CN102155870A - 高吸收伪装网及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高吸收伪装网及其制备方法，所述高吸收伪装网包括两层尼龙纤维织布作为表层和底层，所述表层尼龙纤维织布内表面涂覆磁性涂层，所述底层尼龙纤维织布的内表面涂覆导电涂层；所述表层和底层之间粘接夹层结构，所述夹层结构为低密度低介电常数的空心透波球层，所述空心透波球层的外表面涂覆导电涂层。本发明中轻质而涂覆导电层的空心透波球层的加入大大降低了材料的比重，增强了伪装网对雷达波的吸收。明显提高了伪装网在雷达波段的吸收能力。
Description
技术领域
本发明属于微波技术和材料科学的交叉技术领域，尤其涉及一种在微波段具有高吸收特性的伪装网的结构设计及其制备方法。
背景技术
伪装网是军事上用来遮盖枪支、坦克、装甲车等军事武器或军事目标的隐形遮盖物，降低敌人的侦察效果，减小被发现的概率，提高装备在现代战争中的生存能力。随着探测技术的发展，伪装网需要具有防护紫外线、可见光、近远红外线及雷达波等侦察的能力。然而，现有的伪装网在雷达波段的伪装效果不佳，不能对探测的雷达波进行大量的吸收，其很容易被雷达特征信号探测到，大大的限制了其应用。
发明内容
鉴于现有技术所存在的问题，本发明旨在公开一种具有夹层结构伪装网的及其制备方法，其具有在雷达波段的吸收效果，达到在该波段伪装的目的。
本发明的技术解决方案是这样实现的：
一种高吸收伪装网，包括两层尼龙纤维织布作为表层和底层，其特征在于：
所述表层尼龙纤维织布内表面涂覆磁性涂层，所述底层尼龙纤维织布的内表面涂覆导电涂层；
所述表层和底层之间粘接夹层结构，所述夹层结构为低密度低介电常数的空心透波球层，所述空心透波球层的外表面涂覆导电涂层。
进一步的，所述磁性涂层为磁性羰基铁涂层；
所述导电涂层，包括底层织布上的导电涂层和空心透波球外表面的导电涂层，为碳粉涂层，所述碳粉为多粒径的纳米及亚微米粉体，碳粉尺寸为20-1000nm。
所述空心透波球的外径为0.5-1.0mm。
本发明同时公开了所述伪装网的制备方法，包括如下步骤：
(1)表层、底层材料的选择及预处理：
选择具有高强度和低厚度的尼龙纤维织布作为表层和底层；
水洗后用有机溶剂，如丙酮水溶液，浸泡3min去除油污，室温晾干或低温烘干备用；
(2)夹层结构的材料选择、预处理及涂覆导电涂层：
选用低密度低介电常数高透波性能的空心透波球，如泡沫滤珠、珍珠岩、玻璃微球、空心微珠等，粒径为0.5-1.0mm；
将所述空心透波球依次用酸洗、碱洗、有机溶剂(如丙酮水溶液)浸泡，去除球体表面杂质和油污，然后和偶联剂一起置于稀释过的高分子粘结剂中搅拌，取出晾干；
进而，在空心透波球外表面涂覆导电涂层：将预处理后的空心透波球置于碳粉的悬浊液中强力搅拌。待空心透波球的表面包覆一层连续均匀的碳粉涂层时，取出并浸入聚乙烯醇含量为质量比1-5％的溶液中搅拌，取出室温下晾干或低温烘干备用；所述碳粉的悬浊液是水与碳粉按15∶1的体积比配置而成，所述碳粉为多粒径的纳米及亚微米粉体，尺寸为20-1000nm。
(3)伪装网加工成型：
底层织布内表面涂覆导电涂层：将步骤(1)预处理过的底层织布平铺在平台上，将碳粉和粘结剂组成的涂料涂覆于所述底层织布的内表面上形成导电涂层；所述粘结剂是环氧树脂、酒精按10∶0.8～1质量比配置而成；碳粉与粘结剂的体积比为25～40∶100。
粘结空心透波球：将步骤(2)中处理好的带有导电涂层的空心透波球再放入由粘结剂、固化剂和硅烷偶联剂组成的混合溶液中搅拌后，将空心透波球紧密的排布在前述涂覆了导电涂层的底层尼龙纤维织布上；所述混合溶液粘结剂、固化剂和硅烷偶联剂的质量比为10∶3～4∶1～4。
