CN104031507B

CN104031507B - 一种红外棕色隐身涂料及其制备方法与应用

Info

Publication number: CN104031507B
Application number: CN201410245097.2A
Authority: CN
Inventors: 冯新星; 张建春; 马天; 张华�; 来侃; 刘雪强; 韩超
Original assignee: Quartermaster Research Institute of General Logistics Department of CPLA
Current assignee: Quartermaster Research Institute of General Logistics Department of CPLA
Priority date: 2014-06-04
Filing date: 2014-06-04
Publication date: 2017-02-15
Anticipated expiration: 2034-06-04
Also published as: CN104031507A

Abstract

本发明公开了一种红外棕色隐身涂料及其制备方法与应用。一种红外棕色隐身涂料，由以下重量份的组分组成：棕色颜料5～15份；黄色颜料5～20份；保护胶体2～5份；功能性填料5～20份；粘合剂15～30份；水10～50份。上述红外隐身棕色涂料的制备方法，包括如下步骤：将所述质量配比的棕色颜料、黄色颜料、保护胶体、功能性填料、粘合剂和水进行混合；首先进行超声分散0.5～1h，然后经机械搅拌1～10小时即得。本发明提供的红外棕色隐身涂料，具有红外低发射率的特点，其在波长8～14μm下，发射率达到0.69～0.79，基本满足红外隐身的要求；同时，本发明提供的红外隐身涂料颜色为棕色，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

一种红外棕色隐身涂料及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及一种红外棕色隐身涂料及其制备方法与应用，属于纺织材料科学领域。

背景技术

温度处于绝对温度零度以上的任何物体时刻都在向周围的空间辐射不同波长的电磁波，而辐射波长范围在0.76-1000μm内的电磁辐射称为红外线辐射，一般将这个波段范围内的电磁波称为红外线。

红外线作为一种电磁波，在传输过程中遵循波的吸收、反射和散射的定律，在传输过程中也会被大气中的各种固体颗粒、水蒸气等气体分子吸收和散射，使得红外线的辐射能量发生衰减，但是在以下几个波段内的红外线可以穿透大气而不发生衰减：1-3μm、3-5μm、8-14μm，在这三个波段内的红外线可以完全穿透而不受大气中各种气体分子和固体颗粒的影响，这三个波段俗称大气窗口。各种红外线探测器的探测波段主要集中在这几个范围内，其中军事上以探测波段在8-14μm的红外探测器为最多。

红外探测器的工作原理主要根据目标与背景的红外辐射差别通过成像差别来识别目标，其理论基础为史蒂芬-波尔兹曼定律，物体的红外辐射能量为：M＝εσT⁴，式中：M为物体的辐射强度；σ为玻耳兹曼常数；ε为物体的发射率；T为物体的绝对温度。因此可以分析出实现红外隐身的技术途径有：降低物体的发射率或者降低物体的表面温度。其中，降低物体表面的发射率是目前热红外隐身最主要的方法之一，能够降低发射率的材料一般为反射率高的金属材料和半导体材料，而半导体材料作为新型的隐身材料，尚处于研究阶段，成本较高，并不能大量的投入使用，金属材料制备简便，成本较低，但单纯的金属材料在可见光-近红外波段的隐身容易显形，而加入相应的着色颜料会使红外波段的发射率增大，因此，如何制备价格低廉、并在多波段隐身的彩色涂料是各国军事研究的重点。

发明内容

本发明的目的是提供一种红外棕色隐身涂料及其制备方法与应用，本发明所提供的红外棕色隐身涂料，具有红外低发射率的特点，在波长8-14μm下，发射率为0.69-0.78，基本满足红外隐身的要求。

本发明提供的一种红外棕色隐身涂料，由以下重量份的组分组成：

棕色颜料5～15份；黄色颜料5～20份；保护胶体2～5份；功能性填料5～20份；粘合剂15～30份；水10～50份。

本发明的红外棕色隐身涂料具体为下述1)-6)中任一种：

1)棕色颜料5～10份；黄色颜料5～10份；保护胶体2～3份；功能性填料5～15份；粘合剂25～30份；水23～43份；

2)棕色颜料10～15份；黄色颜料10～15份；保护胶体3～5份；功能性填料15～20份；粘合剂27～30份；水38～45份；

3)棕色颜料15份；黄色颜料5份；保护胶体5份；功能性填料5份；粘合剂25份；水45份；

4)棕色颜料10份；黄色颜料10份；保护胶体2份；功能性填料10份；粘合剂25份；水43份；

5)棕色颜料5份；黄色颜料15份；保护胶体3份；功能性填料15份；粘合剂27份；水35份；

6)棕色颜料15份；黄色颜料10份；保护胶体5份；功能性填料20份；粘合剂30份；水20份。

本发明提供的红外棕色隐身涂料中，所述棕色颜料可为氧化铁棕、锌铁铬棕和钛铬棕中至少一种；

所述黄色颜料可为氧化铁黄、镍钛黄、铬黄和铋黄中至少一种；

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；

所述功能性填料可为铝粉、铜粉、钴粉、镍粉和ITO粉中至少一种；

所述粘合剂可为聚丙烯酸酯、乙烯-醋酸乙烯酯树脂、聚氨酯和环氧树脂中至少一种；所述粘合剂的数均分子量为10000～200000，具体可为70000、75000或83000。

