CN105319880A - 一种沙土色低红外发射率伪装墨粉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种沙土色低红外发射率伪装墨粉及其制备方法。该墨粉是用2-6份沙土色颜料，35-45份环氧树脂，40-50份聚乙烯树脂，2-8份聚丙烯蜡，3-7份水杨酸金属锌络合物电荷调节剂以及3-11份二氧化硅经混合、挤塑、粉碎和过筛制成。其中沙土色颜料由60-80份氧化铟锡(ITO)及20-40份Cu粉组成，该墨粉不仅具有较强的附着力，较好的耐霉菌、耐盐雾、耐湿热、耐磨及光老化等性能而且在8-14um红外波段具有较低的发射率。由该墨粉打印出的伪装图案分辨率高、清晰稳定且不易褪色。本发明设计合理，适合广泛应用于伪装领域。

Description

一种沙土色低红外发射率伪装墨粉及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种沙土色低红外发射率伪装墨粉及其制备方法，具体为一种在8-14um波段具有低红外发射率特征的沙土色军用伪装墨粉及其制备方法。

背景技术

当温度高于绝对零度，任何表现为红外活性的化学键均处于动态振动平衡状态，在其振动过程中，目标物体在吸收来自于背景环境特征辐射的同时，亦将向背景环境发射特征红外辐射。军事红外侦察技术乃是基于上述原理，利用高分辨率红外传感器，被动接收侦察对象向外部空间发射的各种红外辐射，并将收集到的红外辐射信号转换为辐射温度，在显示器上显影、造像，进而实现对目标属性的识别与判定。大气中的水份、二氧化碳、尘埃等组份的影响，仅3-5um、8-14um两个光谱通道对红外辐射具有良好的通透性，因此实用的红外侦察设备的工作波段均是基于3-5um、8-14um这两个红外大气窗口而设计，其中8-14um波段适用于低温和常温背景环境，而3-5um波段则更适用于高温环境。

相较于微波频段，红外辐射具有更高的分辨率，而光学侦察通常需要依赖太阳辐射，且传输距离有限，因此红外侦察技术具有全天候、高精度等诸多优点。在发现即摧毁的现代战争条件下，如何合理的伪装自己，保存己方实力，已经成为制约战局走向的关键因素。

在目标外部构建热红外迷彩，分割、扭曲目标热图轮廓，是实现目标红外伪装的有效手段。目前通常的做法是利用不同红外发射率的涂料，在柔性基材表面以喷涂工艺、丝网印花工艺或者刮涂-裁剪拼花工艺制造由不同发射率斑块共同构建的热红外迷彩遮盖材料，并将其覆盖与所需伪装的目标外部，达到对抗敌方红外侦察的目的。喷涂工艺虽然操作简单，实现成本低廉，但在喷涂过程中难以实现高精度边界控制，需要借助于喷涂模板方可实现“多色”套喷，该方法更适用于“单色”产品的制造。丝网印花工艺虽然技术成熟，可实现印花斑块边界的高精度控制，但需要雕刻底板，难以满足个性化应用以及复杂迷彩图案的印制要求。刮涂-裁剪拼花工艺存在大量手工操作，工人劳动强度大、效率低、成本高昂，且难以胜任复杂迷彩图案的制备要求。

数字打印技术是一种将数字图像数据利用打印机在基材表面上打印成像的技术，只要有相应的墨源，均可按照原始数据打印出对应的图案。当前，数字打印技术包括喷墨打印和激光打印，其中喷墨打印中所使用的成像介质为墨水，激光打印则使用墨粉。受限于伪装颜料技术的发展，目前成熟的伪装色料均为高结晶度的无机粒子，而无机粒子色料制备的墨水存在稳定性差，应用条件苛刻，在打印过程中，容易造成墨盒内色料粒子的大量团聚进而堵塞打印头喷嘴。大幅面的工程激光打印机采用固体墨粉作为成像介质，不存在上述喷墨打印过程中所遇到的堵塞喷嘴等问题，但目前所使用的墨粉仅考虑可见光波段的显色要求，其所选颜料、功能填料以及成膜树脂均不具有低红外发射率特征，由其打印的迷彩图案仅能体现光学迷彩特征，而不同颜色斑块具有极为接近的红外发射率，其红外热图不能实现轮廓分割与扭曲要求，难以对抗现代红外侦察设备的探测。

发明内容

针对当前热红外迷彩制造领域普遍采用的喷涂工艺、丝网印花工艺或者刮涂-裁剪拼花工艺所存在的诸多问题，而现有的激光打印用墨粉仅考虑可见光波段显色要求，不具有低红外发射率特征，难以用于构建实用化的热红外迷彩图案技术现状。本发明在于提供一种沙土色低红外发射率伪装墨粉及其制备方法，通过改变其中沙土色颜料的组份配比可制得GJB798-1990中规定的6中沙土色墨粉，此系列具有低红外发射率特征的沙土色墨粉与常规高发射率墨粉配套使用，借助于大幅面工程激光打印机，可在特定基材表面按照设计要求打印各类热红外迷彩图案。

