂料得到了越來越多的應(yīng) 用，如屏蔽涂料、微波低散射涂料等，它們在改變電磁波特性方面發(fā)揮了巨大的作用。對于 此類涂層，其性能與厚度的關(guān)系非常密切，而且為了達(dá)到一定的效果，常常需要多層不同配 方與厚度參數(shù)的組合。功能涂層的試驗(yàn)方法一般包括配方設(shè)計(jì)、涂料制備、試驗(yàn)樣板噴涂與 固化、性能測試等環(huán)節(jié)，為了達(dá)到所需目標(biāo)，功能涂層往往需要多層的組合與匹配。
[0003] 功能涂層的反射率與涂層的配方與結(jié)構(gòu)參數(shù)有著極為密切的關(guān)系，配方成分、層 數(shù)與厚度的變化會對其性能產(chǎn)生很大影響。對于涂層的設(shè)計(jì)，一般采取雙層或多層結(jié)構(gòu)，對 于雙層結(jié)構(gòu)，底層為吸收層，材料的損耗較高，面層為匹配層，使入射電磁波在空氣/低散 射涂層界面減少反射，進(jìn)入吸收層吸收。多層設(shè)計(jì)則是在面層與底層之間加入一個(gè)或多個(gè) 中間層，其電磁參數(shù)介于底層與面層之間，且呈漸變方式排列。對于低散射涂層，通常確定 其厚度的試驗(yàn)方法是按設(shè)計(jì)的配方要求制備涂料，噴涂于一定尺寸的金屬平板上。為了達(dá) 到一定的低散射性能，低散射涂層一般較厚，需要進(jìn)行多次噴涂。固化后測試涂層厚度，然 后按相應(yīng)的工藝制備中間層、匹配層等其他功能涂層。這樣就需要多個(gè)配料-制取涂料-噴 涂-固化過程，測試時(shí)采用相應(yīng)的測試方法評估反射率。如果未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，則重復(fù)進(jìn) 行配方設(shè)計(jì)、涂料制作、各涂層的噴涂與固化等步驟。為了達(dá)到設(shè)定的要求，需要反復(fù)進(jìn)行 配方和厚度的調(diào)整及組合試驗(yàn)，由于涂層制作周期較長，不同配方、層數(shù)、厚度的組合又比 較多，為了得到特定要求的涂層厚度參數(shù)，需要進(jìn)行大量、反復(fù)的試驗(yàn)和較長的周期才能完 成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種快速確定功能涂層厚度參數(shù) 的方法。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種快速確定功能涂層厚度參數(shù)的 方法，包括以下步驟：
[0006] 步驟1 :準(zhǔn)備一塊表面光滑的聚四氟乙烯平板，以及金屬板多塊；
[0007] 步驟2 :明確功能涂層需要達(dá)到的目標(biāo)設(shè)計(jì)參數(shù)；
[0008] 步驟3 :采用吸波涂料來制備吸波層，把吸波涂料均勻噴涂于聚四氟乙烯平板上， 控制吸波層厚度為〇. 〇8mm~0. 2_，之后進(jìn)行固化；
[0009] 步驟4:把固化后的吸波層從聚四氟乙烯平板上揭下，裁剪成多塊與金屬板大小、 形狀相同的塊狀；
[0010] 步驟5 :以環(huán)氧樹脂為基體，以碳酸鈣、玻璃纖維、二氧化硅或空心玻璃微珠作為 填料在聚四氟乙烯平板上制備匹配層；控制匹配層的厚度為0. 08mm~0. 2mm，之后進(jìn)行固 化；
[0011] 步驟6 :把固化后的匹配層從聚四氟乙烯平板上揭下，裁剪成多塊與金屬板大小、 形狀相同的塊狀；
[0012] 步驟7 :對吸波層、匹配層進(jìn)行組合，以粘結(jié)的方式貼敷在各金屬板上，制作出多 個(gè)不同參數(shù)組合的功能材料涂層樣板；
[0013] 步驟8 :對涂層樣板進(jìn)行性能檢測，選出符合要求或接近符合要求的樣板，記錄吸 波層和匹配層的厚度；
[0014] 步驟9 :根據(jù)結(jié)果確定吸波層和匹配層的厚度參數(shù)。
[0015] 優(yōu)選的是，所述聚四氟乙烯平板的面積不小于0. 05m2,所述金屬板為正方形，邊長 30mm~200mm〇
[0016] 優(yōu)選的是，所述功能涂層需要達(dá)到的目標(biāo)設(shè)計(jì)參數(shù)的頻率范圍為2GHz~110GHz。
[0017] 優(yōu)選的是，所述吸波涂料為羰基鐵粉、不銹鋼纖維、石墨微粉或鐵氧體。
[0018] 優(yōu)選的是，所述步驟3中，還包括對吸波涂料進(jìn)行調(diào)節(jié)粘度的步驟。
