CN103290684A

CN103290684A - 一种红外低发射率绿色隐身涂料及其制备方法

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Publication number: CN103290684A
Application number: CN2013102486965A
Authority: CN
Inventors: 冯新星; 张建春; 周岚; 马天; 来侃; 张华�; 刘雪强
Original assignee: Quartermaster Research Institute of General Logistics Department of CPLA
Current assignee: Quartermaster Research Institute of General Logistics Department of CPLA
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2033-06-21
Also published as: CN103290684B

Abstract

本发明公开了一种红外低发射率绿色隐身涂料。它由以下重量份的组分组成：绿色颜料10～30份；保护胶体1～5份；功能性填料5～20份；粘合剂5～30份；调色剂2～10份；和水10～50份。本发明提供的红外低发射率绿色隐身涂料，具有红外低发射率，在波长8～14μm下，发射率在0.65～0.76，基本满足红外隐身的要求；本发明提供的红外低发射率隐身涂料颜色为绿色，是可见光迷彩的基本色之一，具有良好的可见光-近红外多波段隐身兼容效果。

Description

一种红外低发射率绿色隐身涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种红外低发射率绿色隐身涂料及其制备方法，属于纺织材料科学领域。

背景技术

红外光（线）是一种波长在0.7～1000μm的电磁波。从物理学上讲，表面温度在绝对零度以上物体，都会以红外线的形式向外界辐射。由于大气中存在水汽、粉尘等杂质，大部分波段的红外线会被反射、吸收、散射。但是在以下三个波段：1～2.5μm、3～5μm和8～14μm，红外线透过率较高，基本上是透明的，俗称大气窗口。其中，3～5μm和8～14μm这部分红外线辐射是来自目标和背景本身温度所引起的热辐射。军事上的红外侦测主要是对目标3～5μm和8～14μm波段红外信号的收集，再通过热成像技术实现对目标的全天候侦查。热成像技术主要是利用目标和背景的红外辐射差别通过成像来识别目标，是目前主要的军事探测手段，其工作原理的理论基础是根据斯蒂芬-玻尔兹曼定律，对温度为T的目标，单位面积发射的红外辐射功率用W表示时：W=σεT⁴，式中W：物体的辐射功率，σ：玻尔兹曼常数，ε：物体的发射率，T：物体的绝对温度。这表明目标的红外辐射功率与其温度的4次方成正比。实际上，这个温度还与目标表面温度和背景温度有关。但是，各种背景的辐射强度不同，甚至差异很大。如果目标表面温度和背景温度相差很大，这样红外热像仪上的红外辐射能量密度分布图将更清晰，目标很容易被发现，即△W越小越不容易被发现。其红外辐射能量差异可以用下式计算：

，式中，ε_目：目标的红外发射率，ε_背：背景的红外发射率，T_目：目标的表面温度，T_背：背景的表面温度。要使目标与背景在红外热像仪上形成“热像”相似，必须使目标与背景的辐射强度相近。虽然使目标的表面温度降低是红外伪装的主要手段之一，但涂覆低红外发射率的涂层也能显著降低目标在某些波长范围的红外发射率。由于在大气窗口内目标的红外辐射有很高的透过能力，因此，涂覆低红外发射率涂料可以改变目标在大气窗口内的红外辐射特征。隐身涂料由于成本较低，施工工艺简单，日益受各国军方重视，因此，开发低发射率的材料（涂料）成为单兵作战服热红外防护的关键。但是，绝大多数着色颜料具有很高的发射率，该问题极大地限制了着色颜料用于制备热红外伪装涂料。

发明内容

本发明的目的是提供一种红外低发射率绿色隐身涂料及其制备方法。

本发明所提供的一种红外低发射率绿色隐身涂料，它由以下重量份的组分组成：

绿色颜料10～30份；

保护胶体1～5份；

功能性填料5～20份；

粘合剂5～30份；

调色剂2～10份；和

水10～50份。

上述的绿色隐身涂料中，所述绿色颜料可为氧化铁绿、酞菁绿、氧化铬绿、绿色氧化镍和复配绿色颜料中至少一种；

所述复配绿色颜料由黄色颜料与蓝色颜料复配得到，所述黄色颜料具体可为氧化铁黄、钛镍黄、耐晒黄和铋黄中至少一种，所述蓝色颜料具体可为天蓝、钴蓝、酞菁蓝和普鲁士蓝中至少一种。