表层织布内表面涂覆磁性涂层：将步骤(1)预处理过的表层织布平铺在平台上，将磁性羰基铁和粘结剂组成的涂料涂覆于所述表层织布的内表面上形成磁性涂层；所述粘结剂是由环氧树脂、酒精按10∶0.8～1质量比配置而成；磁性羰基铁与粘结剂的体积比为25～50∶100。
将前述涂覆了磁性涂层的表层尼龙织布贴覆于前述的空心透波球上，室温固化成型。
所述表层和底层尼龙纤维织布可为各种军用迷彩织布。
与现有技术相比，本发明的效果和益处是夹层结构伪装网的设计实现了在较宽频段内对雷达波有较好的吸收；轻质透波球的加入可以大大降低伪装网的重量；广泛的原材料来源和简洁的工艺使其大规模的应用成为可能。
附图说明
图1是实施例所述伪装网的的结构示意图；图中，
1、底层尼龙纤维织布；2、底层织布上的导电涂层；3、空心透波球；4、表层织布上的磁性涂层。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的具体描述：
(一)材料的选择及处理
1、表层、底层材料的选择及预处理
表层和底层基体材料为尼龙纤维织布，要求织布具有高的强度和薄的厚度，可采用各种军用迷彩织布。首先将纤维织布在清水中清洗，再用稀释20倍的丙酮水溶液浸泡3分钟，除去织布中的油污，最后将清洗干净的织布在室温下晾干或者低温烘干备用。
2、中间层材料的选择及处理
2.1空心透波球的选择
空心透波球的原料选用聚苯乙烯泡沫塑料EPS球形颗粒，粒径在0.5-1.0mm，密度为0.03-0.036g/cm3。
2.2空心球的预处理
将泡沫球依次用5～10％的盐酸和氢氧化钠水溶液漂洗，再用稀释20倍的丙酮水溶液浸泡3分钟，除去球体表面的酸性、碱性杂质及油污等。然后取高分子粘结剂PVA用水稀释为质量比2％，搅拌均匀后放入4％的硅烷偶联剂溶液中搅拌10～20min，取出室温下晾干备用。
2.3球体表面涂覆导电涂层
选用N234型超细碳粉，球磨5h，使碳粉尺寸在20～1000nm范围内，为多粒径的纳米及亚微米粉体。按照水与碳粉15∶1的体积比配置炭粉悬浊液，将经过表面预处理200g EPS透波球加入到0.2mm3上述溶液中搅拌3～5min，搅拌机叶片转速调整在500～800rpm，待碳粉连续均匀分布在球体表面即可取出。然后侵入PVA含量为2％的溶液中搅拌2min，取出室温晾干。
(二)伪装网的制备
首先将预处理过的底层尼龙纤维织布1平铺在平台上，用毛刷刷涂一层由球磨过的N234型尺寸为20-1000nm超细碳粉和按照环氧树脂与酒精10∶1质量比配置的粘结剂组成的导电涂料从而形成一个导电涂层2。然后取高分子粘结剂环氧树脂用酒精稀释为质量比80％，加入聚酰胺作为固化剂，搅拌均匀后放入4％的硅烷偶联剂溶液中搅拌均匀，将带有导电涂层的空心透波球3放入混合溶液中搅拌5～10min，将带有粘结剂的空心透波球3紧密的排布在已涂覆导电涂料的底层1上，接着将预处理过的表层织布5用毛刷刷涂一层由磁性羰基铁吸收剂和按照环氧树脂与酒精10∶1质量比配置的粘结剂组成的磁性涂料并形成磁性涂层4，然后将其贴覆在带有粘结剂的空心球层上，最后室温固化成型。
(三)成品性能测试
在此，主要测试伪装网的电磁波的吸收能力，因为对雷达波的吸收能力是伪装网材料重要性能指标。测试采用弓形反射法在无回波暗室中进行，测试结果用dB表示。不同的吸波体的吸收能力和吸收带宽不同，本发明的夹层结构为碳包EPS吸波体，即表面涂覆碳粉导电涂层的EPS空心透波球，其吸收性能如下表所示：