[0019] 優(yōu)選的是，所述步驟3中，利用二甲苯來調(diào)節(jié)吸波涂料的粘度。
[0020] 優(yōu)選的是，所述步驟4、步驟6中將吸波層、匹配層裁剪成3-12塊。
[0021] 本發(fā)明涉及的快速確定功能涂層厚度參數(shù)的方法，改變了在金屬基板上層層噴涂 的試驗(yàn)方法，可以一次性制作出比較大量的不同特性的試驗(yàn)樣品，在較短的時(shí)間，組合出多 種配方與厚度的試驗(yàn)樣板。采用本發(fā)明涉及的微波功能涂層參數(shù)試驗(yàn)方法，可以縮短試驗(yàn) 周期，提高工作效率。尤其適用功能材料的頻率范圍為2GHz~110GHz。
【附圖說明】
[0022] 圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例1中的測試圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 為了使本發(fā)明解決的技術(shù)問題、采用的技術(shù)方案、取得的技術(shù)效果易于理解，下面 結(jié)合具體的附圖，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說明。
[0024] 本發(fā)明提供了一種快速確定功能涂層厚度參數(shù)的方法，包括以下步驟：
[0025] 步驟1 :首先準(zhǔn)備一塊表面光滑的聚四氟乙烯平板，以及金屬板多塊；聚四氟乙烯 平板的面積優(yōu)選不小于0. 05m2的，其表面光滑平整，無凸起或凹陷；金屬板優(yōu)選呈正方形， 其邊長在30mm~200mm之間，平行度公差不大于0? 1mm。
[0026] 步驟2 :明確功能涂層需要達(dá)到的目標(biāo)設(shè)計(jì)參數(shù)；例如設(shè)計(jì)目標(biāo)為在IOGHz~ 18GHz范圍內(nèi)需要有不低于IOdB的吸收峰。
[0027] 步驟3 :采用吸波涂料來制備吸波層，優(yōu)選采用在IOGHz~18GHz范圍內(nèi)具有較高 電磁損耗的吸波涂料；例如采用羰基鐵粉、不銹鋼纖維、石墨微粉或鐵氧體等等，這些材料 都屬于現(xiàn)有的技術(shù)。為了調(diào)整粘度，可用二甲苯作為稀釋劑。
[0028] 按照吸波層的工藝要求，對吸波涂料進(jìn)行預(yù)處理，包括干燥、表面處理、偶聯(lián)處理 等，然后進(jìn)行配料，攪拌均勻后進(jìn)行研磨，加入固化劑，并用稀釋劑調(diào)整粘度。吸波層的工藝 方法屬于現(xiàn)有的技術(shù)，在此不再具體說明。
[0029] 把吸波涂料均勻噴涂于聚四氟乙烯平板上，控制吸波層厚度為0? 08mm~0? 2mm， 之后進(jìn)行固化；
[0030] 步驟4:把固化后的吸波層從聚四氟乙烯平板上揭下，裁剪成多塊與金屬板大小、 形狀相同的塊狀；優(yōu)選可以將吸波層裁剪成3-12塊。
[0031] 步驟5 :以環(huán)氧樹脂為基體，以碳酸鈣、玻璃纖維、二氧化硅或空心玻璃微珠作為 填料在聚四氟乙烯平板上制備匹配層；控制匹配層的厚度為0. 08mm~0. 2mm，之后進(jìn)行固 化；其中匹配層具體的工藝方法也屬于現(xiàn)有的技術(shù)。
[0032] 步驟6 :把固化后的匹配層從聚四氟乙烯平板上揭下，裁剪成多塊與金屬板大小、 形狀相同的塊狀；優(yōu)選可以將匹配層裁剪成3-12塊。
[0033] 步驟7 :對吸波層、匹配層進(jìn)行組合，以粘結(jié)的方式貼敷在各金屬板上，膠黏劑可 選用環(huán)氧膠黏劑、丙烯酸膠黏劑、氰基丙烯酸膠黏劑等。制作出多個(gè)不同參數(shù)組合的功能材 料涂層樣板；
[0034] 步驟8 :對涂層樣板進(jìn)行性能檢測，選出符合要求或接近符合要求的樣板，記錄吸 波層和匹配層的厚度；
[0035] 步驟9 :根據(jù)結(jié)果確定吸波層和匹配層的厚度參數(shù)。
[0036] 本發(fā)明涉及的快速確定功能涂層厚度參數(shù)的方法，改變了在金屬基板上層層噴涂 的試驗(yàn)方法，可以一次性制作出比較大量的不同特性的試驗(yàn)樣品，在較短的時(shí)間，組合出多 種配方與厚度的試驗(yàn)樣板。采用本發(fā)明涉及的微波功能涂層參數(shù)試驗(yàn)方法，可以縮短試驗(yàn) 周期，提高工作效率。尤其適用功能材料的頻率范圍為2GHz~110GHz。
[0037] 實(shí)施例1
