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用于天线外壳的多层复合片材
申请号	CN202280058131.8	申请日	2022-08-22	公开(公告)号	CN117881533A	公开(公告)日	2024-04-12
申请人	科思创德国股份有限公司;			发明人	熊姈姈; 孟季茹; 洪珂;
摘要	本申请涉及用于天线外壳的多层复合片材、其制备方法及其用途。所述多层聚碳酸酯复合片材依序包含第一非发泡皮层(1)；第一胶粘剂层(2)；具有蜂窝结构的芯层(3)；第二胶粘剂层(4)；和第二非发泡皮层(5)。根据本发明的聚碳酸酯复合制品可实现改进的信号传输性能和减轻的重量，并可用作室外和/或室内天线外壳。
权利要求	1.用于天线外壳的多层复合片材，其依序包含：第一非发泡皮层(1)；第一胶粘剂层(2)；具有蜂窝结构的芯层(3)；第二胶粘剂层(4)；和第二非发泡皮层(5)；其中，第一和第二非发泡皮层(1、5)由包含聚碳酸酯和选自抗冲改性剂、阻燃剂、紫外线吸收剂和填料的任选组分的第一聚碳酸酯组合物制成，芯层(3)由包含聚碳酸酯和选自抗冲改性剂和阻燃剂的任选组分的第二聚碳酸酯组合物制成，芯层(3)具有在0.8‑10mm的范围内的厚度，第一和第二非发泡皮层(1、5)各自具有在 0.1‑1.0mm的范围内的厚度，所述多层聚碳酸酯复合片材的总厚度在1.6‑11mm的范围内，芯层(3)与多层聚碳酸酯复合片材的厚度比在0.2‑0.95的范围内， 3 芯层(4)的密度在0.1‑0.5g/cm的范围内，所述多层聚碳酸酯复合片材的平均密度在 3 0.18‑0.95g/cm的范围内，所述多层复合片材具有大于96％的信号透过率和小于‑20dB的S11。 2.根据权利要求1的多层复合片材，其中芯层(3)与多层复合片材的厚度比在0.25‑ 0.95，优选0.4‑0.95的范围内。 3.根据权利要求1或2的多层复合片材，其中芯层(3)具有0.8‑10mm的厚度和0.13‑ 3 0.5g/cm的密度。 4.根据权利要求1‑3任一项的多层复合片材，其中第一和第二胶粘剂层(2、4)互相独立地由双组分氰基丙烯酸酯/环氧杂化胶粘剂、双组分丙烯酸系胶粘剂、双组分聚氨酯胶粘剂、反应性聚氨酯胶粘剂或热熔热塑性聚氨酯胶粘剂形成。 5.根据权利要求1‑4任一项的多层复合片材，其中所述多层复合片材为对称结构，并具 3 有在1.6‑10.55mm的范围内的总厚度和在0.186‑0.912g/cm的范围内的平均密度，并且芯层(3)与多层复合片材的厚度比在0.267‑0.947的范围内。 6.根据权利要求1‑5任一项的多层复合片材，其中所述多层复合片材具有小于‑30dB，优选小于‑40dB的S11。 7.制备根据权利要求1至6任一项的聚碳酸酯复合制品的方法，其包含通过热成型或胶粘接合。 8.根据权利要求1至6任一项的聚碳酸酯复合制品作为天线外壳的用途。 9.天线外壳，其包含根据权利要求1至6任一项的多层复合片材。
说明书全文	用于天线外壳的多层复合片材技术领域 [0001] 本发明属于聚合物复合材料的领域。具体地，本发明涉及用于天线外壳的多层复合片材、其制备方法和由其制成的天线外壳。背景技术 [0002] 5G技术是即将到来的第五代无线移动通信技术。5G无线网络将支持1,000倍的容量增长、至少1000亿台设备的连接以及能够实现极低延迟和响应时间的10Gb/s个人用户体验。5G是人工智能(AI)、物联网(IOT)、自动化、联网汽车、远程医疗保健、智慧城市等的支柱。这些网络的部署将在2020年至2030年之间出现。 [0003] 5G可覆盖宽波段，包括低于6GHz的中波段和高于24GHz的毫米波。由于高频电磁波在传输过程中遇到障碍物时的高衰减，高信号传输是用于5G技术的天线保护材料的关键要求之一。 [0004] 更好的信号传输性能意味着材料的介电常数Dk和损耗因子Df在宽频率范围和环境条件下低且稳定。如果天线外壳具有多层结构，S11(回波损耗)和S21(增益)是表征天线传输性能的常用指标，其单位为dB。在实际应用中，S11应该小于‑10dB或甚至小于‑20dB。 [0005] 具有实心结构的传统天线外壳由塑料树脂通过注射成型或挤出成型制成，其中Dk和Df取决于材料本身，通常较高的Dk和Df会导致较高的信号损失。 [0006] 由于在4G中使用较长的波长，即使有信号损失，影响也相当有限，因此通过标准注射成型或挤出成型制成的具有实心结构的产品基本可满足实际应用要求。 [0007] 但是，对于具有mmWave(毫米波，高于24GHz)的5G，由于信号衰减的挑战，需要更高的信号传输性能。在实际应用中，需要在一定程度上保持聚碳酸酯的基本性质并且需要减少信号损失。同时，由于RRU(远程无线电单元)与AAU(有源天线单元)的集成，最终天线部件的重量增加，这也需要减轻天线外壳的重量。 [0008] 有一些专利文献涉及包含发泡层的多层复合片材。 [0009] US6492015B1公开了一种复合片材，其包含发泡聚碳酸酯树脂第一层和含非发泡聚碳酸酯树脂的第二层。通过共挤或通过将第二层挤出到第一层上而层压两个层。发泡聚碳酸酯树脂层的厚度为0.5‑15mm，非发泡聚碳酸酯树脂层的厚度为0.05‑0.1mm。 [0010] CN111421937A公开了一种用于5G毫米波天线外壳的具有芯层和两个皮层的夹层复合片材。两个皮层由热塑性树脂或纤维增强的热塑性复合材料制成，且芯层是热塑性发泡材料。但是，该夹层复合材料的信号透过率没有预期的高。 [0011] 因此，在5G毫米波相关应用中仍然需要具有改进的信号传输性能和减轻的重量的天线外壳。 [0012] 发明概述 [0013] 本发明的目的是提供具有改进的信号传输性能和减轻的重量的天线外壳，优选用于5G毫米波。 [0014] 根据本发明的第一个方面，提供用于天线外壳的多层复合片材，其依序包含： [0015] 第一非发泡皮层1； [0016] 第一胶粘剂层2； [0017] 具有蜂窝结构的芯层3； [0018] 第二胶粘剂层4；和 [0019] 第二非发泡皮层5； [0020] 其中， [0021] 第一和第二非发泡皮层1、5由包含聚碳酸酯和选自抗冲改性剂、阻燃剂、紫外线吸收剂和填料的任选组分的第一聚碳酸酯组合物制成， [0022] 芯层3由包含聚碳酸酯和选自抗冲改性剂和阻燃剂的任选组分的第二聚碳酸酯组合物制成， [0023] 芯层3具有在0.8‑10mm的范围内的厚度，第一和第二非发泡皮层1、5各自具有在0.1‑1.0mm的范围内的厚度，所述多层聚碳酸酯复合片材的总厚度在1.6‑11mm的范围内，芯层3与多层聚碳酸酯复合片材的厚度比在0.2‑0.95的范围内， [0024] 芯层3的密度在0.1‑0.5g/cm3的范围内，所述多层聚碳酸酯复合片材的平均密度3 在0.18‑0.95g/cm的范围内， [0025] 根据基于在mmWave频率下的平面波的电磁模拟，所述多层复合片材具有大于96％的信号透过率和小于‑20dB的S11。 [0026] 根据本发明的第二个方面，提供通过热成型或胶粘接合制备根据本发明的多层复合片材的方法。 [0027] 根据本发明的第三个方面，提供天线外壳，其包含根据本发明的多层复合片材。 [0028] 本发明人发现，根据本发明的多层复合片材可实现改进的信号传输性能。 [0029] 同时，由于芯层3是具有蜂窝结构的中空型，根据本发明的多层复合片材与相同尺寸的实心片材相比重量减轻。 [0030] 在一些实施方案中，根据本发明的多层复合片材可通过根据ISO 6603‑1:1985在室温(23℃)下的落镖冲击试验。 [0031] 根据本发明的多层复合片材可用作需要良好信号传输性能和轻重量的室外或室内天线外壳或便携式电气/电子设备外壳。 [0032] 附图简述 [0033] 下面参考附图更详细解释本发明，其中： [0034] 图1示意性显示根据本发明的一个实施方案的多层复合片材的正视图(a)和横截面视图(b)，其中1指示第一非发泡皮层，2指示第一胶粘剂层，3指示具有蜂窝结构的芯层，4指示第二胶粘剂层，5指示第二非发泡皮层。 [0035] 发明详述 [0036] 出于举例说明而非限制的目的，现在参考附图描述本发明的一些具体实施方案。 [0037] 本申请中的各种特征的描述可以在不矛盾的情况下互相组合，并且都在如所附权利要求书中要求的保护范围内。 [0038] 在下文中并且除非另有说明，数值范围的界限包括在该范围内，特别是在表述“在…至…之间”和“从…至…”中。 [0039] 除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。当本说明书中的术语定义与本发明所属领域的技术人员通常理解的含义冲突时，以本文所述的定义为准。 [0040] 在本申请通篇，术语“包含”应解释为涵盖所有具体提到的要素以及任选的、附加的、未指定的要素。如本文所用，术语“包含”的使用也公开了不存在具体提到的要素以外的要素的实施方案(即“由…组成”)。 [0041] 除非另有规定，说明书和权利要求书中使用的表示厚度、密度等的所有数值应被理解为被术语“大约”修饰。 [0042] 在一些实施方案中，该多层复合片材由第一非发泡皮层1；第一胶粘剂层2；具有蜂窝结构的芯层3；第二胶粘剂层4；和第二非发泡皮层5组成。 [0043] 非发泡皮层1、5 [0044] 根据本发明的多层复合片材包含第一非发泡皮层1和第二非发泡皮层5。 [0045] 第一和第二非发泡皮层1、5互相独立地由包含聚碳酸酯和选自抗冲改性剂、阻燃剂、紫外线吸收剂和填料的任选组分的第一聚碳酸酯组合物制成。 [0046] 本领域众所周知的任何聚碳酸酯可用于皮层1、5。 [0047] 本领域技术人员可视需要选择抗冲改性剂、阻燃剂、紫外线稳定剂和填料的类型和量。 [0048] 例如，抗冲改性剂可以是选自以下的一种或多种：基于丁二烯橡胶或苯乙烯‑丁二烯橡胶并用甲基丙烯酸甲酯‑苯乙烯接枝的具有核壳结构的抗冲改性剂(MBS)、具有核壳结构的硅氧烷‑丙烯酸酯橡胶、基于丙烯酸酯橡胶的核壳抗冲改性剂等。 [0049] 优选地，基于丁二烯橡胶或苯乙烯‑丁二烯橡胶的核壳抗冲改性剂是基于丁二烯橡胶或苯乙烯‑丁二烯橡胶并用甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯‑苯乙烯共聚物接枝的TM抗冲改性剂，例如可获自Kaneka的Kane Ace M732和可获自Dow Chemicals的Paraloid EXL2650J、EXL2690和EXL2691J等等。 [0050] 适合使用的优选硅氧烷‑丙烯酸酯橡胶是例如可获自Mitsubishi Rayon的Metablen S‑2100、S‑2001、S‑2006等，和来自Kaneka Corporation的Kane Ace MR‑01。 [0051] 优选的是，基于丙烯酸酯橡胶的核壳抗冲改性剂是基于丙烯酸酯橡胶并用甲基丙TM烯酸甲酯接枝的抗冲改性剂，包括可获自Dow Chemicals的Paraloid EXL2311、EXL2313、EXL2315、EXL2300、EXL2330和EXL2390；和可获自Arkema的 410、440和 480。 [0052] 上文提到的抗冲改性剂可独自或组合使用。 [0053] 优选地，如果存在，抗冲改性剂以基于第一聚碳酸酯组合物的重量计1.0重量％至8.0重量％，更优选1.0重量％至6.0重量％，最优选2.0重量％至5.0重量％的量存在。 [0054] 阻燃剂可以是聚碳酸酯材料领域中常用的阻燃剂，如有机磷基阻燃剂，如双酚A双(磷酸二苯酯)(BDP)、磷酸三苯酯(TPP)、磷腈和间苯二酚双(磷酸二苯酯)(RDP)。 [0055] 上文提到的阻燃剂可独自或组合使用。 [0056] 优选地，如果存在，阻燃剂以基于第一聚碳酸酯组合物的重量计1.0重量％至5.0重量％，更优选1.5重量％至3.0重量％的量存在。 [0057] 紫外线稳定剂可以是聚碳酸酯材料领域中常用的紫外线稳定剂。 [0058] 合适的紫外线稳定剂例如描述在EP 1 308 084 A1、DE 102007011069 A1和DE 10311063 A1中。 [0059] 特别合适的紫外线稳定剂是羟基苯并三唑，如2‑(3',5'‑双(1,1‑二甲基苄基)‑2'‑羟苯基)苯并三唑( 234,BASF SE,Ludwigshafen)、2‑(2'‑羟基‑5'‑(叔辛基)苯基)苯并三唑( 329,BASF SE,Ludwigshafen)、2‑(2'‑羟基‑3'‑(2‑丁基)‑5'‑(叔丁基)苯基)苯并三唑( 350,BASF SE,Ludwigshafen)、双(3‑(2H‑苯并三唑基)‑2‑羟基‑5‑叔辛基)甲烷( 360,BASF SE,Ludwigshafen)、(2‑(4,6‑二苯基‑1, 3,5‑三嗪‑2‑基)‑5‑(己氧基)苯酚( 1577,BASF SE,Ludwigshafen)以及二苯甲酮2,4‑二羟基二苯甲酮( 22,BASF SE,Ludwigshafen)和2‑羟基‑4‑(辛氧基)二苯甲酮( 81,BASF SE,Ludwigshafen)、2‑丙烯酸,2‑氰基‑3,3‑联苯基,2,2‑双[[(2‑氰基‑1‑氧代‑3,3‑二苯基‑2‑丙烯基)氧基]甲基]‑1,3‑丙二基酯(9CI)( 3030,BASF SE,Ludwigshafen)、2‑[2‑羟基‑4‑(2‑乙基己基)氧基]苯基‑4,6‑二(4‑苯基)苯基‑1,3,5‑三嗪( 1600,BASF SE,Ludwigshafen)或2,2'‑(1,4‑亚苯基二亚甲基)双丙二酸四乙酯( B‑Cap,Clariant AG)。也可以使用这些紫外线稳定剂的混合物。 [0060] 优选地，如果存在，紫外线稳定剂优选以基于第一聚碳酸酯组合物的重量计0.10重量％至1.00重量％，更优选0.10重量％至0.50重量％，特别优选0.10重量％至0.30重量％的量存在。 [0061] 填料可以是聚碳酸酯材料领域中常用的填料。 [0062] 填料的实例是云母、滑石、碳酸钙、白云石、硅灰石、硫酸钡、二氧化硅、高岭土、长石、重晶石等。 [0063] 填料可具有0.1至20微米，尤其是0.5至10微米，更尤其是1至3微米的平均粒度(d50值)。可借助超速离心机测量法(W.Scholtan,H.Lange,Kolloid,Z.und Z.Polymere 250(1972),782‑l796)测定填料的平均粒度(d50值)。 [0064] 优选地，如果存在，填料以基于第一聚碳酸酯组合物的总重量计1‑7重量％，优选2‑6重量％，更优选2‑5重量％的量存在。 [0065] 第一皮层1和第二皮层5互相独立地具有在0.1‑1.0mm的范围内的厚度。 [0066] 皮层1、5可由于它们的抗紫外线、抗老化和抗湿性质而为多层复合片材提供保护。 [0067] 具有蜂窝结构的芯层3 [0068] 根据本发明的多层复合片材包含具有蜂窝结构的芯层3。 [0069] 芯层3由包含聚碳酸酯和选自抗冲改性剂和阻燃剂的任选组分的第二聚碳酸酯组合物制成。 [0070] 本领域众所周知的任何聚碳酸酯可用于芯层3。 [0071] 抗冲改性剂和阻燃剂可与上文定义的相同。 [0072] 优选地，如果存在，抗冲改性剂以基于第一聚碳酸酯组合物的重量计1.0重量％至8.0重量％，更优选1.0重量％至6.0重量％，最优选2.0重量％至5.0重量％的量存在。 [0073] 优选地，如果存在，阻燃剂以基于第一聚碳酸酯组合物的重量计1.0重量％至5.0重量％，更优选1.5重量％至3.0重量％的量存在。 [0074] 芯层3具有蜂窝结构。 [0075] 图1示意性显示根据本发明的一个实施方案的多层复合片材的正视图(a)和横截面视图(b)，其中多层复合片材包含第一非发泡皮层1、第一胶粘剂层2、具有蜂窝结构的芯层3、第二胶粘剂层4和第二非发泡皮层5。 [0076] 芯层3具有在0.8‑10mm的范围内的厚度。 [0077] 芯层3与多层复合片材的厚度比在0.2‑0.95，优选0.25‑0.95，更优选0.4‑0.95的范围内。 [0078] 优选地，芯层3的密度在0.13‑0.5g/cm3的范围内。 [0079] 可以通过芯层3中的蜂窝泡孔实现轻重量和减少的信号损失。 [0080] 芯层3具有较低密度以致重量减轻，具有较低Dk和Df，并可提供良好的信号传输性能和一定的机械支撑。 [0081] 胶粘剂层2、4 [0082] 根据本发明的多层复合片材包含第一胶粘剂层2和第二胶粘剂层4以将非发泡皮层1、2接合到芯层3。 [0083] 优选地，胶粘剂层2、4各自的厚度在0.025至0.1mm的范围内。 [0084] 胶粘剂层2、4可由适用于接合聚碳酸酯层的任何胶粘剂形成。 [0085] 例如，第一和第二胶粘剂层2、4互相独立地由双组分氰基丙烯酸酯/环氧杂化胶粘剂、双组分丙烯酸系胶粘剂、双组分聚氨酯胶粘剂、反应性聚氨酯胶粘剂或热熔热塑性聚氨酯胶粘剂形成。 [0086] 市售双组分氰基丙烯酸酯/环氧杂化胶粘剂的实例包括来自Henkel(China)Co.,TMLtd.的商品名为 HY 4090 的产品。 [0087] 市售双组分丙烯酸系胶粘剂的实例包括由Henkel(China)Co.,Ltd.以商品名TM TMAA H3500 和 AA H8000 出售的产品。 [0088] 市售双组分聚氨酯胶粘剂的实例包括由Henkel(China)Co.,Ltd.以商品名HHD 6305出售的产品。 [0089] 市售反应性聚氨酯胶粘剂膜的实例包括来自Covestro Polymers(China)Co.,Ltd.的商品名为 LR‑V 5902的产品。 [0090] 市售热熔热塑性聚氨酯(TPU)胶粘剂膜的实例包括由Covestro Polymers(China)Co.,Ltd.以商品名 HU2105或 ID5051出售的产品。 [0091] 对本发明的目的而言，优选地，该多层复合片材为对称结构，并具有在1.6‑3 10.55mm的范围内的总厚度和在0.186‑0.912g/cm的范围内的平均密度，并且芯层3与多层复合片材的厚度比在0.267‑0.947的范围内。 [0092] 多层复合片材的制备 [0093] 根据本发明的第二个方面，提供通过热成型或胶粘接合制备根据本发明的多层复合片材的方法。 [0094] 皮层1、2可获自市场或用第一聚碳酸酯组合物现场制造。 [0095] 如果存在任何(一种或多种)任选组分，第一聚碳酸酯组合物和第二聚碳酸酯组合物可通过首先混合聚碳酸酯丸粒与任选组分、然后在螺杆挤出机中熔融和挤出所得混合物而获得。 [0096] 皮层1、2可通过第一聚碳酸酯组合物的注射成型、注射压缩成型、挤出成型、吹塑成型或热成型形成。 [0097] 本领域技术人员可基于所用材料确定用于第一聚碳酸酯组合物的注射成型、注射压缩成型、挤出成型、吹塑成型或热成型的加工参数。 [0098] 芯层3可获自市场或用第二聚碳酸酯组合物现场制造。 [0099] 如上文提到，芯层3具有蜂窝结构。 [0100] 芯层3可以通过从具有多个圆柱孔的模板挤出聚碳酸酯熔体而形成，所述圆柱孔以一定原理排列以获得具有连接在一起的多个管的大蜂窝块体，管的外径被称为泡孔直径，管厚度被称为泡孔厚度；然后从垂直于管长度的方向切割所述大块体，以得到具有蜂窝结构的片材至所需片材厚度。 [0101] 可以通过随调节的泡孔直径和泡孔厚度改变模板而实现所需的重量减轻。 [0102] 在一些实施方案中，该多层复合片材通过热成型制备。 [0103] 特别地，在一些实施方案中，制备多层复合片材的方法包含以下步骤： [0104] i)提供第一和第二非发泡皮层1、5、芯层3以及第一和第二胶粘剂层2、4； [0105] ii)依序堆叠第一非发泡皮层1、第一胶粘剂层2、芯层3、第二胶粘剂层4和第二非发泡皮层5；和 [0106] iii)通过热成型而层压堆叠的层并冷却以获得多层复合片材。 [0107] 在一些实施方案中，该多层复合片材通过胶粘接合制备。 [0108] 特别地，在一些实施方案中，制备多层复合片材的方法包含以下步骤： [0109] i)提供第一非发泡皮层1、芯层3和第二非发泡皮层5； [0110] ii)在第一非发泡皮层1的一个表面上施加第一胶粘剂和在第二非发泡皮层5的一个表面上施加第二胶粘剂以分别形成第一胶粘剂层2和第二胶粘剂层4； [0111] iii)依序堆叠第一非发泡皮层1、芯层3和第二非发泡皮层5，以使第一胶粘剂层2和第二胶粘剂层4分别面向芯层3的一个表面，和 [0112] iv)在堆叠的层之上施加载荷，同时在室温下固化胶粘剂以形成多层复合片材。 [0113] 本领域技术人员可以选择制备方法中使用的参数。 [0114] 包含多层复合片材的天线外壳 [0115] 根据本发明的第三个方面，提供一种天线外壳，其包含根据本发明的多层复合片材。 [0116] 该多层复合制品可被设计为具有适当尺寸的所需3维形状，以用于包括天线外壳在内的许多应用。当用作天线外壳时，天线外壳可具备长方体、立方体、半椭球体、半球体等形状。 [0117] 根据本发明的多层复合片材的非发泡皮层1、2可满足各种外观要求，例如，在皮层上可实现高光泽、不同颜色和不同装饰图案。 [0118] 此外，非发泡皮层1、2的至少一个可根据应用需要提供防水、抗紫外线、耐候、耐冲击、阻燃和其它性质。其可在室外或室内使用以满足相关性能要求。 [0119] 与具有相同厚度的现有非发泡聚碳酸酯片材相比，本发明的多层复合片材可通过具有蜂窝结构的芯层3和非发泡皮层1、2的组合实现改进的信号传输性能和轻重量。 [0120] 电磁波在介质中的传输过程中的信号损失受许多因素影响。对于作为传输介质的外壳，除厚度和外壳到天线的距离外，材料的介电常数Dk和损耗因子Df是两个特别关键的因素。Dk是一个宏观物理量，表示介质的极化程度和介质存储电能的能力，从而表征阻碍信号传输的能力。Df是表示电介质造成信号损失的能力的物理量。Dk越高，Df越高，这表明介质阻断信号传输的能力越强，并且信号传输损耗越大。对于5G信号，尤其是毫米波，需要降低天线外壳材料的Dk和Df以降低信号损失。如果天线外壳为两层或多层结构，如前所述，S11(回波损耗)和S21(增益)是表征天线传输性能的常用指标，其单位为dB。 [0121] 与具有相同厚度的现有聚碳酸酯片材相比，根据本发明的多层复合片材具有相对低的回波损耗(S11)和增益损耗(S21)。 [0122] 根据本发明的天线外壳可用作大型室外天线、小型室内天线以及便携式电气和电子设备的天线的保护外壳。 [0123] 特别地，根据本发明的天线外壳可用作5G天线外壳。 [0124] 根据本发明的天线外壳在室外安装后可以保护5G天线免受日晒、雨雪、冰雹和风的侵袭。 [0125] 第一非发泡皮层1提供抗紫外线和/或抗冲击性，并防止水分吸收到具有蜂窝结构的芯层3中。水分的存在可能导致天线外壳的机械性能和电性能的劣化。 [0126] 与常规聚碳酸酯天线外壳相比，根据本发明的天线外壳可减少在5G波段中，尤其是在mmWave频率下的电磁波的信号损失，并提供重量减轻。实施例 [0127] 参考实施例进一步描述本发明的概念、具体结构和技术效果，以使本领域技术人员能够充分理解本发明的目的、特征和效果。本领域技术人员容易理解的是，本文的实施例仅用于举例说明，并且本发明的范围不限于此。 [0128] 设备 [0129] 热成型机:来自Bolon precision testing machines Co.,Ltd.的双单元压力机(机器型号：BL‑6170‑B) [0130] 原材料 [0131] 实心聚碳酸酯片材:由来自Covestro Polymers(China)Co.Ltd.的3 3107制成，厚度为2.5mm且密度为1.2g/cm。 [0132] 非发泡挤出聚碳酸酯膜:来自Covestro Polymers(China)Co.Ltd.的3 LM903，厚度分别为0.175mm、0.25mm、0.375mm、0.5mm、0.75mm和1mm，且密度为1.2g/cm。 [0133] 具有蜂窝结构的聚碳酸酯片材:用来自Qingdao Jilida Composite Materials Co.,Ltd的基础树脂 3108制成，分别具有1.65mm、2.4mm和3.0mm的厚度。该蜂3 窝结构具有0.1mm的泡孔厚度并具有3mm的泡孔直径。片材的密度为0.13g/cm。 [0134] 热塑性聚氨酯(TPU)热熔胶粘剂膜:来自Covestro Polymers(China)Co.Ltd.的3 HU2105，厚度为0.1mm且密度为1.16g/cm。 [0135] 测量 [0136] 根据ISO 6603‑1:1985测试多层复合片材的冲击性能。特别地，基于落镖冲击法，将样品放置在支承圆柱体上并用具有直径13mm的半球形冲击尖端(strike tip)的锤子在室温(23℃)下从1.3m的高度以500g的载荷进行冲击。然后观察受到冲击的样品的表面。如果没有观察到破裂，则记录“无破裂”；如果发生开裂，则记录“开裂”；如果部件已被打穿并发生破裂，则记录“破裂”。 [0137] 基于以下公式计算多层复合片材的平均密度。 [0138] [0139] 或 [0140] [0141] 其中 [0142] t1、t2、tn分别代表第一层、第二层和第n层的厚度 [0143] ρ1、ρ2、ρn分别代表第一层、第二层和第n层的密度 [0144] 根据ASTM D150用来自Keysight technologies的16451B Dielectric TestFixture测试介电常数Dk和损耗因子Df，其中在1.1GHz‑15.0GHz的频率范围内使用Keysight谐振腔法，并在18.0GHz‑50.0GHz的频率范围内使用Keysight波导传输线法。 [0145] 实心PC片材、PC膜、TPU热熔胶粘剂膜、PC蜂窝片材的实测Dk和Df列在表1中。密度3 为0.12g/cm的PC发泡片材的Dk和Df也显示在表1中。 [0146] 表1实心PC、PC膜、TPU膜、PC蜂窝片材、PC发泡片材的Dk/Df和密度 [0147] [0148] 模拟过程基于东南大学授权的CTS STUDIO SUITE 2014(CST Microwave Studio)版本。在该模拟过程中，使用实际材料特性，例如，铜用于金属馈电结构。PC膜、PC蜂窝片材、TPU热熔胶粘剂膜以及PC发泡片材的实测Dk和Df用作天线外壳的输入数据，模拟输出数据是反射数据和透过率数据，以及相应的S11和S21。S11是S参数之一，其指示回波损耗特性。这一参数指示天线的传输效率。该值越高，天线本身反射的能量越大，天线的传输效率越差。S21是前向传输系数(即增益)，该值越高，天线的传输效率越好。 [0149] 聚碳酸酯复合片材的制备 [0150] 在以下实施例中，制备并表征实心聚碳酸酯片材、基于PC膜、TPU热熔胶粘剂膜和PC蜂窝片材的不对称3层聚碳酸酯复合片材、对称5层聚碳酸酯复合片材以及基于PC膜、PC发泡片材和PC膜的厚度6.16mm的对称3层聚碳酸酯复合片材的信号传输性能。 [0151] 不对称3层聚碳酸酯复合片材的制备: [0152] 不对称3层聚碳酸酯复合片材可如下获得： [0153] a)将模具预热到105℃并保持该温度至少30分钟； [0154] b)将一片具有所需厚度的非发泡PC膜切割为所需尺寸； [0155] c)将一片厚度为0.1mm的TPU胶粘剂膜切割为与步骤b中相同的尺寸； [0156] d)将一片具有所需厚度的PC蜂窝片材切割为与步骤b中相同的尺寸； [0157] e)以PC膜‑TPU热熔胶粘剂膜–PC蜂窝片材的顺序堆叠材料并将堆叠的材料放置在模具中； [0158] f)关闭模具并施加1MPa的压力1分钟； [0159] g)将模具冷却1.5分钟；和 [0160] h)打开模具以获得不对称3层聚碳酸酯复合片材。 [0161] 对称3层聚碳酸酯复合材料的制备: [0162] 对称3层聚碳酸酯复合片材可如下获得： [0163] a)将模具预热到175℃并保持该温度至少30分钟； [0164] b)将两片具有所需厚度的非发泡PC膜切割为所需尺寸； [0165] c)将一片具有所需厚度的PC发泡片材切割为与步骤b中相同的尺寸； [0166] d)以PC膜–PC发泡片材–PC膜的顺序堆叠材料并将堆叠的材料放置在模具中； [0167] e)关闭模具并施加1MPa的压力1分钟； [0168] f)将模具冷却1分钟；和 [0169] g)打开模具以获得对称3层聚碳酸酯复合片材。 [0170] 对称5层聚碳酸酯复合片材的制备: [0171] 对称5层聚碳酸酯复合片材可如下获得： [0172] a)将模具预热到105℃并保持该温度至少30分钟； [0173] b)将两片具有所需厚度的非发泡PC膜切割为所需尺寸； [0174] c)将两片厚度为0.1mm的TPU热熔胶粘剂膜切割为与步骤b中相同的尺寸； [0175] d)将一片具有所需厚度的具有蜂窝结构的PC片材切割为与步骤b中相同的尺寸； [0176] e)以PC膜–TPU热熔胶粘剂膜–PC蜂窝片材–TPU热熔胶粘剂膜‑PC膜的顺序堆叠材料并将堆叠的材料放置在模具中； [0177] f)关闭模具并施加1MPa的压力1分钟； [0178] g)将模具冷却1.5分钟；和 [0179] h)打开模具以获得对称5层聚碳酸酯复合片材。 [0180] 对比例1‑4 [0181] 在对比例(CE)1‑4中，具有不同厚度和1.2g/cm3的相同密度的实心PC片材在28GHz的所选5G频率下以0度入射角进行模拟。