CN101440250A - 一种雷达隐身涂料 - Google Patents
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Abstract
一种雷达吸波性能好，质量轻，并且有隔热功能的雷达波隐身涂料及其制作方法。其组成包括成膜物质，吸收剂，外加添加剂和溶剂。其特征在于雷达波吸收剂为包覆磁性导电金属膜的空心微珠。涂层吸收剂性能好，质量轻，隔热性好。各组分的重量百分比为：成膜物质：16.25－74.40；吸收剂：25.60－83.80；助剂：1－20；溶剂：10－150。应用于雷达吸波领域，如用于各种武器及伪装网、防护服等。
Description
技术领域
本发明属于电磁波吸波材料领域，具体涉及一种雷达吸波性能好，质量轻，并且有隔热功能的雷达波隐身涂料。
背景技术
现代战争的侦察是实行多频谱侦察，由于雷达侦察与可见光和近红外、热红外侦察相比，具有能在昼夜及复杂的气象条件下的全天候性、作用距离远、搜察范围大和具有一定穿透能力等优点，在多频谱侦察中，雷达的地位与日俱增。此外，由于雷达在制导、火控、自动搜察等方面也有广泛的应用，对各种武器装备、军事目标的生存力构成了严重威胁，因此，目标反雷达侦察的隐身性能也就显得十分重要了。
由雷达吸波剂和粘接剂组成的雷达吸波涂料涂覆于目标表面形成雷达吸波涂层，能够吸收衰减入射的雷达波，并将电能转换成热能而耗散掉，可用于飞机、导弹、舰船等军事目标，具有防雷达隐身功能。更进一步说，雷达吸波涂层，是一种能够吸收雷达波，而反射很小的功能涂层。
吸波涂料主要由吸收剂和成膜剂两部分组成。其中，成膜剂起粘结吸收剂及其它填料的作用，决定吸波涂层的物理性能和耐环境性能，吸收剂主要由高吸收率的雷达波吸波材料构成，提供吸波涂层所需的电磁性能。
1、成膜剂的选择
作为吸波涂料中的成膜物质，它决定涂层的主要力学性能与耐环境性能，同时，由于其本征电磁参数不同将对涂层的吸波性能产生影响。目前，用于雷达吸波涂料的粘合剂主要有橡胶型和树脂型两大类。前者主要有氯丁橡胶、聚异丁烯、丁烷基橡胶，氯磺化聚乙烯和硫化硅橡胶等，具有弹性高，柔性好，阻尼大和耐振动性能好等优点，后者主要有聚酯、聚氨酯、酚醛树脂和环氧树脂等，具有附着力大，韧性好，耐冲击性能好等优点。
综合性能较好，工艺性能稳定的成膜物主要有氯磺化聚乙烯、聚氨酯和改性环氧树脂等。
2、吸收剂的选择
吸收剂是决定涂层吸波性能的主体。
对雷达吸波剂的要求：
①具有良好的电磁参数及频率特性
②较高的磁损耗或介电损耗
③与基体易配，同样质量下，体积浓度小
④耐蚀性好，温度稳定性好，价廉
已有文献报导的吸收剂主要有：导电炭黑、石墨、铁氧体、羰基铁、金属及氧化物超细粉体，手性材料、导电高分子材料、视黄基席夫碱盐、纳米超细粉、晶须、多晶铁纤维、放射性同位素，稀土元素吸收剂等。其中较为成熟的有：铁氧体、羰基铁、金属及氧化物超细粉体，多晶铁纤维等。
传统的金属微粒和铁氧体微粒吸收剂，存在密度大的缺点，涂有金属微粒和铁氧体微粒吸收剂的涂层，一般每平方米涂装面积增重5kg，在许多场合严重限制了这种雷达隐身涂层的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种雷达隐身涂料及制造方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
将表面包覆有铁、镍、钴及其合金磁性导电金属膜的空心微珠作为雷达波吸收剂加入到涂料组成物中。
通过选择微珠的化学成分、粒度、密度以及其表面膜的种类，厚度，调整涂料混合物中包覆有磁性金属膜的空心微珠的含量，可以在很宽范围内调整涂层的电导率和磁导率，实现对雷达波的宽频带散射和吸收。
一种雷达波吸收涂料，基本组成分为：
成膜物质 16.25-74.40
包覆有磁性金属膜的空心微珠 25.60-83.80
外加添加剂 1-20
溶剂 10-150
其中：成膜物质为醇酸树脂，环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、聚酯树脂，聚酰胺树脂、聚乙烯树脂等。
