一种吸波材料、吸波材料的制备方法及毫米波雷达天线罩与流程

1.本发明涉及吸波材料技术领域，更具体地说，它涉及一种吸波材料、吸波材料的制备方法及毫米波雷达天线罩。


背景技术：

2.我国对车载毫米波雷达的开放频段主要在24ghz和77ghz，其中77ghz为远程雷达，是车载雷达中的主雷达，起着自动驾驶、辅助驾驶、车距判断等主要功能。由于雷达内空间较小，电路板和辐射源复杂，因此存在很多杂波。当77ghz频段有杂波，或者狭小空间内的复杂电磁环境导致谐振出现77ghz有杂波时，会干扰雷达主波束的正常工作。为了避免77ghz杂波和谐振，常常采用将雷达天线罩的腔体内贴上吸波片的方式，这种方式操作繁琐，吸波片很难完全覆盖天线罩的腔体，且吸波片具有一定厚度，会占用天线罩的内部空间，导致天线罩的吸波性能不稳定。
3.因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种吸波材料、吸波材料的制备方法及毫米波雷达天线罩，具有力学性能及吸波稳定性好的优点。
5.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种吸波材料，用于汽车毫米波雷达，包括如下重量份的组份：热塑性塑料载体：40-75份；玻璃纤维：0-35份；吸波粉体材料：4-25份；抗氧化剂：0-10份；以及，ptw增韧剂：0-15份；其中，所述吸波粉体材料由炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种构成。
6.在其中一个实施例中，所述热塑性塑料载体为pa、ps、lcp、pbt、pe、pp、abs中的任意一种。
7.在其中一个实施例中，所述抗氧化剂为阻聚酚类、氨类、磷酸盐、磷酸酯类中的任意一种。
8.在其中一个实施例中，包括如下重量份的组份：pbt：50份、ptw增韧剂：6份、玻璃纤维：20份、碳纤维：8份、石墨烯：0.8份。
9.本发明还公开了一种吸波材料的制备方法，包括任一所述的吸波材料，还包括如下步骤：s1、称重：根据配比要求称取所需重量份的组份；s2、将任意一种或多种纤维状或片状的组份根据配比混合均匀后，放入双螺杆挤
出机的侧进料槽内，其中，玻璃纤维、吸波粉体材料、碳纤维、碳纳米管、石墨烯均属于纤维状或片状的组份；s3、将任意一种或多种非纤维状或非片状的组份根据配比混合均匀后，放入双螺杆挤出机的主进料槽内，其中，热塑性塑料载体、ptw增韧剂、炭黑、石墨、抗氧化剂均属于非纤维状或非片状的组份；s4、对双螺杆挤出机进行多段加热；s5、由双螺杆挤出机挤出成型条状吸波材料；s6、将条状吸波材料经过冷却液进行冷却；s7、将冷却后的条状吸波材料放入造粒机中造粒成型吸波颗粒母料。
10.在其中一个实施例中，所述多段加热包括由双螺杆挤出机的进料方向朝向其挤出口方向依次设置的第一段加热至第九段加热，其中，第一段加热至第九段加热的加热温度分别为70℃，230℃，230℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃。
11.在其中一个实施例中，经步骤s7后，对吸波颗粒母料进行干燥储存。
12.本发明还公开了一种毫米波雷达天线罩，所述毫米波雷达天线罩采用任一所述的吸波材料经注塑加工成型。
13.综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明中，热塑性塑料载体具有较好的热塑形变能力和电磁特性，玻璃纤维可以增加吸波材料的机械强度和刚性，ptw增韧剂可以增强吸波材料的耐冲击强度和耐震动性能，抗氧化剂可以增加产品长期在户外和高温等恶劣环境中使用的寿命，并且通过吸波粉体材料的设置，使得本发明的吸波材料兼具了较好的力学性能和吸波性能，同时，采用本发明的吸波材料直接制成毫米波雷达天线罩，不需要单独贴附吸波片，有效提高了生产效率，使得毫米波雷达天线罩的吸波不会出现死角，有效提高了毫米波雷达天线罩吸波性能的稳定性。
具体实施方式
14.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