上述的绿色隐身涂料中，所述保护胶体可为纤维素醚、天然高分子及其衍生物和合成高分子增稠剂中至少一种。所述纤维素醚具体可为羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素；所述天然高分子及其衍生物具体可为淀粉、明胶、海藻酸钠、干酪素、瓜尔胶、甲壳胺或阿拉伯树胶；所述合成高分子增稠剂具体可为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸酯共聚乳液或聚氨酯，其分子量在10000～100000之间。

上述的绿色隐身涂料中，所述功能性填料可为铝粉、铜粉、银粉、ITO粉和银铜粉中至少一种；

所述功能性填料的粒径可为300～1200目。

上述的绿色隐身涂料中，所述粘合剂可为聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚氨酯和聚丙烯腈中至少一种，其分子量在10000～100000之间。

上述的绿色隐身涂料中，所述调色剂可为炭黑、钛白粉、尖晶石和氧化锌中至少一种。

上述的绿色隐身涂料中，所述水可为去离子水。

上述的绿色隐身涂料具体可为下述1）-4）中任一种：

1）由以下重量份的组分组成：

绿色颜料15～20份；

保护胶体2～5份；

功能性填料5～20份；

粘合剂15份；

调色剂2.5～3.5份；和

去离子水39.5～55份；

2）由以下重量份的组分组成：

绿色颜料15份；

保护胶体5份；

功能性填料15份；

粘合剂15份；

调色剂2.5份；和

去离子水44.5份；

3）由以下重量份的组分组成：

绿色颜料20份；

保护胶体2份；

功能性填料5份；

粘合剂15份；

调色剂3份；和

去离子水55份；和

4）由以下重量份的组分组成：

绿色颜料20份；

保护胶体2份；

功能性填料20份；

粘合剂15份；

调色剂3.5份；和

去离子水39.5份。

本发明还进一步提供了上述绿色隐身涂料的制备方法，包括如下步骤：

将所述绿色颜料、所述保护胶体、所述功能性填料、所述粘合剂、所述调色剂和所述去离子水进行混合，在3000～6000转/分钟的转速下搅拌1～10小时即得所述绿色隐身涂料。

本发明提供的绿色隐身涂料可用于制备红外隐身纺织品，具体作为纺织品的涂层；所述织物中的基体材料选自机织布、合成革、针织布、非织造布和金属蒙皮中的至少一种。在8～14μm波段的红外平均发射率在0.65～0.76（可调）。

本发明具有如下优点：

1、本发明提供的红外低发射率绿色隐身涂料，具有红外低发射率，在波长8～14μm下，发射率在0.65～0.76，基本满足红外隐身的要求；

2、本发明提供的红外低发射率隐身涂料颜色为绿色，是可见光迷彩的基本色之一，具有良好的可见光-近红外多波段隐身兼容效果。

附图说明

图1为涂覆实施例1-3制备的绿色伪装涂料的涤/棉混纺织物的可见光-近红外反射率曲线。

图2为涤/棉混纺织物和涂覆绿色伪装涂料的涤/棉混纺织物的红外热图，其中，图2（a）、图2（b）、图2（c）和图2（d）分别是涤/棉混纺织物、经涂料T1涂覆处理的涤/棉混纺织物、经涂料T2涂覆处理的涤/棉混纺织物和经涂料T3涂覆处理的涤/棉混纺织物的红外热图。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下述实施例中的份数均指的是质量份。

实施例1、制备绿色隐身涂料

常温下，称取酞菁绿颜料20份，保护胶体（海藻酸钠）2份，功能性填料片状铜粉5份（粒径为600目），粘合剂聚丙烯酸酯15份（平均分子量为15000），调色剂（炭黑）3份，去离子水55份，在常温常压下以3000转/分钟的速度混合搅拌3小时后，得到低发射率涂料T1，应用中科院上海物理技术研究所研制的IR-2型双波段发射率测量仪测得发射率为0.76。