所选片材厚度和相应的信号传输、反射数据以及S21和S11数据列在表2中。 [0182] 表2 [0183] [0184] 从表2中可以看出，如信号透过率<96％和S11>‑20dB所证实，对比例1‑4的实心PC片材在28GHz的所选5G频率下不具有良好的信号传输性能。 [0185] 对比例5和6 [0186] 在对比例(CE)5和6中，具有一个非发泡皮层、一个胶粘剂层和一个具有蜂窝结构的层的不对称3层PC复合片材在28GHz的所选5G频率下以0度入射角进行模拟。对比例5的不3 3 对称3层PC复合片材包含具有1.2g/cm 的密度的0.75mm的非发泡层、具有1.16g/cm的密度 3 的0.1mm的胶粘剂膜层和具有0.13g/cm的密度的具有3.1mm的蜂窝结构的层。对比例6的不 3 3 对称3层PC复合片材包含具有1.2g/cm的密度的1mm的非发泡层、具有1.16g/cm 的密度的 3 0.1mm的胶粘剂膜层和具有0.13g/cm的密度的1mm的具有蜂窝结构的层。相应的信号传输、反射数据以及S21和S11数据列在表3中。 [0187] 表3 [0188] [0189] R:芯层与多层复合片材的厚度比 [0190] 从表3中可以看出，如信号透过率<96％和S11>‑20dB所证实，对比例5和6的不对称3层复合片材在28GHz的所选5G频率下不具有良好的信号传输性能。 [0191] 对比例7 [0192] 在对比例(CE)7中，具有两个非发泡皮层和一个PC芯层的对称3层PC复合片材在24、28、35和40GHz的所选5G频率下以0度入射角进行模拟。对比例7的对称3层PC复合片材包 3 3 含两个0.08mm的非发泡皮层(密度1.2g/cm)和6mm的芯层(密度0.12g/cm ，Dk 1.3和Df 0.02)。相应的信号传输、反射数据以及S21和S11数据列在表4中。 [0193] 表4 [0194] [0195] R:芯层与多层复合片材的厚度比 [0196] 从表4中可以看出，如信号透过率<96％和/或S11>‑20dB所证实，对比例7的对称3层复合片材在24、28、35和40GHz的所选5G频率下不具有良好的信号传输性能。 [0197] 对比例8‑23和本发明的实施例1‑21 [0198] 在对比例(CE)8‑23和本发明的实施例(IE)1‑21中，具有两个非发泡皮层、两个胶粘剂层和一个具有蜂窝结构的芯层的对称5层PC复合片材在28、35或49GHz的所选5G频率下以0度入射角进行模拟。所选片材厚度和相应的信号传输、反射数据以及S21和S11数据列在表5中。 [0199] 表5 [0200] [0201] [0202] R:芯层与多层复合片材的厚度比 [0203] 从表5中可以看出，如信号透过率>96％和S11<‑20dB所证实，本发明的实施例1‑21的对称5层复合片材在28、35和49GHz的所选5G频率下具有良好的信号传输性能。 [0204] 还可以看出，如信号透过率<96％和/或S11>‑20dB所证实，对比例8‑11的对称5层复合片材在28GHz的所选5G频率下不具有良好的信号传输性能。 [0205] 可以看出，总厚度在1.6‑10.55mm的范围内、平均密度在0.186‑0.912g/cm3的范围内且芯层与复合片材的厚度比在0.267‑0.947的范围内的具有蜂窝芯层的对称5层复合片材在mmWave频率下提供更好的信号传输。 [0206] 机械性质的表征 [0207] 在对比例1的实心聚碳酸酯片材以及本发明的实施例6和9的具有PC蜂窝芯层的对称5层复合片材和具有蜂窝结构的聚碳酸酯片材上在室温(23℃)下进行落镖冲击试验，结果列在表6中。 [0208] 表6 [0209] [0210] R:芯层与多层复合片材的厚度比 [0211] 可以看出，与CE1的实心PC片材相比，IE6和IE9具有降低的平均密度；与具有蜂窝结构的聚碳酸酯片材相比，IE6和IE9具有更好的机械性能。IE6和IE9的多层复合片材可以通过在室温(23℃)下具有1.3m的高度和500g的载荷的落镖冲击试验，而具有蜂窝结构的聚碳酸酯片材未通过该试验。