一种用于智能驾驶汽车的高性能传感器材料及其制备方法

本发明涉及材料科学和智能传感，具体涉及一种用于智能驾驶汽车的高性能传感器材料及其制备方法。

背景技术：

1、随着智能驾驶技术的迅猛发展，汽车传感器作为车辆感知环境的关键组件，对材料性能提出了更高的要求。目前市面上常见的传感器材料难以同时满足耐候性、机械强度和电磁波透过性等多方面的高性能需求，这在一定程度上限制了智能驾驶汽车的发展。

2、一方面，智能驾驶汽车在户外环境下运作，传感器需要承受紫外线、温度变化、湿度以及其他恶劣气候条件的长期影响。这就要求传感器材料具有良好的耐候性，能够抵抗光老化和化学腐蚀，保持长期的物理和化学稳定性。然而，常规材料往往在持续暴露于户外环境后出现性能退化，影响传感器的可靠性和使用寿命。

3、另一方面，传感器在运行过程中会遭受各种物理冲击和振动，因此必须具备高机械强度以保持其结构完整性。此外，作为信号接收和传输的媒介，传感器材料还应当具备良好的电磁波透过性，以保证信息的准确性和实时性。而当前现有的传感器材料往往存在以上两方面的不足，无法达到理想状态。一种同时具备高耐候性、机械强度和电磁特性的高性能传感器材料亟待开发。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种用于智能驾驶汽车的高性能传感器材料及其制备方法，以解决现有传感器材料耐候性差、机械强度和电磁特性不足的问题。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一种用于智能驾驶汽车的高性能传感器材料，包括以下重量份的原料：

4、高分子聚合物基体50-150份、纳米增强填料1-10份、抗紫外线稳定剂1-5份和介电调节剂1-5份；

5、其中，纳米增强填料包括氧化锌纳米颗粒、碳纳米管、氮化硼纳米片和硅酸盐纳米纤维中的至少一种；

6、抗紫外线稳定剂包括苯并三唑类化合物、羟基苯甲酸酯和水杨酸酯类化合物中的至少一种。

7、本发明的有益效果为：本发明以高分子聚合物基体、纳米增强填料、抗紫外线稳定剂和介电调节剂为原料进行传感器材料的制备，通过添加抗紫外线稳定剂和耐候性良好的基体材料，大幅提高了材料的耐候性，通过引入纳米增强填料，显著增强了材料的抗冲击性和承载能力，克服了传统材料强度不足的问题，通过高分子聚合物基体与纳米增强填料的紧密结合，进一步提升了制得传感器材料的耐候性和使用寿命，通过添加介电调节剂有效降低了材料的介电常数，减少了电磁波信号在传输过程中的衰减，有效改善了传感器的电磁波透过性，确保了信号传输的准确性。

8、进一步地，包括以下重量份的原料：

9、高分子聚合物基体100份、纳米增强填料5份、抗紫外线稳定剂3份和介电调节剂2份。

10、进一步地，其特征在于，高分子聚合物基体包括聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚酯和聚碳酸酯中的至少一种。

11、采用上述进一步技术方案的有益效果为：本发明以一种或多种耐候性良好的高分子聚合物作为基体材料，有效提高了传感器材料的耐候性；与引入纳米级别的增强填料结合，使其均匀的混合在高分子聚合物基体中，显著增强了传感器材料的拉伸强度和弹性模量；通过添加一种或多种抗紫外线稳定剂组合与耐候性良好的高分子聚合物基体结合，提高了传感器材料在紫外、温差、湿度等条件的抗老化能力，提高了在户外环境下的性能稳定性。

12、进一步地，介电调节剂包括氟化钙、氧化铝、氧化镁和硅藻土中的至少一种。

13、采用上述进一步技术方案的有益效果为：本发明通过添加介电调节剂有效降低了传感器材料的介电常数，减少了电磁波信号在传输过程中的衰减，提高了传感器的信号传输能力。