15.本技术的实施例提供了一种吸波材料，用于汽车毫米波雷达，包括如下重量份的组份：热塑性塑料载体：40-75份，所述热塑性塑料载体的重量份具体可为40份、45份、50份、55份、60份、65份、70份、75份；玻璃纤维：0-35份，所述玻璃纤维可以选择添加或不添加，其中，添加时的重量份具体可为1份、8份、10份、15份、20份、25份、30份、35份；吸波粉体材料：4-25份，所述吸波粉体材料的重量份具体可为4份、5份、10份、15份、20份、25份。
16.抗氧化剂：0-10份，所述抗氧化剂可以选择添加或不添加，其中，添加时的重量份具体可为1份、3份、6份、8份、10份；ptw增韧剂：0-15份，所述ptw增韧剂是含有环氧功能团的乙烯类三元共聚物，其可
以选择添加或不添加，其中，添加时的重量份具体可为1份、5份、10份、15份。
17.其中，所述吸波粉体材料由炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种构成。
18.本实施例中，所述热塑性塑料载体为pa、ps、lcp、pbt、pe、pp、abs中的任意一种。
19.本实施例中优选的热塑性塑料载体为pbt，pbt的中文名称为聚对苯二甲酸丁二酯，其为乳白色半透明到不透明、半结晶型热塑性聚酯，具有良好的透波性，可有效减少电磁波的辐射。
20.本实施例中，所述抗氧化剂为阻聚酚类、氨类、磷酸盐、磷酸酯类中的任意一种。
21.本实施例中优选的抗氧化剂为抗氧化剂168，抗氧化剂168是一种性能优异的亚磷酸酯抗氧剂,其抗萃取性强,对水解作用稳定,并能显著提高制品的光稳定性，可以与多种酚类抗氧剂复合使用。
22.本技术的吸波材料在频段为77ghz的车载毫米波雷达中有良好的吸波性能。
23.本发明还公开了一种吸波材料的制备方法，包括任一所述的吸波材料，还包括如下步骤：s1、称重：根据配比要求称取所需重量份的组份；s2、将任意一种或多种纤维状或片状的组份根据配比混合均匀后，放入双螺杆挤出机的侧进料槽内，其中，玻璃纤维、吸波粉体材料、碳纤维、碳纳米管、石墨烯均属于纤维状或片状的组份；s3、将任意一种或多种非纤维状或非片状的组份根据配比混合均匀后，放入双螺杆挤出机的主进料槽内，其中，热塑性塑料载体、ptw增韧剂、炭黑、石墨、抗氧化剂均属于非纤维状或非片状的组份；s4、对双螺杆挤出机进行多段加热；s5、由双螺杆挤出机挤出成型条状吸波材料；s6、将条状吸波材料经过冷却液进行冷却；s7、将冷却后的条状吸波材料放入造粒机中造粒成型吸波颗粒母料。
24.本实施例中，所述多段加热包括由双螺杆挤出机的进料方向朝向其挤出口方向依次设置的第一段加热至第九段加热，其中，第一段加热至第九段加热的加热温度分别为70℃，230℃，230℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃。
25.通过上述第一段加热至第九段加热的设置，各组份的加热温度由70℃升高至230℃，接着由230℃升高并稳定在240℃，这样使得各组份可以均匀升温，在保证良好的稳定性的同时，不会发生表面碳化。
26.本实施例中，经步骤s7后，对吸波颗粒母料进行干燥储存。
27.本发明还公开了一种毫米波雷达天线罩，所述毫米波雷达天线罩采用任一所述的吸波材料经注塑加工成型。
28.具体的，毫米波雷达天线罩生产时，将吸波颗粒母料投入注塑机的喂料口内，并在模具中注塑成型，这样，毫米波雷达天线罩整体都具有吸波能力，不需要单独贴附吸波片，有效提高了生产效率，并且使得毫米波雷达天线罩的吸波不会出现死角，有效提高了毫米波雷达天线罩吸波性能的稳定性。
29.综上所述，本发明中，热塑性塑料载体具有较好的热塑形变能力和电磁特性，玻璃
纤维可以增加吸波材料的机械强度和刚性，ptw增韧剂可以增强吸波材料的耐冲击强度和耐震动性能，抗氧化剂可以增加产品长期在户外和高温等恶劣环境中使用的寿命，并且通过吸波粉体材料的设置，使得本发明的吸波材料兼具了较好的力学性能和吸波性能，同时，采用本发明的吸波材料直接制成毫米波雷达天线罩，不需要单独贴附吸波片，有效提高了生产效率，使得毫米波雷达天线罩的吸波不会出现死角，有效提高了毫米波雷达天线罩吸波性能的稳定性。
