CN102019729A - 一种防辐射材料及其制备方法 - Google Patents

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洪晓冬
杨传文
王德松
罗壹
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Abstract

本发明提供了一种防辐射材料，其自下而上依次包括一背面贴膜层、一涤纶网布层、一底涂涂层、一镀铝层以及一面涂保护层；其中所述背面贴膜层为一聚氨酯或聚乙烯基底层；所述镀铝层的厚度为650±50埃米。本发明还提供了一种所述防辐射材料的制备方法。本发明的防辐射材料在具有显著的防辐射效果的同时，能使最终产品的重量得到极大降低，满足了军事应用领域对轻质、能折叠、易于携带的要求，并且还能耐受住1.4kgf/cm2以上的气压，可以用来生产军用气球、帐篷以及用于侦察的角反射器等。本发明的制备方法使得这种材料的生产效率得到极大的提高，成本比起传统的铝箔材料成倍的降低，是一种非常具有应用前景的新型材料。

Description

一种防辐射材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及军事及民用应用技术领域，尤其涉及一种防辐射材料及其制备方法。
背景技术
轻质、性能优越的电磁波和红外线反射材料一直是当今全球众多领域追求的目标。在军事领域，隐身技术越来越流行，无论是各种海陆空武器，还是部队的士兵，都希望能够实现有效隐身。在外太空技术领域，无论是军用还是民用，防辐射、隐身等技术也在飞速发展中。在民用领域，防辐射的需求愈来愈大......
然而，受制于现有的反射材料或费用高、或重量大、或污染严重等不利因素的限制，很多项目的应用效果皆不理想，或者根本无法实现。
目前在隐身、防辐射、集中反射等技术领域存在的主要问题有：
1、现有的军用全金属材质的角反射器笨重、不易变形、目标大且不易单兵携带；
2、常规军用篷房等遮蔽物的用料没有防电磁功能，内部使用的电子设备受电磁攻击时易损坏；
3、其他军用电磁及红外线反射屏蔽物及器材的成品重量较大，目前较常用的多为不可移动的覆盖器材，移动非常困难。如研制成功的布料+秸杆+铝箔的复合材料，重量约为1-3公斤每平方米。
4、现有民用防辐射服采用化学镀法获取防辐射功能的生产过程，残余污染物会对环境造成严重的危害。现有民用防辐射材料一般是用的不锈钢纤维(更好的是用镀金属纤维丝)与普通纤维混纺布为原料制作，它仅对1GHz的辐射源进行较为有效的反射，对2-18GHz范围的辐射源的反射性能则没有明显效果。
目前，暂未查到国内外有同类材料及生产技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服了现有的电磁波和红外线反射材料难以同时满足反射效果好、便于携带、易于折叠等效果的缺陷，提供了一种防辐射材料及其制备方法。本发明的防辐射材料具有轻质、可折叠、可变任意形、低污染等特点，与此同时该材料还具有相当高的反射率，从而能够很好地满足军事领域以及民用领域中对隐身材料以及防辐射材料的各种要求。并且本发明的防辐射材料能够制成不同形状、造型，应用前景非常广泛。
本发明的目的之一是提供了一种防辐射材料，其自下而上依次包括一背面贴膜层、一涤纶网布层、一底涂涂层、一镀铝层以及一面涂保护层；其中所述背面贴膜层为一聚氨酯或聚乙烯基底层；所述镀铝层的厚度为650±50埃米。
较佳的，所述涤纶网布层通过胶黏剂粘覆于所述背面贴膜层上，该涤纶网布层上涂覆有该底涂涂层，该底涂涂层上镀有该镀铝层，该镀铝层上涂覆有该面涂保护层。
较佳的，所述背面贴膜层为热塑性聚氨酯膜层、低密度聚乙烯膜层或线性低密度聚乙烯膜层；所述背面贴膜层的厚度为10-12微米。
较佳的，所述涤纶网布层为250-300目的机织涤纶网布，所述涤纶网布层每平方米的重量为27-30g。
较佳的，所述底涂涂层为丙烯酸类涂料层、液态聚氨酯涂料层和醇酸树脂层中的一种或多种，更佳的为丙烯酸类涂料层。
