具有可见光兼容性的低红外发射率涂层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及的是具有可见光兼容性低红外发射率涂层及其制备方法，采用底层金属层，面层红外透明层两层结构设计，优化铝粉粒径选择及添加量，外透明颜料添加量及面层涂层表面状态。根据本发明专利技术技术方案制备得到的双层涂层在3～5μm波段红外发射率可达0.25～0.55，8～14μm波段红外发射率可达0.5～0.6，同时可遮盖金属铝粉的光亮，制备各种浅色涂层，可实现一定背景条件下红外可见光隐身兼容。

【技术实现步骤摘要】
具有可见光兼容性的低红外发射率涂层及其制备方法
本专利技术属于涂层制备
，具体涉及具有可见光兼容性的低红外发射率涂层的制备方法。
技术介绍
任何温度高于绝对零度的物体均会具有一定的红外辐射，红外侦查系统正是基于目标与背景红外辐射的差别来发现目标。根据斯蒂芬-玻尔兹曼定律可知：E＝εσΤ4(其中ε为物体发射率，σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常熟，Τ为物体绝对温度)，红外隐身材料可分为两类，一类为降低材料表面发射率，另一类为降低表面温度。降低物体表面温度较难实现，因此红外隐身涂料主要集中在开发低发射率涂层材料。国外美国是最早开展热红外低发射率涂料研究的国家，60年代美国空军就委托霍尼韦尔公司(Honeywellinc)开展漫反射型红外伪装涂料的研究。1981年美国研制出海军用兰灰色涂料在2～15um波段平均发射率为0.512。据1991年的专利报道，美国已研制出了红外发射率分别为0.1、0.5、0.8的黑色、绿色、褐色“三色红外伪装系统”。Johansson等人在基材上先涂覆一层金属反射层，然后在金属反射层上再涂覆一层发射率不同的塑料，一方面金属反射层可以反射目标内部的热量，减小其散热量；另一方面金属反射层反射太阳光中的红外线，再加上表面塑料层不同的发射率，使目标的红外图像与环境的红外图像相似，以此达到隐身的目的。国内于70年代末开始了热红外伪装涂料的研究，主要有涂料和镀膜方式，低发射率涂料主要包括金属颜料(大部分为铝粉)、着色颜料和粘结剂组成。而与可见光兼容低红外发射率涂料研究主要集中在掺杂氧化物半导体的应用方面。国外有关两层低发射率涂层的制备主要是在金属层表面涂覆发射率不同的有机物，改变目标的红外图像来实现红外伪装，大部分有机化合物在3～5um和8～14um两个红外大气窗口尤其是在8～14um波段吸收率差别不会很大，且金属层表面涂覆塑料层，对金属层亮度的调节有限，很难实现与可见光的兼容。国内有关红外/可见光兼容涂层主要集中在掺杂氧化物半导体的应用方面，掺杂氧化物通过涂层方式降低红外发射率的能力有限，据报道涂层发射率在0.68左右。也有通过设计光子晶体结构来实现红外/可见光兼容隐身，只是目前还处于实验室阶段。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有可见光兼容性的低红外发射率涂层的制备方法，能够得到低红外发射率涂层的同时实现一定背景条件下可见光隐身，提高军事目标在现代战场上的生存能力。本专利技术中具有可见光兼容性的低红外发射率涂层，是采用底层金属层，面层红外透明层两层结构设计，优化铝粉粒径选择及添加量，外透明颜料添加量及面层涂层表面状态。具体技术方案为：底层金属层的配方：各组分以质量份计，10～13份热塑性或热固性的粘结剂，3.1～4.1份浮型铝粉，5～10份稀释剂。优选地，浮型铝粉的粒径为16～23μm。底层金属层的制备方法：将配方中浮型铝粉在稀释剂溶液中搅匀后浸泡1小时，加入其他原材料，调至喷漆黏度后喷涂于基材上。优选地，喷涂厚度为15～25μm。优选地，稀释剂为醋酸丁酯。面层红外透明层的配方：各组分以质量份计，10～11份热塑性聚甲基丙烯酸脂，25～28份红外透明颜料，35～39份专用稀释剂。优选地，热塑性聚甲基丙烯酸脂为自制，除过具有优异的机械性能外，最重要的是具有一定的红外透明性，其在8～14μm(714～1250cm-1)波段强吸收峰较少。优选地，红外透明颜料主要有硒化物、硫化物、氟化物，如硒化锌、硫化锌、硫化镉、氟化钙、氟化钡等一种或多种。专用稀释剂需要对热塑性聚甲基丙烯酸树脂具有很强的溶解性能。优选地，专用稀释剂为市售的工业级二甲苯、醋酸丁酯、醋酸乙酯的一种或多种的混合溶剂。面层红外透明层的制备方法：将配方中树脂、颜料及稀释剂混合均匀后研磨分散1小时后调节至喷涂黏度后喷涂于已经完全实干的底层金属层上。优选地，喷涂厚度为5～10μm。本专利技术的技术效果有：本专利技术制备的双层涂层在3～5μm波段红外发射率可达0.25～0.55，8～14μm波段红外发射率可达0.5～0.6，同时可遮盖金属铝粉的光亮，制备各种浅色涂层，可实现一定背景条件下红外可见光隐身兼容。具体实施方式本实施例示范了具有可见光兼容性的低红外发射率涂层的制备方法。实施例一底层金属层配方：原料名称添加量(g)DesmodurN33904.8天山可赛新14206.4浮型铝粉4.1醋酸丁酯5.0面层红外透明层配方：原料名称添加量(g)热塑性聚甲基丙烯酸树脂10.0硫化锌25.0醋酸乙酯39.0底层金属层按配方制备好后喷涂于马口铁板，待实干后喷涂面漆红外透明层，7天后检测该涂层8～14μm波段平均红外发射率为0.54，3～5μm波段平均红外发射率为0.28。实施例二底层金属层配方：面层红外透明层配方：原料名称添加量(g)热塑性聚甲基丙烯酸树脂10.0硒化锌28.0醋酸乙酯39.0底层金属层按配方制备好后喷涂于马口铁板，待实干后喷涂面漆红外透明层，7天后检测该涂层8～14μm波段平均红外发射率为0.58，3～5μm波段平均红外发射率为0.42。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有可见光兼容性的低红外发射率涂层，由底层金属层和面层红外透明层组成，其特征在于：各组分以质量份计，底层金属层的组成为，10～13份粘结剂，3.1～4.1份浮型铝粉，5～10份稀释剂；面层红外透明层的组成为，10～11份热塑性聚甲基丙烯酸脂，25～28份红外透明颜料，35～39份专用稀释剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有可见光兼容性的低红外发射率涂层，由底层金属层和面层红外透明层组成，其特征在于：各组分以质量份计，底层金属层的组成为，10～13份粘结剂，3.1～4.1份浮型铝粉，5～10份稀释剂；面层红外透明层的组成为，10～11份热塑性聚甲基丙烯酸脂，25～28份红外透明颜料，35～39份专用稀释剂。


2.根据权利要求1所述的低红外发射率涂层，其特征在于：所述浮型铝粉的粒径为16～23μm。


3.根据权利要求1所述的低红外发射率涂层，其特征在于：所述粘结剂为热塑性或热固性。


4.根据权利要求1所述的低红外发射率涂层，其特征在于：所述红外透明颜料为硒化物、硫化物、氟化物的至少一种。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：谈珍，李博文，张剑飞，
申请(专利权)人：中昊北方涂料工业研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62