| 频率(GHz) | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 反射率(dB) | 1 | 1.8 | 3.2 | 6.2 | 14.6 | 11.1 | 8.6 | 5.8 | 4.4 |
| 频率(GHz) | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | |
| 反射率(dB) | 3.2 | 2.9 | 7.3 | 4.4 | 3.3 | 6.4 | 6.2 | 8.9 |
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高吸收伪装网，包括两层尼龙纤维织布作为表层和底层，其特征在于：
所述表层尼龙纤维织布内表面涂覆磁性涂层，所述底层尼龙纤维织布的内表面涂覆导电涂层；
所述表层和底层之间粘接夹层结构，所述夹层结构为低密度低介电常数的空心透波球层，所述空心透波球层的外表面涂覆导电涂层。
2.根据权利要求1所述的高吸收伪装网，其特征在于：
所述磁性涂层为磁性羰基铁涂层；
所述导电涂层，包括底层织布上的导电涂层和空心透波球外表面的导电涂层，为碳粉涂层，所述碳粉为多粒径的纳米及亚微米粉体，碳粉尺寸为20-1000nm。
3.根据权利要求1或2任一所述的高吸收伪装网，其特征在于：
所述空心透波球的外径为0.5-1.0mm。
4.一种高吸收伪装网的制备方法，包括如下步骤：
(1)表层、底层材料的选择及预处理：
选择具有高强度和低厚度的尼龙纤维织布作为表层和底层；
水洗后用有机溶剂浸泡去除油污，室温晾干或低温烘干备用；
(2)夹层结构的材料选择、预处理及涂覆导电涂层：
选用低密度低介电常数的空心透波球，粒径为0.5-1.0mm；
将所述空心透波球依次用酸洗、碱洗、有机溶剂中浸泡，然后和偶联剂一起置于稀释过的高分子粘结剂中搅拌，取出晾干；
将前述预处理后的空心透波球外表面涂覆导电涂层；
(3)伪装网加工成型：
底层尼龙纤维织布内表面涂覆导电涂层；
粘结空心透波球：将步骤(2)中处理好的带有导电涂层的空心透波球再放入由粘结剂、固化剂和硅烷偶联剂组成的混合溶液中搅拌后，将空心透波球紧密的排布在前述涂覆了导电涂层的底层尼龙纤维织布上；所述混合溶液粘结剂、固化剂和硅烷偶联剂的质量比为10∶3～4∶1～4；
表层尼龙纤维织布内表面涂覆磁性涂层；
将前述涂覆了磁性涂层的表层尼龙织布贴覆于前述的空心透波球上，室温固化成型。
5.根据权利要求4所述的高吸收伪装网的制备方法，其特征在于：
步骤(2)中所述空心透波球外表面涂覆导电涂层的步骤如下：将预处理后的空心透波球置于碳粉的悬浊液中强力搅拌，使所述空心透波球的外表面包覆一层连续均匀的碳粉涂层，并浸入聚乙烯醇含量为质量比1-5％的溶液中搅拌，取出室温下晾干或低温烘干备用，所述碳粉的悬浊液是水与碳粉按15∶1的体积比配置而成；
步骤(3)中所述底层尼龙纤维织布内表面涂覆导电涂层的步骤如下：将步骤(1)预处理过的底层织布平铺在平台上，将碳粉和粘结剂组成的涂料涂覆于所述底层织布的内表面上形成导电涂层；所述粘结剂是环氧树脂与洒精按10∶0.8～1质量比配置而成；碳粉与粘结剂的体积比为25～40∶100。
前述碳粉为多粒径的纳米及亚微米粉体，碳粉尺寸为20-1000nm；
步骤(3)中所述表层尼龙纤维织布内表面涂覆磁性涂层的步骤如下：将步骤(1)预处理过的表层织布平铺在平台上，将磁性羰基铁吸收剂和粘结剂组成的涂料涂覆于所述表层织布的内表面上形成磁性涂层；所述粘结剂是环氧树脂与洒精按10∶0.8～1质量比配置而成；磁性羰基铁与粘结剂的体积比为25～50∶100。
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