[0038] 為了得到在90GHz~95GHz范圍內(nèi)反射率低于-IOdB的涂層，對吸波層和匹配層 進(jìn)行試驗(yàn)，涂層按雙層設(shè)計(jì)，根據(jù)試驗(yàn)確定配方是否可用。需要考察不同厚度組合情況下 試驗(yàn)樣板表現(xiàn)出來的吸波性能。以不銹鋼纖維制作吸波層，以二氧化硅作為吸波填料制作 匹配層，按這兩種配方分別制作涂料，把涂料均勻噴涂于聚四氟乙烯平板上，制成厚度約為 0.Imm的涂料膜，置于烘箱中進(jìn)行固化。固化完成后把涂料薄膜從聚四氟乙烯平板上揭下， 裁切成與反射率測試用金屬基板相同的形狀，為45mmX45mm的正方形，把涂層薄膜粘結(jié)在 金屬基板上，制得48塊樣板。涂層的組合情況見表1。
[0039]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種快速確定功能涂層厚度參數(shù)的方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1:準(zhǔn)備一塊表面光滑的聚四氟乙烯平板，以及金屬板多塊； 步驟2 :明確功能涂層需要達(dá)到的目標(biāo)設(shè)計(jì)參數(shù)； 步驟3 :采用吸波涂料來制備吸波層，把吸波涂料均勻噴涂于聚四氟乙烯平板上，控制 吸波層厚度為0. 08mm~0. 2mm，之后進(jìn)行固化； 步驟4:把固化后的吸波層從聚四氟乙烯平板上揭下，裁剪成多塊與金屬板大小、形狀 相同的塊狀； 步驟5 :以環(huán)氧樹脂為基體，以碳酸鈣、玻璃纖維、二氧化硅或空心玻璃微珠作為填料 在聚四氟乙稀平板上制備匹配層；控制匹配層的厚度為〇. 〇8mm~0. 2mm，之后進(jìn)行固化； 步驟6 :把固化后的匹配層從聚四氟乙烯平板上揭下，裁剪成多塊與金屬板大小、形狀 相同的塊狀； 步驟7 :對吸波層、匹配層進(jìn)行組合，以粘結(jié)的方式貼敷在各金屬板上，制作出多個(gè)不 同參數(shù)組合的功能材料涂層樣板； 步驟8 :對涂層樣板進(jìn)行性能檢測，選出符合要求或接近符合要求的樣板，記錄吸波層 和匹配層的厚度； 步驟9 :根據(jù)結(jié)果確定吸波層和匹配層的厚度參數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述聚四氟乙烯平板的面積不小于 0. 05m2,所述金屬板為正方形，邊長30mm~200mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述功能涂層需要達(dá)到的目標(biāo)設(shè)計(jì)參數(shù) 的頻率范圍為2GHz~110GHz。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述吸波涂料為羰基鐵粉、不銹鋼纖維、 石墨微粉或鐵氧體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟3中，還包括對吸波涂料進(jìn)行調(diào) 節(jié)粘度的步驟。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：所述步驟3中，利用二甲苯來調(diào)節(jié)吸波涂 料的粘度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：所述步驟4、步驟6中將吸波層、匹配層裁 剪成3-12塊。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種快速確定功能涂層厚度參數(shù)的方法，采用吸波涂料來制備吸波層，把吸波涂料均勻噴涂于聚四氟乙烯平板上，控制吸波層厚度為0.08mm～0.2mm，之后進(jìn)行固化；把固化后的吸波層從聚四氟乙烯平板上揭下，裁剪成多塊與金屬板大小、形狀相同的塊狀；以環(huán)氧樹脂為基體，以碳酸鈣、玻璃纖維、二氧化硅或空心玻璃微珠作為填料在聚四氟乙烯平板上制備匹配層；控制匹配層的厚度為0.08mm～0.2mm，之后進(jìn)行固化；把固化后的匹配層從聚四氟乙烯平板上揭下，裁剪成多塊與金屬板大小、形狀相同的塊狀；對吸波層、匹配層進(jìn)行組合，以粘結(jié)的方式貼敷在各金屬板上，制作出多個(gè)不同參數(shù)組合的功能材料涂層樣板。
【IPC分類】G01B21-08
【公開號】CN104655073
【申請?zhí)枴緾N201510017354
【發(fā)明人】江湘津
【申請人】深圳市湘津石儀器有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年1月12日