本发明要解决的另一问题是提供一种沙土色墨粉的制备方法。

为解决上述问题，采取以下技术方案：

本发明的沙土色低红外发射率伪装墨粉含有以下质量份数的原料：

所述沙土色颜料按质量份，由下述组分组成：

氧化铟锡(ITO)60-80份；

Cu粉20-40份。

制备本发明的沙土色低红外发射率伪装墨粉的方法依次包括以下步骤：

(1)先将沙土色颜料、环氧树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯蜡和水杨酸金属锌络合物电荷调节剂倒入混合机中，混合均匀，制成混合料；

(2)再用双螺杆挤塑机在80-150℃的温度下将上述混合料混炼挤出并冷却切片；

(3)随后，用粉碎机将上述切片粗粉碎成粒径为27-40μm的粉料；

(4)之后，用气流粉碎机对上述粉料进行进一步粉碎，然后进行分级、分离、收集，得到粒径为5-8μm的颗粒；

(5)再之后，加入二氧化硅，用900转/分钟的搅拌机混合5-7分钟，使其流动性大于20％；

(6)最后，用400目筛网过筛，制成本发明的一种沙土色低红外发射率伪装墨粉。

采取上述方案，具有以下优点：

本发明所涉及的沙土色低红外发射率伪装墨粉，其所选颜料由淡黄色氧化铟锡(ITO)、红色铜粉(Cu)组合而成，其色域广阔，色相调节方便，可针对实际需求制成符合GJB798-1990中所规定的6种沙土色。

本发明所涉及的沙土色低红外发射率伪装墨粉，其中所用颜填料具有低红外发射率特征，而成膜树脂为拉曼活性结构，红外透明度高，因此由其制备的沙土色伪装墨粉具有很低的红外发射率。

本发明涉及的沙土色低红外发射率伪装墨粉是用低红外发射率沙土色颜料、环氧树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯蜡、水杨酸金属锌络合物电荷调节剂和二氧化硅经混炼、挤塑、粉碎和过筛等步骤制成，配合大幅面工程激光打印机，可在金属基材表面或PVC、PE等高分子基材表面实现大幅面数字打印成像，可以取代热红外迷彩制造领域所采用的喷涂印花、丝网印花或者刮涂-裁剪拼花工艺。

本发明所涉及的沙土色低红外发射率伪装墨粉具有粒径小、带电量高、耗量少、使用成本低，打印出的图案分辨率高、清晰且不易褪色特征，适宜在业内大范围推广应用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明所述的一种沙土色低红外发射率伪装墨粉及其制备方法进行详细描述。以下实施例只是用于对本发明的进一步描述，不能理解为对本发明保护范围的限制，技术人员根据本发明内容对本发明进行的非实质性改动仍然属于本发明的保护内容。

实施例一

所述的墨粉，按质量份，由下述组分组成：

所述沙土色颜料按质量份，由下述组分组成：

氧化铟锡(ITO)(上海沪正纳米科技有限公司)80份；

Cu粉(北京纳辰科技发展有限责任公司)20份；

先将沙土色颜料、环氧树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯蜡和水杨酸金属锌络合物电荷调节剂倒入混合机中，混合均匀，制成混合料；

再用双螺杆挤塑机将上述混合料混炼挤出并冷却切片，其中双螺杆挤塑机的进料段、输送段、压缩段、塑化混炼段、反料段、挤出段的温度设置分别为：85℃、95℃、110℃、125℃、125℃、110℃；

随后，用粉碎机将上述切片粗粉碎成粒径为33μm的粉料；

之后，用气流粉碎机对上述粉料进行进一步粉碎，然后进行分级、分离、收集，得到粒径为6μm的颗粒；

再之后，加入二氧化硅，用900转/分钟的搅拌机混合7分钟，使其流动性大于20％；

最后，用400目筛网过筛，制成本发明的一种沙土色低红外发射率伪装墨粉。

实施例二

所述的墨粉，按质量份，由下述组分组成：

所述沙土色颜料按质量份，由下述组分组成：

氧化铟锡(ITO)(上海沪正纳米科技有限公司)80份；

Cu粉(北京纳辰科技发展有限责任公司)20份；

先将沙土色颜料、环氧树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯蜡和水杨酸金属锌络合物电荷调节剂倒入混合机中，混合均匀，制成混合料；

再用双螺杆挤塑机将上述混合料混炼挤出并冷却切片，其中双螺杆挤塑机的进料段、输送段、压缩段、塑化混炼段、反料段、挤出段的温度设置分别为：85℃、95℃、110℃、125℃、125℃、110℃；