其中，所述面涂保护层可选用本领域中各种能够涂覆与银膜上，并且能够起到保护银膜，例如防腐蚀防脱落等效果的树脂类涂料层，只要其对本发明防辐射材料不产生负效果即可，较佳的为丙烯酸类涂料层、液态聚氨酯涂料层和醇酸树脂层等中的一种或多种，更佳的为丙烯酸类涂料层。
本发明的目的之二是提供了一种防辐射材料的制备方法，其包括下述步骤：
(1)在涤纶网布的一面复合一聚氨酯或聚乙烯基底层，干燥得一背面贴膜层；其中，所述背面贴膜层较佳的为热塑性聚氨酯(Thermoplastic polyurethanes，简称TPU)膜、低密度聚乙烯(LDPE)膜或线性低密度聚乙烯(LLDPE)膜，更佳的为TPU膜；所述背面贴膜层的厚度较佳的为10-12微米；
(2)在所述涤纶网布的另一面，用树脂类涂料涂布，干燥得一底涂涂层；所述树脂类涂料较佳的为丙烯酸类涂料、液态聚氨酯涂料和醇酸树脂等中的一种或多种，更佳的为丙烯酸类涂料；
(3)在所述底涂涂层上进行真空镀铝，得一镀铝层；该镀铝层的厚度为650±50埃米；
(4)在所述镀铝层上涂布树脂类涂料，干燥得一面涂保护层，即可；其中，所述的树脂类涂料可选用本领域中各种能够涂覆于银膜上，并且能够起到保护银膜，例如防腐蚀防脱落等效果的树脂类涂料，只要其对本发明防辐射材料不产生负效果即可，较佳的为丙烯酸类涂料、液态聚氨酯涂料和醇酸树脂等中的一种或多种，更佳的为丙烯酸类涂料。
步骤(1)中，所述涤纶网布较佳的为250-300目机织涤纶网布，其每平方米的重量为27-30g。所述TPU膜可选用本领域中各种常规的TPU膜，较佳的为广州市山孚化工有限公司生产的TPU高弹膜。所述复合可采用本领域常规方法进行，较佳地在复合机上，用树脂类胶水涂布所述涤纶网布的一面，然后复合所述膜。所述复合机较佳的为汇通1050干式复合机。所述树脂类胶水的涂布干量较佳的为3-5g/m2。所述的树脂类胶水可选用本领域常规使用的各种能够粘合TPU膜、LDPE膜或LLDPE膜的树脂类胶水，较佳的为欧美化学有限公司生产的EV2075A型胶水。所述干燥可采用本领域常规方法进行，较佳地在所述复合机的烘道中进行。所述干燥的温度较佳的为50-60℃，所述干燥的时间较佳的为10-20秒。
步骤(2)中，所述涂布较佳地在涂布机上进行，所述涂布机较佳的为博大2100型涂布机。所述涂布机的工艺可采用本领域各种常规工艺，例如喷涂、刮涂或淋膜涂布工艺等。所述干燥可采用本领域常规方法进行，较佳地在所述涂布机的烘道上进行。所述干燥的温度较佳的为85-95℃，所述干燥的时间较佳的为10-20秒。所述涂布的次数为保证涂布面的平整为准，较佳的为2-3次。所述的丙烯酸类涂料可选用本领域各种常规的丙烯酸类涂料，较佳的为上海东升新材料有限公司生产的DS-893水性丙烯酸乳液。
步骤(3)中，所述的真空镀铝较佳地采用高真空镀铝机进行，对镀铝层的厚度要进行精确的控制以保证辐射的反射效果。所述镀铝需要一次完成。所述真空镀铝的方法可根据本领域常规的真空镀铝方法进行。
步骤(4)中，所述涂布较佳地在涂布机上进行，所述涂布机较佳的为博大2100型涂布机。所述涂布机的工艺可采用本领域常规工艺，例如辊式涂布、喷涂、刮涂、气刀涂布或淋膜涂布等工艺。所述干燥可采用本领域常规方法进行，较佳地在所述涂布机烘道上进行。所述干燥的温度较佳的为85-95℃，所述干燥的时问较佳的为10-20秒。所述涂布的次数较佳的为1次。所述的丙烯酸类涂料可选用本领域各种常规的丙烯酸类涂料，较佳的为上海东升新材料有限公司生产的DS-893水性丙烯酸乳液。
本发明所用试剂及原料均市售可得。
本发明中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
1、本发明的防辐射材料的制备方法通过在轻质涤纶布表面复合、涂布、镀铝、再涂布的生产技术，通过物理学的金属屏蔽效应原理，实现了在不导电材料表面获得优质导电性能复合材料的一个创新。在生产效率和经济性方面，由于相关原材料易于获得，并且加工性能好，制备加工工艺成熟，结合高真空卷绕式镀膜设备，能以300-360m/min的高速度进行量产加工，远高于传统金属机加工行业加工效率，使得这种材料的生产效率得到极大的提高。并且成本比起传统的铝箔材料成倍的降低，是一种非常具有应用前景的新型材料。
