CN102977725B

CN102977725B - 低红外发射率耐腐蚀涂层的制备方法

Info

Publication number: CN102977725B
Application number: CN201210445456.XA
Authority: CN
Inventors: 高润宝
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2032-11-09
Also published as: CN102977725A

Abstract

本发明公开了一种新型低红外发射率耐腐蚀涂层的制备方法，将漂浮性片状Al粉和漂浮性片状Cu粉的混合物中加入环己烷，超声处理30min，再滴加硅烷偶联剂KH550后，40℃下超声处理30min；将聚氨酯和马来酸酐改性三元乙丙橡胶溶于二甲苯中，加入漂浮性片状Al粉和漂浮性片状Cu粉溶液后，搅拌1h，将混合物涂敷于物件表面。制得的涂层红外发射率低，且经过改性的涂层耐腐蚀性能大大提高，非常具有应用前景。

Description

低红外发射率耐腐蚀涂层的制备方法

技术领域

本发明涉及一种特种涂层的制备方法，特别涉及一种新型低红外发射率并且耐腐蚀性能良好的涂层的制备方法。

背景技术

自20世纪70年代精确制导武器首次应用于战争以来，精确制导武器和制导技术在历次战争中发挥了举足轻重的作用。且随着战争形势的不断变化，信息化战争的逐步凸现，精确制导武器的特点使它成为各国军事发展的重点。而作为精确制导武器家族中重要成员的红外探测制导武器更是显示了其优越性：具有高精度、高灵敏度、高分辨率、高帧频（凝视红外），抗干扰性强，可自动识别目标甚至目标的要害部位，可昼夜工作等特点，目前已广泛应用于制导导弹和灵巧弹药中。其中以机载红外搜索跟踪系统(lRST)、机载前视红外(FLIR)、导弹红外导引头的发展尤为迅猛。据统计，IRST对战斗机的前向探测距离可达185Km，与机载雷达的作用距离相近；FLIR对目标的识别距离达到68～117Km；红外成像导引头的截获距离达20Km左右。红外探测器热成像技术在军事领域的快速渗透，配以各种精确制导武器，使得军事目标只要被发现，基本上就能被摧毁，严重威胁到军事目标的生存。因此，以降低和削弱敌方红外探测设备效能为目的的红外隐身技术受到各国军方的广泛关注降。

隐身技术又称目标特征控制或低可探测技术，它主要是通过改变或抑制目标的信号特征，使其难以被发现!识别!跟踪和攻击的技术阵。随着现代军事探测技术和制导技术的发展，隐身技术在现代化信息战中的重要性与日俱增，成为提高武器装备生存能力、突防能力和作战效能的关键技术，日益引起世界各国的普遍重视。在美国，隐身技术被列为国防三大高技术之一（另两项为星球大战计划和核技术）。隐身技术包括雷达隐身、红外隐身、激光隐身、可见光隐身、声隐身、磁隐身等领域，但目前面临的探测威胁仍以雷达和红外系统为主降。对雷达隐身的研究，开展时间较早，理论也较成熟。相比之下，红外隐身技术就要慢得多，困难得多，国内外相关的报道也较少。因此红外隐身技术作为提高军事设施和武器装备生存力和战斗力的重要因素，引起了各国的注意。

红外隐身的实质就是通过各种技术措施对能量、频段、热源和方向等辐射特性进行减弱，减小目标和背景的红外辐射差别，使探测器接收不到足够的能量，从而降低目标被发现识别和跟踪的概率。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种具有低红外发射率，并且同时耐腐蚀性能有良好的新型涂料的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种新型低红外发射率耐腐蚀涂层的制备方法，于包括以下步骤：

（1）按以下重量份数准备原料：聚氨酯80份；马来酸酐改性三元乙丙橡胶120份；漂浮性片状Al粉0～50份；漂浮性片状Cu粉0～50份；硅烷偶联剂KH55010～20份；二甲苯10～20份；环己烷4～8份；

（2）将漂浮性片状Al粉和漂浮性片状Cu粉的混合物中加入环己烷，超声处理30min，再滴加硅烷偶联剂KH550后，40℃下超声处理30min；

（3）将聚氨酯和马来酸酐改性三元乙丙橡胶溶于二甲苯中，加入漂浮性片状Al粉和漂浮性片状Cu粉溶液后，搅拌1h，将混合物涂敷于物件表面。

所述漂浮性片状Al粉的粒径在20～30μm。

所述漂浮性片状Cu粉的粒径在20～50μm。

红外涂层通常涉及到在某种基体(粘合剂)中随机分布的填料颗粒，这些填料颗粒起着选择性散射衬底热辐射的作用。涂层中的辐射能量可视作由电磁波或光子携带，与之对应的对于涂层中的辐射传输问题通常有两种理论：一种是由麦克斯韦方程组出发的多次散射理论；另一种就是传输理论。后者采用Kubelka-Munk的二流理论建立了红外辐射涂层的辐射传输模型，经理论推导得到了红外涂层的光谱发射率与涂层表面反射率、涂层的折射率、材料的化学组份及微观结构、材料中颗粒的大小、形状、分布密度等决定。低红外发射率涂层必须具备高导电率、高反射率、高散射系数和低吸收系数。