上述红外棕色隐身涂料中，所述纤维素醚具体可为羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中任一种。

上述红外棕色隐身涂料中，所述天然高分子及其衍生物具体可为淀粉、明胶、海藻酸钠、干酪素和瓜尔胶中任一种。

上述红外棕色隐身涂料中，所述合成高分子增稠剂具体可为聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚丙烯酸和聚丙烯酸钠中的任一种；所述合成高分子增稠剂的数均分子量为10000～100000，具体可为80000或90000。

上述红外棕色隐身涂料中，所述功能性填料的粒径可为10～50μm，具体可为15μm～36μm、15μm、28μm或36μm。

上述红外棕色隐身涂料中，所述水具体可为去离子水。

本发明还提供了红外棕色隐身涂料的制备方法，包括如下步骤：

将所述质量配比的棕色颜料、黄色颜料、保护胶体、功能性填料、粘合剂和水进行混合；首先进行超声分散0.5～1h，然后经机械搅拌1～10小时即得；

所述超声分散的时间具体可为0.5h、0.6h、0.8h或1h；所述机械搅拌时间具体可为3h～6h、3h、4h、5h或6h。

上述的制备方法中，所述机械搅拌的转速可为500～2000转/分钟，具体可为500转/分钟、1000转/分钟、1500转/分钟或2000转/分钟。

本发明进一步提供了所述红外棕色隐身涂料在制备红外隐身纺织品中的应用，具体可作为纺织品的涂层。

本发明进一步提供了一种红外隐身纺织品，其涂层由所述红外棕色隐身涂料涂覆得到；

所述红外隐身纺织品的基体材料可选自机织布、合成革、针织布、非织造布和金属蒙皮中的至少一种。

本发明具有如下优点：

1、本发明提供的红外棕色隐身涂料，具有红外低发射率的特点，其在波长8～14μm下，发射率达到0.69～0.79，基本满足红外隐身的要求；

2、本发明提供的红外隐身涂料颜色为棕色，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为涂覆有实施例1-4制备的红外棕色隐身涂料的涤/棉混纺织物的可见光-近红外反射率；

其中，A曲线、B曲线、C曲线和D曲线分别表示涂覆有红外隐身棕色涂料T1、T2、T3和T4的涤/棉混纺织物的可见光-近红外反射率；

图2为涤/棉混纺织物和涂覆有红外隐身棕色涂料的涤/棉混纺织物的红外热图，其中，图2(a)为未经涂覆的涤/棉混纺织物的红外热图，图2(b)～(e)分别为经涂料T1、T2、T3和T4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、制备红外棕色隐身涂料T1

25℃下，称取氧化铁棕颜料5份，钛铬棕颜料10份，铋黄颜料5份，羧甲基纤维素5份，片状铝粉(粒径为15μm)5份，聚丙烯酸酯(分子量为75000)25份，去离子水45份，混合后，超声分散0.5小时，以500转/分钟的速度搅拌6小时，即得红外隐身棕色涂料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定本实施例制备的红外隐身棕色涂料T1，测得其在8～14μm波段的发射率为0.79。

本实施例制备的棕色红外隐身涂料T1涂覆的涤/棉混纺织物(涂覆厚度为30μm)的可见光-近红外反射率测试结果如图1中的A曲线所示，该织物在600nm处有一个反射峰，处于红光和黄光反射峰之间，在1μm处的红外反射率为25％。

将本实施例涂覆的涤/棉混纺织物放在加热板(热板温度50℃)上加热20秒，拍摄的红外热像图如图2(b)所示，其中图2(a)为未经涂料处理的涤/棉混纺织物的红外热像图，经对比，后者较前者有所变暗。

实施例2、制备棕色隐身涂料T2

25℃下，称取锌铁铬棕棕颜料10份，镍钛黄颜料5份，铬黄颜料5份，羧甲基纤维素1份，羟乙基纤维素1份，片状铝粉(粒径28μm)10份，聚丙烯酸酯(分子量为75000)20份、乙烯-醋酸乙烯酯树脂(分子量为83000)5份，去离子水43份，混合后，超声分散0.6小时，在常温常压下以1000转/分钟的速度搅拌5小时，即得红外隐身棕色涂料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其在8～14μm波段的发射率为0.75。

