CN103306131B

CN103306131B - 一种红外低发射率土黄色隐身涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN103306131B
Application number: CN201310250312.3A
Authority: CN
Inventors: 冯新星; 张建春; 周岚; 马天; 陈晓; 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: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2033-06-21
Also published as: CN103306131A

Abstract

本发明公开了一种红外低发射率土黄色隐身涂料及其制备方法。它由下述质量份的组分组成：黄色颜料10～30份；保护胶体1～5份；功能性填料5～20份；粘合剂5～30份；和水10～50份。本发明提供的红外低发射率隐身涂料，具有红外低发射率，在波长8～14μm下，发射率在0.56～0.72，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土黄色，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

一种红外低发射率土黄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土黄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土黄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土黄色隐身涂料，它由下述质量份的组分组成：

黄色颜料10～30份；

保护胶体1～5份；

功能性填料5～20份；

粘合剂5～30份；和

水10～60份。

上述的土黄色隐身涂料中，所述黄色颜料可为氧化铁黄、耐晒黄G、钛镍黄和铋黄中至少一种。

上述的土黄色隐身涂料中，所述保护胶体可为纤维素醚、天然高分子及其衍生物、合成高分子增稠剂中至少一种。

上述的土黄色隐身涂料中，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。

上述的土黄色隐身涂料中，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。

上述的土黄色涂料中，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，其分子量可在10000～100000之间。

上述的土黄色隐身涂料中，所述水可为去离子水。

上述的土黄色隐身涂料具体可为下述1）-4）中任一种：

1）由下述质量份的组分组成：

黄色颜料15～24份；

保护胶体1～5份；

功能性填料5～15份；

粘合剂10～15份；和

去离子水50～60份；

2）由下述质量份的组分组成：

黄色颜料15份；

保护胶体5份；

功能性填料15份；

粘合剂15份；和

去离子水50份；

3）由下述质量份的组分组成：

黄色颜料20份；

保护胶体2份；

功能性填料13份；

粘合剂15份；和

去离子水50份；和

4）由下述质量份的组分组成：

黄色颜料24份；

保护胶体1份；

功能性填料5份；

粘合剂10份；和

去离子水60份。

本发明还进一步提供了上述土黄色隐身涂料的制备方法，包括如下步骤：

将所述黄色颜料、所述保护胶体、所述功能性填料、所述粘合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小时即得所述土黄色隐身涂料。

本发明提供的土黄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0.56～0.72（可调）。

本发明具有如下优点：

1、本发明提供的红外低发射率隐身涂料，具有红外低发射率，在波长8～14μm下，发射率在0.56～0.72，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土黄色，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制备的土黄色伪装涂料的涤/棉混纺织物的可见光-近红外反射率曲线。

图2为涤/棉混纺织物和涂覆土黄色伪装涂料的涤/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、制备土黄色隐身涂料

常温下，称取氧化铁黄颜料24份，保护胶体（海藻酸钠）1份，功能性填料铜粉5份（粒径为800目），粘合剂聚丙烯酸酯10份（分子量为15000），去离子水60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0.72。

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A曲线所示，可得知，该织物在400-900nm波段内，反射率逐渐增加，1000nm后反射率维持在42%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、制备土黄色隐身涂料

常温下，称取氧化铁黄颜料15份，钛镍黄颜料5份，保护胶体纤维素醚（羧甲基纤维素）2份，功能性填料铝粉5份（粒径为400目），铜粉8份（粒径为1000目），粘合剂聚苯乙烯15份（分子量为18000），去离子水50份，在常温常压下以3500转/分钟的速度搅拌3.5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0.65。

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B曲线所示，可得知，在400-900nm波段内织物的反射率曲线陡增，在1000nm以后基本保持在37%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、制备土黄色隐身涂料

常温下，称取钛镍黄颜料5份，氧化铁黄颜料10份，保护胶体合成高分子增稠剂（聚乙烯醇）5份，功能性填料片状铜粉15份（粒径为1000目），粘合剂聚丙烯酸酯15份（分子量为15000），去离子水50份，在常温常压下以4000转/分钟的速度搅拌2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0.56。

该本实施例制备的涂料涂覆的涤/棉混纺物的可见光-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400-900nm波段内的反射率曲线陡增，在1000nm后反射率基本保持在30%。

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土黄色隐身涂料，其特征在于：它由下述质量份的组分组成：

黄色颜料10～30份；

保护胶体1～5份；

功能性填料5～20份；

粘合剂5～30份；和

水10～50份；

所述保护胶体为天然高分子及其衍生物和合成高分子增稠剂中至少一种；

所述功能性填料为铝粉、铜粉、银粉、ITO粉和银铜粉中至少一种。

2.根据权利要求1所述的土黄色隐身涂料，其特征在于：所述保护胶体为纤维素醚。

3.根据权利要求1所述的土黄色隐身涂料，其特征在于：所述黄色颜料为氧化铁黄、耐晒黄G、钛镍黄和铋黄中至少一种。

4.根据权利要求1或3所述的土黄色隐身涂料，其特征在于：所述功能性填料的粒径为300～1200目。

5.根据权利要求1或3所述的土黄色隐身涂料，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.权利要求1-5中任一项所述土黄色隐身涂料的制备方法，包括如下步骤：

将所述黄色颜料、所述保护胶体、所述功能性填料、所述粘合剂和所述水进行混合，在3000～6000转/分钟的转速下搅拌1～10小时即得所述土黄色隐身涂料。

7.权利要求1-5中任一项所述土黄色隐身涂料在制备红外隐身纺织品中的应用。

8.一种红外隐身纺织品，其特征在于：其涂层由权利要求1-5中任一项所述土黄色隐身涂料涂覆得到。