从基尔霍夫定律可知，不透明体的反射率越高，发射率就越低。金属粉末一般属于不透明体，因此有较高反射率的金属粉末的发射率一般都较低，是热红外频段的首选功能填料。适用的金属或合金有Al、Zn、Sn、Au、青铜等，但实际选用多集中于性能优良、廉价易得的Al。

填料的一种形态为漂浮型，是指填料与流体介质混合后，能够漂浮在流体介质表面之上，涂刷后形成一种平行于底材、相互重叠的金属层。这种结构具有高致密性，因此被认为具备形成低吸收涂层的要求。

低红外发射率涂层是由特种形态的填料（相当于雷达吸波涂层吸收剂）和粘合剂形成，由于低红外发射率涂层自身特点，即大于50%高填充容积比，使填料与粘合剂相容性差，导致在经受耐盐雾的腐蚀过程中涂层发射率会随腐蚀介质作用而升高，红外隐身效果恶化甚至失效。飞行器在长期使用过程中离不开酸雨、大雾等恶劣环境，因此，研究解决低红外发射率涂层耐腐蚀的方法，获得在腐蚀环境中性能稳定的低发射率涂层具有重要意义。

硅烷偶联剂KH550是一种能改善聚合物与填料之间界面作用的化合物。其一端含有易于水解的基团（乙氧基），可与金属表面的羟基或水反应生成共价键，另一端含有氨基，可与聚合物通过氢键相互作用，增强铜粉与聚合物的界面强度，从提高复合材料的综合性能。

三元乙丙橡胶具有良好的红外透明性，且三元乙丙橡胶耐腐蚀性能良好，十分适宜于作为低红外发射涂料的原料。

本发明的优点：制得的涂层红外发射率低，且经过改性的涂层耐腐蚀性能大大提高，非常具有应用前景。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一：

聚氨酯80份；马来酸酐改性三元乙丙橡胶120份；漂浮性片状Al粉30份；漂浮性片状Cu粉20份；硅烷偶联剂KH55020份；二甲苯20份；环己烷6份。

漂浮性片状Al粉的粒径在20～30μm，漂浮性片状Cu粉的粒径在20～50μm。

实施例二：

聚氨酯80份；马来酸酐改性三元乙丙橡胶120份；漂浮性片状Al粉0份；漂浮性片状Cu粉50份；硅烷偶联剂KH55010份；二甲苯10份；环己烷4份。

实施例三：

聚氨酯80份；马来酸酐改性三元乙丙橡胶120份；漂浮性片状Al粉50份；漂浮性片状Cu粉0份；硅烷偶联剂KH55010份；二甲苯10份；环己烷8份。

实施例四：

聚氨酯80份；马来酸酐改性三元乙丙橡胶120份；漂浮性片状Al粉20份；漂浮性片状Cu粉40份；硅烷偶联剂KH55012份；二甲苯20份；环己烷4份。

实施例五：

聚氨酯80份；马来酸酐改性三元乙丙橡胶120份；漂浮性片状Al粉10份；漂浮性片状Cu粉50份；硅烷偶联剂KH55016份；二甲苯20份；环己烷4份。

根据以上配方制备的低红外发射率耐腐蚀涂层的制备方法，包括以下步骤：

（4）按以下重量份数准备原料；

（5）将漂浮性片状Al粉和漂浮性片状Cu粉的混合物中加入环己烷，超声处理30min，再滴加硅烷偶联剂KH550后，40℃下超声处理30min；

（6）将聚氨酯和马来酸酐改性三元乙丙橡胶溶于二甲苯中，加入漂浮性片状Al粉和漂浮性片状Cu粉溶液后，搅拌1h，将混合物涂敷于物件表面。

将涂料涂敷于基板上，放入烘干箱中烘干5h，并在高温炉中高温固化3h后进行性能检测。采用ENS302型红外发射率测试仪测得涂层在5～14μm的红外发射率；腐蚀性能采用采用电化学方法来测试，测试结果显示涂层在5～14μm的红外发射率为0.0893，远低于现有低红外发射率涂料制得涂层的发射率。

电化学Tafel曲线可以直接评价涂层腐蚀的难易程度，腐蚀电位为-0.496V，腐蚀电流为1，239×10^-7。说明涂层具有优异的耐腐蚀性能。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims

1.一种低红外发射率耐腐蚀涂层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（3）将聚氨酯和马来酸酐改性三元乙丙橡胶溶于二甲苯中，加入漂浮性片状Al粉和漂浮性片状Cu粉溶液后，搅拌1h，将混合物涂敷于物件表面；

所述漂浮性片状Al粉的粒径在20～30μm；

所述漂浮性片状Cu粉的粒径在20～50μm。