2、本发明获得的防辐射材料在获得显著的防电磁波、红外线、紫外线等辐射的同时，最大限度地降低了金属材料的使用量，从而使得最终产品每平方米的重量得到极大的降低，仅为47-50g/m2，满足了军事应用领域对轻质、能折叠并易于携带的要求，且还能够制成不同形状、造型，应用前景非常广泛。
3、本发明的防辐射材料适用于伪装及信号指示等军事应用领域，民用防辐射服的布料生产领域，能通过对电磁波、红外线信号、紫外线等辐射的充分反射，达到伪装或信号指示、安全防护的目的。用本发明的防辐射材料最终制造成的军事设施覆盖物，质量非常轻，易于折叠和携带，更具有非常好的强度，能耐受1.4kgf/cm2以上的气压，可以用来生产军用气球、帐篷以及用于侦察的角反射器等，完全能满足各种军事应用目的的要求。
附图说明
图1为本发明的防辐射材料的结构示意图。
具体实施方式
下面用实施例来进一步说明本发明，但本发明并不受其限制。
下述实施例中使用的涤纶网为250-300目机织涤纶网布，每平方米重量为27-30g。
所述TPU膜为广州市山孚化工有限公司生产的TPU高弹膜。
所述EV2075A型胶水为欧美化学有限公司生产的EV2075A型胶水。
所述丙烯酸乳液为上海东升新材料有限公司生产的DS-893水性丙烯酸乳液。
实施例1
一、防辐射材料的制备方法：
(1)在汇通1050干式复合机上，用EV2075A型胶水在涤纶网布的一面复合一厚度为10微米的TPU膜，在所述复合机的4节烘道中进行干燥10秒，得背面贴膜层；烘道的温度设定为：烘道一50℃、烘道二60℃、烘道三60℃、烘道四60℃；EV2075A型胶水的涂布干量为3g/m2；
(2)在博大2100型涂布机上，在所述涤纶网布的另一面涂布2次丙烯酸乳液，在所述涂布机的烘道中进行干燥10秒，得一底涂涂层；烘道温度设定为：烘道一85℃、烘道二85℃、烘道三90℃、烘道四92℃、烘道五95℃、烘道六95℃、烘道七95℃、烘道八90℃、烘道九85℃；
(3)在所述底涂涂层上用高真空镀铝机进行真空镀铝，一次完成，得一镀铝层；该镀铝层厚度为650埃米；
(4)在博大2100型涂布机上，在所述镀铝层上涂布1次丙烯酸乳液，在所述涂布机的烘道上进行干燥10秒，得一面涂保护层，即可；烘道温度设定为：烘道一85℃、烘道二85℃、烘道三90℃、烘道四92℃、烘道五95℃、烘道六95℃、烘道七95℃、烘道八90℃、烘道九85℃。
二、防辐射材料
由上述制备方法制得的防辐射材料自下而上依次包括一背面贴膜层100、一涤纶网布层101、一底涂涂层102、一镀铝层103以及一面涂保护层104(如图1)。
该防辐射材料的防辐射性能如下：
1、在2-18GHz波段内对雷达反射率(RAM)进行测试，都在-5dB以下；在机载雷达主要工作频段内(8-18GHz)全部都在-10dB以下。
2、对波长2.5-12.5微米范围的红外透射率进行测试，96％以上的能量未能透过本专利材料。
该防辐射材料的其他性能：
该防辐射材料每平方米的重量为50g，能耐受1.4kgf/cm2以上的气压。
将1平方米的防辐射材料折叠为100*100毫米大小并压平，反复三次，再次打开后测试反射性能仍能达到军用要求。
实施例2
一、防辐射材料的制备方法：
(1)在汇通1050干式复合机上，用EV2075A型胶水在涤纶网布的一面复合一厚度为12微米的TPU膜，在所述复合机的4节烘道中进行干燥20秒，得一背面贴膜层；烘道的温度设定为：烘道一50℃、烘道二60℃、烘道三60℃、烘道四60℃，EV2075A型胶水的涂布干量为5g/m2；
(2)在博大2100型涂布机上，在所述涤纶网布的另一面涂布3次丙烯酸乳液，在所述涂布机的烘道中进行干燥20秒，得一底涂涂层；烘道温度设定为：烘道一85℃、烘道二85℃、烘道三90℃、烘道四92℃、烘道五95℃、烘道六95℃、烘道七95℃、烘道八90℃、烘道九85℃；
(3)在所述底涂涂层上用高真空镀铝机进行真空镀铝，一次完成，得一镀铝层；该镀铝层厚度为650埃米；