包覆有磁性金属膜的空心微珠为采用真空气相沉积、化学镀、电镀、机械化学方法以及其它方法，在空心微珠表面沉积厚度为10nm—20μm的铁、镍、钴及含有铁、镍、钴、银的合金如：钴—镍、镍—银，镍—金，镍—铑等复合磁性导电金属膜。
外加添加剂：本发明还可以根据需要配上各种外加添加剂，如：稀释剂。增韧剂、着色剂、防沉剂、触变剂、消泡剂、增稠剂、颜料分散剂、表面调整剂、流平剂、防腐剂等各种添加剂、
上述外加添加剂的用量均为本行业的常规用量。
本发明具有以下优点：
1、由所提供的涂料制得的涂层对雷达波具有很好的吸收性能。
2、由所提供的涂料制得的涂层密度低，其干膜密度可以达到0.5g/cm3。
3、由所提供的涂料制得的涂层导热系数低于0.017W/m.k，具有良好的隔热性能。
4、由所提供的涂料制得的涂层具有良好的抗腐蚀性能，耐潮湿大气，酸雨，海水和盐雾腐蚀。
5、由所提供的涂料制得的涂层与基体附着力强，抗冲击和磨损性能好。
实施例
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出，本发明中的实施例只能用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术熟练人员，可以根据上述方面内容作出一些非本质的改进和调整。
实施例1：
称取平均粒径为2.5μm，堆积密度为2.1g/cm3的玻璃空心微珠38g，在该微珠表面包覆平均粒径100nm的铁粉38.5g。称取E44环氧树脂液23g，称取固化剂液23g。称取混合溶剂50g，称取常规量的添加剂。
将所有称量好的原材料加入到配料罐中，经分散、研磨、过滤即得到涂料主剂A，加入固化剂B混合均匀得到雷达波吸收涂料。该涂料的填料体积填充率为50％，涂料干涂层密度为2.16g/cm3。
实施例2：
称取平均粒径为5μm，堆积密度为1.5g/cm3的玻璃空心微珠57.5g，在该微珠表面包覆平均粒径100nm的铁粉3.7g。称取E44环氧树脂液38.8g，称取固化剂液38.8g。称取混合溶剂50g，称取常规量的添加剂。
将所有称量好的原材料加入到配料罐中，经分散、研磨、过滤即得到涂料主剂A，加入固化剂B混合均匀得到雷达波吸收涂料。该涂料的填料体积填充率为50％，涂料干涂层密度为1.29g/cm3。
实施例3：
称取平均粒径为5μm，堆积密度为1.5g/cm3的玻璃空心微珠41.5g，在该微珠表面包覆平均粒径100nm的铁粉27.5g。称取E44环氧树脂液31g，称取固化剂液31g。称取混合溶剂50g，称取常规量的添加剂。
将所有称量好的原材料加入到配料罐中，经分散、研磨、过滤即得到涂料主剂A，加入固化剂B混合均匀得到雷达波吸收涂料。该涂料的填料体积填充率为50％，涂料干涂层密度为1.60g/cm3。
实施例4：
称取平均粒径为15μm，堆积密度为0.11g/cm3的玻璃空心微珠8.7g，在该微珠表面包覆平均粒径100nm的铁粉21.3g。称取E44环氧树脂液70g，称取固化剂液70g。称取混合溶剂50g，称取常规量的添加剂。
将所有称量好的原材料加入到配料罐中，经分散、研磨、过滤即得到涂料主剂A，加入固化剂B混合均匀得到雷达波吸收涂料。该涂料的填料体积填充率为50％，涂料干涂层密度为0.714g/cm3。
实施例5：
称取平均粒径为15μm，堆积密度为0.11g/cm3的玻璃空心微珠1.2g，在该微珠表面包覆平均粒径100nm的铁粉82.6g。称取E44环氧树脂液16.2g，称取固化剂液16.2g。称取混合溶剂50g，称取常规量的添加剂。
将所有称量好的原材料加入到配料罐中，经分散、研磨、过滤即得到涂料主剂A，加入固化剂B混合均匀得到雷达波吸收涂料。该涂料的填料体积填充率为50％，涂料干涂层密度为3.08g/cm3。
实施例6：
称取平均粒径为60μm，堆积密度为0.14g/cm3的玻璃空心微珠18.5g，在该微珠表面包覆平均粒径100nm的铁粉7.1g。称取E44环氧树脂液74.4g，称取固化剂液74.4g。称取混合溶剂50g，称取常规量的添加剂。