本实施例制备的绿色隐身涂料涂覆的涤/棉织混纺物的可见光-近红外反射率测试结果如图1中A曲线所示，可得知，在该织物550nm附近有一个绿色的反射峰，从700nm开始反射率上升，最高可达55%左右。

将涂覆本实施例制备的涂料的涤/棉混纺织物放在加热板（热板温度50℃）加热30秒，拍摄的红外热图如图2（b）所示，其中图2（a）为未经处理的涤/棉混纺织物的红外热图，由该图可得知未经处理的织物的热图明显比较亮，而经涂料T1涂覆处理织物的热图变暗。

实施例2、制备绿色隐身涂料

常温下，称取氧化铁绿颜料15份，绿色素5份，保护胶体纤维素醚（甲基纤维素）3份，功能性填料片状铝粉15份（粒径为300目），粘合剂聚丙烯酸酯10份（分子量为15000）、聚氨酯5份（分子量为10000），调色剂（炭黑）2.5份，去离子水44.5份，在常温常压下以3500转/分钟的速度搅拌1.5小时后，得到低发射率涂料T2，应用中科院上海物理技术研究所研制的IR-2型双波段发射率测量仪测得发射率为0.69。

用该涂料涂覆的涤/棉织混纺物的可见光-近红外反射率测试结果如图1中B曲线所示，可得知，该织物在550nm附近有以绿色的反射峰，在700nm以后反射率上升，最高可以达到70%左右。

将涂覆本实施例制备的涂料的涤/棉混纺织物放在加热板（热板温度50℃）加热30秒，拍摄的红外热图如图2（c）所示，由该图可得知，经涂料T2涂覆处理的织物热图明显变暗，而且比经涂料T1处理织物的热图暗。

实施例3、制备绿色隐身涂料

常温下，称取氧化铬颜料15份，氧化铁绿颜料5份，保护胶体合成高分子增稠剂（聚丙烯酸钠）2份，功能性填料片状铜粉20份（粒径为1000目），粘合剂聚丙烯酸酯15份（分子量为15000），调色剂（炭黑）3.5份，去离子水39.5份，在常温常压下以4000转/分钟的速度搅拌4小时后，得到低发射率涂料T3，应用中科院上海物理技术研究所研制的IR-2型双波段发射率测量仪测得发射率为0.65。

用本实施例制备的涂料涂覆的涤/棉织混纺物的可见光-近红外反射率测试结果如图1中C曲线所示，可得知，该织物在550nm附近有一个较弱的反射峰，从600nm以后反射率就一直在上升，最高达到55%左右。

将涂覆本实施例制备的涂料的涤/棉混纺织物放在加热板（热板温度50℃）加热30秒，拍摄的红外热图如图2（d）所示，由该图可得知，经涂料T3处理后织物的热图最暗。

Claims

1.一种红外低发射率绿色隐身涂料，其特征在于：它由以下重量份的组分组成：

绿色颜料10～30份；

保护胶体1～5份；

功能性填料5～20份；

粘合剂5～30份；

调色剂2～10份；和

水10～50份。

2.根据权利要求1所述的绿色隐身涂料，其特征在于：所述绿色颜料为氧化铁绿、酞菁绿、氧化铬绿、绿色氧化镍和复配绿色颜料中至少一种；

所述复配绿色颜料由黄色颜料与蓝色颜料复配得到。

3.根据权利要求1或2所述的绿色隐身涂料，其特征在于：所述保护胶体为纤维素醚、天然高分子及其衍生物和合成高分子增稠剂中至少一种。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的绿色隐身涂料，其特征在于：所述功能性填料为铝粉、铜粉、银粉、ITO粉和银铜粉中至少一种；

所述功能性填料的粒径为300～1200目。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的绿色隐身涂料，其特征在于：所述粘合剂为聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚氨酯和聚丙烯腈中至少一种。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的绿色隐身涂料，其特征在于：所述调色剂为炭黑、钛白粉、尖晶石和氧化锌中至少一种。

7.权利要求1-6中任一项所述绿色隐身涂料的制备方法，包括如下步骤：

8.权利要求1-6中任一项所述绿色隐身涂料在制备红外隐身纺织品中的应用。

9.一种红外隐身纺织品，其特征在于：其涂层由权利要求1-6中任一项所述绿色隐身涂料涂覆得到。