[发明专利]一种雷达天线罩或天线窗压应力涂层的制备方法及应用

说明书

本发明提供一种雷达天线罩/天线窗压应力涂层的制备方法，是以PVA的水溶液为胶粘材料，通过加热和物理搅拌的方法，将B₄C颗粒和表面活性剂分散均匀，使得SiCl₄的水解更加充分、均匀；利用SiCl₄的水解及有机硅树脂的高温烧结在不影响基体材料的前提下在天线罩/天线窗表面形成压应力层，缓解天线罩/天线窗材料在受力过程中表面的局部张应力。该压应力涂层，可大大降低雷达天线罩/天线窗的吸潮性能，提高雷达天线罩/天线窗的力学性能和耐热性能，且具有良好的介电性能。同时，采用本发明制备的涂层涂覆在雷达天线罩/天线窗表面，强度提高20％及以上，能够满足残酷环境下雷达天线罩/天线窗的使用要求。

技术领域

本发明属于高技术涂层制备领域，特别涉及一种雷达天线罩或天线窗压应力涂层及其制备方法。

背景技术

石英纤维增强石英基复合材料(SiO₂/SiO₂)由于其良好的力学性能及介电性能，在雷达天线罩/天线窗领域展现了巨大的应用前景，已成功应用于美国“三叉戟”潜地导弹。然而，由于SiO₂本身的多孔结构及表面的亲水基团，SiO₂/SiO₂天线罩/天线窗在空气中极易吸潮，影响材料的力学性能及透波性能。在雷达天线罩/天线窗表面制备涂层是提高其防潮性能的常用手段。涂层一般可分为有机涂层和无机涂层。有机涂层具有工艺简单，防水性能优良的特点，但是固化慢，且在高温下容易发生热分解，残炭率高，影响透波性能；无机涂层耐高温性能好，不含杂质炭，但往往工艺复杂，难以成型。

其中通过【杨德安,沈继耀,朱海强.加入物对石英陶瓷烧结和析晶的影响[J].耐火材料,1994(4):201-203.。。。。Chao C H,Lu H Y.Crystallization of Na₂O-dopedcolloidal gel-derived silica[J].Materials ScienceEngineering A(StructuralMaterials:,Properties,Microstructure and Processing),2000,282(1-2):123-130.】的论文中，指出了加入物对石英陶瓷烧结和析晶的影响。采用有机-无机杂化涂层，既可发挥无机材料的力学性能和耐热性能，又可发挥有机材料的成型性能及防水性能，并且可以通过特殊的工艺处理，在降低材料吸潮率的前提下进一步提高材料的力学性能。

发明内容

为了获得用于雷达天线罩或天线窗领域中，力学性能良好的涂层结构，本发明利用SiCl₄在表面活性剂的催化作用下水解生成细度均匀的SiO₂粉末，添加合适的助剂，与有机硅树脂混合作为涂层材料涂覆于SiO₂/SiO₂雷达天线罩/天线窗表面，在天线罩/天线窗表面形成了一层压应力涂层，具有良好的力学性能和防潮效果。具体方法步骤为：具体步骤为：

(一)制备混合溶液1

在去离子水中加入(2-5)wt.％聚乙烯醇PVA、(1-10)wt.％碳化硼B₄C粉末和(1-2)wt.％表面活性剂，加热至92℃-96℃搅拌，直至聚乙烯醇PVA完全溶解，获得混合溶液1；

(二)制备混合溶液2

取适量混合溶液1，向其中滴加四氯硅烷SiCl₄，水浴保持45-50℃并搅拌1-2小时，获得混合溶液2；

(三)制备混合溶液3

有机硅树脂中添加(10-50)wt.％有机溶剂以及(0.5-2)wt.％抗氧化剂，搅拌至有机硅树脂完全溶解在有机溶剂中，获得混合溶液3；

(四)制备混合物4