将所有称量好的原材料加入到配料罐中，经分散、研磨、过滤即得到涂料主剂A，加入固化剂B混合均匀得到雷达波吸收涂料。该涂料的填料体积填充率为50％，涂料干涂层密度为0.67g/cm3。
实施例7：
称取平均粒径为60μm，堆积密度为0.14g/cm3的玻璃空心微珠24.5g，在该微珠表面包覆平均粒径100nm的铁粉9.3g。称取E44环氧树脂液66.2g，称取固化剂液66.2g。称取混合溶剂50g，称取常规量的添加剂。
将所有称量好的原材料加入到配料罐中，经分散、研磨、过滤即得到涂料主剂A，加入固化剂B混合均匀得到雷达波吸收涂料。该涂料的填料体积填充率为60％，涂料干涂层密度为0.6g/cm3。
实施例8：
称取平均粒径为60μm，堆积密度为0.14g/cm3的玻璃空心微珠27.9g，在该微珠表面包覆平均粒径100nm的铁粉11.1g。称取E44环氧树脂液61g，称取固化剂液61g。称取混合溶剂50g，称取常规量的添加剂。
将所有称量好的原材料加入到配料罐中，经分散、研磨、过滤即得到涂料主剂A，加入固化剂B混合均匀得到雷达波吸收涂料。该涂料的填料体积填充率为65％，涂料干涂层密度为0.57g/cm3。
实施例9：
称取平均粒径为60μm，堆积密度为0.14g/cm3的玻璃空心微珠32.2g，在该微珠表面包覆平均粒径100nm的铁粉12.1g。称取E44环氧树脂液55.7g，称取固化剂液55.7g。称取混合溶剂50g，称取常规量的添加剂。
将所有称量好的原材料加入到配料罐中，经分散、研磨、过滤即得到涂料主剂A，加入固化剂B混合均匀得到雷达波吸收涂料。该涂料的填料体积填充率为70％，涂料干涂层密度为0.53g/cm3。
实施例10：
称取平均粒径为15μm，堆积密度为0.11g/cm3的玻璃空心微珠1.5g，在该微珠表面包覆平均粒径100nm的铁粉81g。称取E44环氧树脂液17.5g，称取固化剂液17.5g。称取混合溶剂50g，称取常规量的添加剂。
将所有称量好的原材料加入到配料罐中，经分散、研磨、过滤即得到涂料主剂A，加入固化剂B混合均匀得到雷达波吸收涂料。该涂料的填料体积填充率为50％，涂料干涂层密度为2.85g/cm3。
Claims (7)
1、一种雷达隐身涂料，其组成包括成膜物质，吸收剂，外加添加剂和溶剂。其特征在于雷达波吸收剂为包覆磁性导电金属膜的空心微珠。涂层吸收剂性能好，质量轻，隔热性好。
各组分的重量百分比为：
成膜物质 16.25-74.40
吸收剂 25.60-83.80
助剂 1-20
溶剂 10-150。
2、根据权利要求1所述的一种雷达隐身涂料，其特征在于，所述的成膜物质为：环氧树脂，聚氨酯，氯磺化聚乙烯等。
3、根据权利要求1所述的一种雷达隐身涂料，其特征在于，所述的雷达波吸收剂为包覆磁性导电金属膜的空心微珠。本发明中的空心微珠可以是人造空心微珠，例如玻璃空心微珠、陶瓷空心微珠和粉煤灰空心微珠。人造空心微珠工艺复杂，制造成本高，价格贵，而从电厂燃烧后的粉煤灰中经过分选得到的粉煤灰空心微珠性能好、价格低廉，而且可以对废物充分利用，消除污染净化环境。
空心微珠是薄壁，封闭的球壳体，本发明中选用粒径为0.1—100μm的空心微珠。由于添加微珠的目的之一是降低涂层的密度，因此本发明中选用密度小于5g/cm3的微珠。
空心微珠经过表面处理，即空心微珠的金属化是采用真空气相沉积、化学镀、电镀、机械化学方法以及其它方法，在空心微珠表面沉积厚度为10nm—20μm的铁、镍、钴及含有铁、镍、钴、银的合金如：钴—镍、镍—银，镍—金，镍—铑等复合磁性导电金属膜。
4、根据权利要1，所述的一种雷达隐身涂料，其特征在于，所述的涂层密度低，可达到0.5g/cm3。
5、根据权利要求1所述的一种雷达隐身涂料，其特征在于，所述的涂层导热系数低于0.017W/m.k，具有良好的隔热性能。
6、根据权利要求1所述的一种雷达隐身涂料，其特征在于，所述的涂层应用于雷达吸波领域，如用于各种武器及伪装网、防护服等。
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