本实施例制备的棕色红外隐身涂料涂覆的涤/棉混纺织物(涂覆厚度为30μm)的可见光-近红外反射率测试结果如图1中的B曲线所示，该织物600nm处有一个反射峰，处于红光和黄光反射峰之间，在1μm处的红外反射率为27％。

将本实施例制备涂覆的涤/棉混纺织物放在加热板(热板温度50℃)上加热20秒，拍摄的红外热像图如图2(c)所示，由该图可知，经涂料T2处理的织物比T1处理的织物效果增强，亮度变暗。

实施例3、制备棕色隐身涂料T3

25℃下，称取钛铬棕颜料5份，氧化铁黄颜料5份，铋黄颜料10份，聚丙烯酰胺(分子量为90000)2份，干酪素1份，片状铝粉(粒径36μm)15份，聚氨酯(分子量为70000)27份，去离子水35份，混合后，超声分散0.8小时，在常温常压下以1500转/分钟的速度搅拌4小时，即得红外隐身棕色涂料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其在8～14μm波段的发射率为0.72。

本实施例制备的红外隐身棕色涂料涂覆的涤/棉混纺织物(涂覆厚度为30μm)的可见光-近红外反射率测试结果如图1中的C曲线所示，该织物600nm处有一个反射峰，处于红光和黄光反射峰之间，在1μm处的红外反射率为33％。

将本实施例制备涂覆的涤/棉混纺织物放在加热板(热板温度50℃)上加热20秒，拍摄的红外热像图如图2(d)所示，由该图可知，经涂料T3处理的织物比T2处理的织物效果明显，亮度减小，明显变暗。

实施例4、制备棕色隐身涂料

25℃下，称取氧化铁棕颜料5份，锌铁铬棕棕颜料10份，氧化铁黄颜料2份，镍钛黄5份，铬黄3份，海藻酸钠2份，聚丙烯酸钠(分子量为80000)3份，片状铝粉20份(粒径36μm)，聚丙烯酸酯(分子量为75000)30份，去离子水20份，混合后，超声分散1小时，在常温常压下以2000转/分钟的速度搅拌3小时，即得红外隐身棕色涂料T4，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其在8～14μm的发射率为0.69。

本实施例制备的红外隐身棕色涂料涂覆的涤/棉混纺织物(涂覆厚度为30μm)的可见光-近红外反射率测试结果如图1中的D曲线所示，该织物600nm处有一个反射峰，处于红光和黄光反射峰之间，在1μm处的红外反射率为37％。

将本实施例制备涂覆的涤/棉混纺织物放在加热板(热板温度50℃)上加热20秒，拍摄的红外热像图如图2(e)所示，由该图可知，经涂料T4处理的织物的红外热像图最暗。

Claims

1.一种红外棕色隐身涂料，由以下重量份的组分组成：

棕色颜料5～15份；黄色颜料5～20份；保护胶体2～5份；功能性填料5～20份；粘合剂15～30份；水10～50份；

所述棕色颜料为氧化铁棕、锌铁铬棕和钛铬棕中至少一种；

所述黄色颜料为氧化铁黄、镍钛黄、铬黄和铋黄中至少一种；

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、钴粉、镍粉和ITO粉中至少一种；

所述粘合剂为聚丙烯酸酯、乙烯-醋酸乙烯酯树脂、聚氨酯和环氧树脂中至少一种，其数均分子量在10000～200000之间。

2.根据权利要求1所述的红外隐身棕色涂料，其特征在于：所述天然高分子及其衍生物为纤维素醚、淀粉、明胶、海藻酸钠、干酪素和瓜尔胶中任一种；

所述合成高分子增稠剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚丙烯酸和聚丙烯酸钠中的任一种；

所述合成高分子增稠剂的数均分子量为10000～100000。

3.根据权利要求2所述的红外隐身棕色涂料，其特征在于：所述纤维素醚为羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素和丙基甲基纤维素中任一种。

4.根据权利要求1-3任一项所述的红外隐身棕色涂料，其特征在于：所述功能性填料的粒径为10～50μm。

5.权利要求1-4中任一项所述红外隐身棕色涂料的制备方法，包括如下步骤：

将所述质量配比的棕色颜料、黄色颜料、保护胶体、功能性填料、粘合剂和水进行混合；首先进行超声分散0.5～1h，然后经机械搅拌1～10小时即得。

6.权利要求1-4中任一项所述红外隐身棕色涂料在制备红外隐身纺织品中的应用。

7.一种红外隐身纺织品，其涂层由权利要求1-4中任一项所述红外隐身棕色涂料涂布得到。