30.下面结合具体的实施例进行说明，以更好地解释本发明。
实施例1
31.一种吸波材料，包括如下重量份的组份：pbt：52份、ptw增韧剂：10份、玻璃纤维：15份、抗氧剂168：2份、炭黑：7份、石墨烯1.2份，还包括如下步骤：称重：根据配比要求称取所需重量份的组份；将pbt、抗氧剂168、炭黑和ptw增韧剂混合均匀后，放入双螺杆挤出机的主进料槽内；将吸波粉体材料、石墨烯和玻璃纤维混合均匀后，放入双螺杆挤出机的侧进料槽内；对双螺杆挤出机进行多段加热；由双螺杆挤出机挤出成型条状吸波材料；将条状吸波材料经过冷却液进行冷却；将冷却后的条状吸波材料放入造粒机中造粒成型吸波颗粒母料。
32.将上述吸波颗粒母料放入注塑机中，二次注塑成厚度为3mm的样板，采用插损法对其进行性能测试，其在77ghz频段下的吸波性能为21db，抗冲击强度为51kj/m
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实施例2
33.一种吸波材料，包括如下重量份的组份：pbt：53份、ptw增韧剂：12份、玻璃纤维：25份、石墨：9份、碳纤维：6份，还包括如下步骤：称重：根据配比要求称取所需重量份的组份；将石墨、pbt和ptw增韧剂混合均匀后，放入双螺杆挤出机的主进料槽内；将吸波粉体材料、碳纤维和玻璃纤维混合均匀后，放入双螺杆挤出机的侧进料槽内；对双螺杆挤出机进行多段加热；由双螺杆挤出机挤出成型条状吸波材料；将条状吸波材料经过冷却液进行冷却；将冷却后的条状吸波材料放入造粒机中造粒成型吸波颗粒母料。
34.将上述吸波颗粒母料放入注塑机中，二次注塑成厚度为3mm的样板，采用插损法对其进行性能测试，其在77ghz频段下的吸波性能为24db，抗冲击强度为52kj/m
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实施例3
35.一种吸波材料，包括如下重量份的组份：pbt：50份、ptw增韧剂：6份、玻璃纤维：20
份、碳纤维：8份、石墨烯：0.8份，还包括如下步骤：称重：根据配比要求称取所需重量份的组份；将pbt和ptw增韧剂混合均匀后，放入双螺杆挤出机的主进料槽内；将吸波粉体、碳纤维、石墨烯和玻璃纤维混合均匀后，放入双螺杆挤出机的侧进料槽内；对双螺杆挤出机进行多段加热；由双螺杆挤出机挤出成型条状吸波材料；将条状吸波材料经过冷却液进行冷却；将冷却后的条状吸波材料放入造粒机中造粒成型吸波颗粒母料。
36.将上述吸波颗粒母料放入注塑机中，二次注塑成厚度为3mm的样板，采用插损法对其进行性能测试，其在77ghz频段下的吸波性能为28db，抗冲击强度为49kj/m
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37.对比例：一种吸波材料，包括如下重量份的组份：pbt：50份、ptw增韧剂：11份、玻璃纤维：5份、抗氧剂168：1份、石墨：26份、碳纤维：3份，还包括如下步骤：称重：根据配比要求称取所需重量份的组份；将炭黑、pbt、抗氧剂168和ptw增韧剂混合均匀后，放入双螺杆挤出机的主进料槽内；将吸波粉体材料、碳纤维和玻璃纤维混合均匀后，放入双螺杆挤出机的侧进料槽内；对双螺杆挤出机进行多段加热；由双螺杆挤出机挤出成型条状吸波材料；将条状吸波材料经过冷却液进行冷却；将冷却后的条状吸波材料放入造粒机中造粒成型吸波颗粒母料。
38.将上述吸波颗粒母料放入注塑机中，二次注塑成厚度为3mm的样板，采用插损法对其进行性能测试，其在77ghz频段下的吸波性能为8db，抗冲击强度为41kj/m
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39.取实施例1至实施例3和对比例进行吸波材料的吸波性能和抗冲击强度分析。其结果见下表：
