天线罩表面超疏水涂层的制备及性能研究

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天线罩作为天线的封装防护装置,广泛应用于5G通信基站和车载天线等系统中。实际应用中,天线罩表面形成的水膜和灰尘会影响天线信号的传输,对于5G短波高频信号传输影响更为严重。然而,目前的天线罩表面防护涂层难以防止雨水和灰尘,且使用寿命较短。超疏水涂层具有防积水和自清洁等性能,应用于天线罩表面可降低雨水和灰尘对天线信号传输的影响,还可通过物理防护延长其使用寿命。因此,本文开展了天线罩表面超疏水涂层的制备技术及其耐久性和自清洁特性等性能的研究。采用两步法制备了底面复合超疏水涂层,通过调节底漆中颗粒的添加量和树脂的共混比例,实现涂层表面微结构的强化,有效地增强了涂层的耐磨性。结果表明,底面复合超疏水涂层的手指耐磨性比单一的超疏水面漆层提高了30倍以上,手指磨损1000次后的涂层表面仍显示出良好的超疏水性能。此外,经过调色处理后,底面复合超疏水涂层的耐磨性和耐水性等各项性能均满足聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等塑料天线罩表面涂层的使用要求,一定程度上解决了天线罩表面积水积灰影响信号传输和防护涂层耐久性差等问题。将氟化改性后的微米硅藻土(F-DE)和纳米F-SiO2级配颗粒与低表面能树脂混合,采用一步喷涂法制备了底面合一超疏水涂层。试验结果表明,添加级配颗粒后的涂层显示出超疏水性。经测试,添加级配颗粒比例为20:6的涂层耐磨性最佳,磨耗仪磨损500次后,涂层表面仍保持超疏水性;磨耗仪磨损1000次后,涂层仍具备疏水性且质量损失仅1%。通过对比级配前后颗粒的微观形貌、比表面积、孔体积及孔径分布发现,纳米F-SiO2在微米F-DE表面团聚并填充于DE表面的微孔中,形成具有双重粗糙度的复合颗粒,增强了涂层的粗糙结构,从而提升了涂层的疏水性和耐久性。以改性SiO2与高硬度陶瓷涂料混合,采用一步喷涂法制备了超双疏陶瓷涂层。通过研究陶瓷涂料种类、原料添加顺序、改性颗粒的粒径和含量以及苯基硅氧烷添加量等因素对涂层性能的影响,得到了铅笔硬度为2 H的耐磨超双疏陶瓷涂层的配方。试验结果表明,涂层具有良好的耐久性,100次手指磨损后,涂层表面仍具备疏油性;1000次手指磨损后,涂层表面仍保持超疏水性;经过p H=1-13的酸碱溶液浸泡2 h后,涂层表面的油滴接触角仍大于150°;涂层在400℃保持2 h后仍具有良好的超双疏性能。同时,超双疏陶瓷涂层显示出良好的防污自清洁特性。
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