14、上述用于智能驾驶汽车的高性能传感器材料的制备方法，包括以下步骤：

15、(1)将高分子聚合物基体与纳米增强填料混合均匀，然后加入抗紫外线稳定剂和介电调节剂，进行搅拌，得到原料混合物；

16、(2)将步骤(1)所得原料混合物进行造粒后熔制得到传感器坯体；

17、(3)对步骤(2)所得传感器坯体进行退火和时效处理，制得。

18、本发明的有益效果为：本发明制备方法简单高效，无需精密化仪器，适合大规模工业化生产，具有显著的经济价值和应用前景。

19、进一步地，步骤(1)中混合的方式为500-2000rpm搅拌20-40min或超声波分散20-40min；进行搅拌的转速为500-2000rpm，时间为20-40min。

20、进一步地，步骤(2)造粒的方式为：将原料混合物于300-400℃熔融挤出，并迅速水冷成条状，切割得到粒料；熔制的温度为300-350℃。

21、进一步地，步骤(3)中退火的温度为80-120℃，时间为1-3h；时效处理的温度为50-100℃，时间为20-30h。

22、本发明具有以下有益效果：

23、(1)本发明通过引入耐候性良好的高分子聚合物基体和抗紫外线稳定剂，显著提高了传感器材料在恶劣气候条件下的稳定性和使用寿命；通过加入纳米增强填料大幅度提升了材料的机械强度，使其能够有效抵抗智能驾驶汽车在运行中可能遭受的冲击与振动；通过应用介电调节剂优化了传感器材料的电磁波透过率，保证了传感器信号的准确性和实时性。

24、(2)本发明制备方法简单高效，适合大规模生产，制得的高性能传感器材料具有优异的耐候性、机械强度和信号传输能力，同时在经历苛刻的热循环测试后仍然能够保持性能稳定性，适合应用于智能驾驶汽车的高精度传感器制造，满足了智能驾驶汽车行业对高性能传感器的迫切需求，为智能驾驶汽车的安全性、可靠性和稳定性做出了重要贡献，具有显著的经济价值和应用前景。

技术特征：

1.一种用于智能驾驶汽车的高性能传感器材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：

2.根据权利要求1所述的用于智能驾驶汽车的高性能传感器材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：

3.根据权利要求1或2所述的用于智能驾驶汽车的高性能传感器材料，其特征在于，所述高分子聚合物基体包括聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚酯和聚碳酸酯中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的用于智能驾驶汽车的高性能传感器材料，其特征在于，所述介电调节剂包括氟化钙、氧化铝、氧化镁和硅藻土中的至少一种。

5.权利要求1-4任一项所述的用于智能驾驶汽车的高性能传感器材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的用于智能驾驶汽车的高性能传感器材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中混合的方式为500-2000rpm搅拌20-40min或超声波分散20-40min；进行搅拌的转速为500-2000rpm，时间为20-40min。

7.根据权利要求5所述的用于智能驾驶汽车的高性能传感器材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)造粒的方式为：将原料混合物于300-400℃熔融挤出，并迅速水冷成条状，切割得到粒料；熔制的温度为300-350℃。

8.根据权利要求5所述的用于智能驾驶汽车的高性能传感器材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中退火的温度为80-120℃，时间为1-3h；时效处理的温度为50-100℃，时间为20-30h。

技术总结本发明公开了一种用于智能驾驶汽车的高性能传感器材料及其制备方法，属于材料科学和智能传感技术领域。上述用于智能驾驶汽车的高性能传感器材料包括以下重量份的原料：高分子聚合物基体50‑150份、纳米增强填料1‑10份、抗紫外线稳定剂1‑5份和介电调节剂1‑5份。本发明制备方法简单高效，适合大规模生产，制得的高性能传感器材料具有优异的耐候性、机械强度和信号传输能力，同时在经历苛刻的热循环测试后仍然能够保持性能稳定性，适合应用于智能驾驶汽车的高精度传感器制造，满足了智能驾驶汽车行业对高性能传感器的迫切需求，为智能驾驶汽车的安全性、可靠性和稳定性做出了重要贡献，具有显著的经济价值和应用前景。技术研发人员：洪睿受保护的技术使用者：重庆大学技术研发日：技术公布日：2024/9/26