组份pbtptw增韧剂玻璃纤维抗氧剂168石墨炭黑碳纤维石墨烯抗冲击强度（kj/m
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）77ghz吸波（db）重量份40-750-150-350-104-254-254-254-25实施例152101520701.25121实施例2531225090605224实施例35062000080.84928对比例50115126030418
通常来说，吸波材料的吸波性能和抗冲击强度的数值越大，其用于毫米波雷达天线罩时，吸波的稳定性和力学性能越好，由上表可以看出，实施例1至实施例3中，吸波材料的抗冲击强度差别不大，因此其抗冲击强度可以忽略不计，而在吸波性能中，实施例3的吸波材料均优于实施例1、实施例2和对比例，从而实施例3是本技术的优选实施例。
40.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种吸波材料，用于汽车毫米波雷达，其特征在于：包括如下重量份的组份：热塑性塑料载体：40-75份；玻璃纤维：0-35份；吸波粉体材料：4-25份；抗氧化剂：0-10份；以及，ptw增韧剂：0-15份；其中，所述吸波粉体材料由炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种构成。2.根据权利要求1所述的吸波材料，其特征在于：所述热塑性塑料载体为pa、ps、lcp、pbt、pe、pp、abs中的任意一种。3.根据权利要求1所述的吸波材料，其特征在于：所述抗氧化剂为阻聚酚类、氨类、磷酸盐、磷酸酯类中的任意一种。4.根据权利要求1所述的吸波材料，其特征在于：所述吸波材料包括如下重量份的组份：pbt：50份、ptw增韧剂：6份、玻璃纤维：20份、碳纤维：8份、石墨烯：0.8份。5.一种吸波材料的制备方法，包括如权利要求1-4中任意一项所述的吸波材料，其特征在于：还包括如下步骤：s1、称重：根据配比要求称取所需重量份的组份；s2、将任意一种或多种纤维状或片状的组份根据配比混合均匀后，放入双螺杆挤出机的侧进料槽内，其中，玻璃纤维、吸波粉体材料、碳纤维、碳纳米管、石墨烯均属于纤维状或片状的组份；s3、将任意一种或多种非纤维状或非片状的组份根据配比混合均匀后，放入双螺杆挤出机的主进料槽内，其中，热塑性塑料载体、ptw增韧剂、炭黑、石墨、抗氧化剂均属于非纤维状或非片状的组份；s4、对双螺杆挤出机进行多段加热；s5、由双螺杆挤出机挤出成型条状吸波材料；s6、将条状吸波材料经过冷却液进行冷却；s7、将冷却后的条状吸波材料放入造粒机中造粒成型吸波颗粒母料。6.根据权利要求5所述的吸波材料的制备方法，其特征在于：所述多段加热包括由双螺杆挤出机的进料方向朝向其挤出口方向依次设置的第一段加热至第九段加热，其中，第一段加热至第九段加热的加热温度分别为70℃，230℃，230℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃。7.根据权利要求5所述的吸波材料的制备方法，其特征在于：经步骤s7后，对吸波颗粒母料进行干燥储存。8.一种毫米波雷达天线罩，其特征在于：所述毫米波雷达天线罩采用权利要求1-7中任意一项所述的吸波材料经注塑加工成型。

技术总结
本发明公开了一种吸波材料、吸波材料的制备方法及毫米波雷达天线罩，涉及吸波材料技术领域，其技术方案要点是：包括如下重量份的组份：热塑性塑料载体：40-75份；玻璃纤维：0-35份；吸波粉体材料：4-25份；抗氧化剂：0-10份；以及，PTW增韧剂：0-15份；其中，所述吸波粉体材料由炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种构成。本发明具有力学性能及吸波稳定性好的优点。性好的优点。


技术研发人员：焦利才 冯润 申景博
受保护的技术使用者：锐腾新材料制造（苏州）有限公司
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/9/6