(4)在博大2100型涂布机上，在所述镀铝层上涂布1次丙烯酸乳液，在所述涂布机的烘道上进行干燥20秒，得一面涂保护层，即可；烘道温度设定为：烘道一85℃、烘道二85℃、烘道三90℃、烘道四92℃、烘道五95℃、烘道六95℃、烘道七95℃、烘道八90℃、烘道九85℃。
二、防辐射材料
由上述制备方法制得的防辐射材料自下而上依次包括一背面贴膜层100、一涤纶网布层101、一底涂涂层102、一镀铝层103以及一面涂保护层104(如图1)。
该防辐射材料的防辐射性能如下：
1、在2-18GHz波段内对雷达反射率(RAM)进行测试，都在-5dB以下；在机载雷达主要工作频段内(8-18GHz)全部都在-10dB以下。
2、对波长2.5-12.5微米范围的红外透射率进行测试，96％以上的能量未能透过本专利材料。
该防辐射材料的其他性能：
该防辐射材料每平方米的重量为47g，能耐受1.4kgf/cm2以上的气压。
将1平方米的防辐射材料折叠为100*100毫米大小并压平，反复三次，再次打开后测试反射性能仍能达到军用要求。

Claims (10)

1.一种防辐射材料，其特征在于：其自下而上依次包括一背面贴膜层、一涤纶网布层、一底涂涂层、一镀铝层以及一面涂保护层；其中所述背面贴膜层为一聚氨酯或聚乙烯基底层；所述镀铝层的厚度为650±50埃米。
2.如权利要求1所述的防辐射材料，其特征在于：所述涤纶网布层通过胶黏剂粘覆于所述背面贴膜层上，该涤纶网布层上涂覆有该底涂涂层，该底涂涂层上镀有该镀铝层，该镀铝层上涂覆有该面涂保护层。
3.如权利要求1或2所述的防辐射材料，其特征在于：所述背面贴膜层为热塑性聚氨酯膜层、低密度聚乙烯膜层或线性低密度聚乙烯膜层；所述涤纶网布层为250-300目的机织涤纶网布，所述涤纶网布层每平方米的重量为27-30g；所述底涂涂层或面涂保护层为丙烯酸类涂料层、液态聚氨酯涂料层和醇酸树脂层中的一种或多种。
4.如权利要求1～3中任一项所述的防辐射材料，其特征在于：所述背面贴膜层的厚度为10-12微米。
5.如权利要求1～4中任一项所述的防辐射材料的制备方法，其特征在于：其包括下述步骤：
(1)在涤纶网布的一面复合一聚氨酯或聚乙烯基底层，干燥得一背面贴膜层；
(2)在所述涤纶网布的另一面，用树脂类涂料涂布，干燥得一底涂涂层；
(3)在所述底涂涂层上进行真空镀铝，得一镀铝层；该镀铝层厚度为650±50埃米；
(4)在所述镀铝层上涂布树脂类涂料，干燥得一面涂保护层，即可。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述涤纶网布为250-300目机织涤纶网布，其每平方米的重量为27-30g。
7.如权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)或步骤(4)中，所述的树脂类涂料为丙烯酸类涂料、液态聚氨酯涂料和醇酸树脂中的一种或多种。
8.如权利要求5～7中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述背面贴膜层为热塑性聚氨酯膜、低密度聚乙烯膜或线性低密度聚乙烯膜；所述背面贴膜层的厚度为10-12微米；所述复合的具体操作为：在复合机上，用树脂类胶水涂布所述涤纶网布的一面，然后复合所述背面贴膜层；所述干燥的温度为50-60℃；所述干燥的时间为10-20秒。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述树脂类胶水的涂布干量为3-5g/m2。
10.如权利要求5～9中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)或(4)中，所述涂布在涂布机上进行；所述干燥的温度为85-95℃；所述干燥的时间为10-20秒；所述涂布机的工艺较佳的为辊式涂布、喷涂、刮涂、气刀涂布或淋膜涂布；步骤(2)中所述涂布的次数为2-3次；步骤(4)中所述涂布的次数为1次。
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