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高密度聚氨酯发泡机塑料天线罩的研制

作者:admin 来源:http://www.jxpus.com 时间:2017-08-01 16:53 次数:
  摘要:硬质聚氨酯发泡机塑料具有质轻、绝缘、隔热、透波的特点。文中介绍了具有优良介电性能、高密度聚氨酯发泡机塑料天线罩的研制情况。通过进行聚氨酯发泡料配方试验、耐候涂料选择、天线罩成型工艺研究,研制出结构强度高、介电性能优异、耐候性好的天线罩,满足产品使用要求。
 
  关键词:天线罩;聚氨酯发泡机塑朴高密度;介电性能
 
  硬质聚氨酯发泡机塑料具有质轻、绝缘、隔热、透波、易成型的特点,在电子工业中应用广泛。其中大量使用的主要是低密度硬质聚氨酯发泡机塑料(密度小于80 kg/m3 ),用作天线罩、保护罩、方舱、透波墙等夹层结构的芯材,外部通常采用手糊玻璃钢或胶粘铝板等,芯材不直接对外。
 
  某产品的天线单元因特殊的设计要求,需要直接用聚氨酯发泡机塑料作为单元天线罩,内部包封有天线振子、反射板,外表面不允许包裹玻璃钢层等材料。由于发泡机塑料直接作为结构件,对发泡机强度要求较高,同时必须具有优良的介电性能,满足透波要求,并能经受长期户外暴露使用的环境考验。
 
  由于该天线罩设计、使用要求特殊,不仅普通的低密度硬质聚氨酯发泡机塑料不能满足要求,而且市售的高密度发泡料也不能满足电性能要求。我们从基础入手,通过高性能聚氨酯发泡材料研制、成型技术优化、表面耐候改性,成功研制开发出完全满足产品需要的高密度聚氨酯发泡机塑料天线罩,某些性能达到或超过国外同类天线罩。
 
  1发泡料研制
 
  考虑耐候性、耐热性、电性能及工艺性等要求,对发泡料配方进行研究。在聚醚型聚氨酯发泡料的基础上,加入苯配聚酷多元醇或聚碳酸酷多元醇进行改性,增加耐热性耐候性。苯配聚酷多元醇具有苯环结构,耐热性好,粘度小,与各组分的混溶性较好,加入可增加发泡机塑料的结构强度和耐热性能。聚碳酸酷多元醇耐候性好,加入可提高发泡材料的耐候性能。在研制过程中发现,如果苯配聚酷多元醇加入较多,则发泡机会出现表面塌陷现象,如果促进剂增加发泡速度太快,来不及操作,工艺性不好。聚碳酸酷多元醇粘度较大,与各组份混溶性不好,配制组合料有分层问题,不适合批量生产。经过多次反复试验,调整配方组成及比例,开发出了满足结构强度和电性能要求、工艺操作性较好的苯配聚酷多元醇改性的聚氨酯发泡料配方,并根据" GB /I'6343-1992发泡机塑料与橡胶表观密度的测定”、" GB /9641-1988硬质发泡机塑料拉伸性能试验方法”、" GB /8813-1988硬质发泡机塑料压缩试验方法”分别测试了发泡机塑料密度、拉伸强度、压缩强度。
 
  苯配聚酷多元醇改性高密度聚氨酯发泡料灌注发泡工艺性好,制成的发泡机塑料天线罩泡孔细腻、耐水性好、结构强度高、介电性能优异,满足天线单元无蒙皮发泡包封的苛刻要求。
 
  该发泡料对环境湿度有一定敏感性,通过在发泡料中添加适量水分辅助发泡,稳定发泡机塑料的质量,保证在各种气候条件下灌注发泡都能满足质量要求。
 
  2天线罩的成型技术优化
 
  天线罩外形如图1所示,内嵌振子和反射板2个镶件。针对天线罩的结构特点,进行了两种成型工艺方案试验。第一种是两次发泡,先发泡制出其中一部份,如图2所示,再放上镶件发泡成型天线罩;第二种是一次发泡成型出带反射板镶件,内部有插槽、底部有缺口的结构制件(因脱模原因,必须留出该缺口),然后将振子沿插槽放入固定,最后胶一块小发泡机板密封该缺口。模具设计过程充分考虑工艺性和模具的易操作性,方便制件脱模。在试验过程中优化并严格控制发泡工艺参数,控制天线罩密度范围(200士20 kg/m3),使发泡机塑料的介电性能满足天线罩的要求。
 
  试验结果表明采用二次发泡方法因需要两付模具,两次发泡成型,制造周期长,还存在两次发泡的材料密度不均匀问题。采用一次发泡方法成型周期短,天线罩整体均匀性较好。总的说来一次发泡成型工艺性比二次发泡的工艺性好、效率高。
 
  3表面耐候改性
 
  由于聚氨酯发泡机塑料本身的特点,其耐候性不能满足长期户外使用要求。我们采用在天线罩表面涂覆耐候涂层保护方法,在保证天线罩电性能前提下提高天线罩耐紫外光辐照及耐天候老化等抵御恶劣环境的能力,大幅延长天线罩使用寿命。经多次表面涂层筛选工艺试验,优选出氟碳漆作为天线罩的涂层材料,并确定了涂覆工艺。该涂料按AS'IlVI D4s87-O1程序4进行老化试验,3000 h后,色差△E}}无粉化、无龟裂、无起泡。
 
  在水中浸泡96 h后的吸水情况见表么43天线罩耐环境性能按规定环境试验条件,对20个天线罩(其中4个油漆罩)进行高温贮存、低温贮存、交变湿热试验。环境试验项目及内容见表飞天线罩经过环境试验后,外观平整,无鼓泡现象;油漆层无起皱、开裂、脱落现象;天线罩电性能测试在环境试验前后无变化。
 
  5结论
 
  自行开发研制的天线罩结构强度高、电性能优异、耐候性好,全面通过湿热、高低温贮存试验等可靠性试验,满足产品各项指标要求,某些性能达到国外同类产品先进水平,已批量生产,技术经济效益显着。研制的天线罩用发泡料为环境友好型材料,不含氟里昂F11发泡剂,工艺性好,介电性能优良,密度在一定范围内可通过加入的水分量进行调节。具有广阔的推广应用前景。
 
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