随后，用粉碎机将上述切片粗粉碎成粒径为29μm的粉料；

之后，用气流粉碎机对上述粉料进行进一步粉碎，然后进行分级、分离、收集，得到粒径为5μm的颗粒；

再之后，加入二氧化硅，用900转/分钟的搅拌机混合5分钟，使其流动性大于20％；

最后，用400目筛网过筛，制成本发明的一种沙土色低红外发射率伪装墨粉。

实施例三

所述的墨粉，按质量份，由下述组分组成：

所述沙土色颜料按质量份，由下述组分组成：

氧化铟锡(ITO)(上海沪正纳米科技有限公司)65份；

Cu粉(北京纳辰科技发展有限责任公司)35份；

先将沙土色颜料、环氧树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯蜡和水杨酸金属锌络合物电荷调节剂倒入混合机中，混合均匀，制成混合料；

再用双螺杆挤塑机将上述混合料混炼挤出并冷却切片，其中双螺杆挤塑机的进料段、输送段、压缩段、塑化混炼段、反料段、挤出段的温度设置分别为：85℃、95℃、110℃、125℃、125℃、110℃；

随后，用粉碎机将上述切片粗粉碎成粒径为38μm的粉料；

之后，用气流粉碎机对上述粉料进行进一步粉碎，然后进行分级、分离、收集，得到粒径为8μm的颗粒；

再之后，加入二氧化硅，用900转/分钟的搅拌机混合5分钟，使其流动性大于20％；

最后，用400目筛网过筛，制成本发明的一种沙土色低红外发射率伪装墨粉。

本发明所涉及的沙土色低红外发射率伪装墨粉打印成膜的性能检测结果。

借助于京瓷KM-4850W型大幅面工程激光打印机，在白色PVC涂层蓬盖布基材表面，将上述三个实施例中所制备的三种沙土色低红外发射率伪装墨粉打印成500mm×500mm的斑块，并对打印后的墨膜进行理化性能测试，表1为理化性能测试结果。

表1：三个实施例所涉墨粉打印后的墨膜理化性能

测试项目	实施例1	实施例2	实施例3	测试标准
					柔韧性	通过1mm	通过1mm	通过1mm	GB/T 1731
耐冲击性	50cm	50cm	50cm	GB/T 1732
					附着力	2级	2级	2级	GB/T 1720
耐3％盐水(24h)	无起泡、无起皱	无起泡、无起皱	无起泡、无起皱	GB/T 1771
					光老化(200h)	通过0级	通过0级	通过0级	GB 9754
耐霉菌(28d)	2级	2级	2级	GB/T 1741
					耐盐雾(1000h)	2级	2级	2级	GB/T 1766
耐湿热(1000h)	≤2级作业方式	≤2级作业方式	≤2级作业方式	GB/T 19089
					60°光泽	≤6光泽单位	≤6光泽单位	≤6光泽单位	GB 9754
耐磨性(500r/500g)	0.065g	0.064g	0.062g	GB/T 1768

针对三个实施例所制备的墨粉，采用konika-minolta公司CR-10型色度仪对所打印的墨膜进行了色度坐标测试，其测试结果如表2所示。测试结果显示，其色度值分别对应了GJB798-1990中所规定的三种沙土色。

表2：三个实施例所涉墨粉所打印墨膜色度坐标

针对三个实施例所制备的墨粉，采用上海技术物理研究所开发的IR-2型发射率测试仪对其进行了8-14um波段红外发射率测试，其测试结果如表3所示。测试结果显示，三个实施例所制备的三种沙土色墨粉均具有低红外发射率特征。

表3：三个实施例所涉墨粉红外发射率(8-14um)

测试项目	实施例1	实施例2	实施例3
				红外发射率(8-14um波段)	0.57	0.61	0.53

Claims (2)

1.一种沙土色低发射率伪装墨粉，其特征在于：所述沙土色低发射率伪装墨粉含有以下质量份数的原料：

所述沙土色颜料按质量份，由下述组分组成：

氧化铟锡(ITO)60-80份；

Cu粉20-40份。

2.一种沙土色低发射率伪装墨粉的制备方法，其特征在于依次包括以下步骤：

(1)先将沙土色颜料、环氧树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯蜡和水杨酸金属锌络合物电荷调节剂倒入混合机中，混合均匀，制成混合料；

(2)再用双螺杆挤塑机在80-150℃的温度下将上述混合料混炼挤出并冷却切片；

(3)随后，用粉碎机将上述切片粗粉碎成粒径为27-40μm的粉料；

(4)之后，用气流粉碎机对上述粉料进行进一步粉碎，然后进行分级、分离、收集，得到粒径为5-8μm的颗粒；

(5)再之后，加入二氧化硅，用900转/分钟的搅拌机混合5-7分钟，使其流动性大于20％；

(6)最后，用400目筛网过筛，制成本发明的一种沙土色低发射率伪装墨粉。