CN106609081A - 一种飞机防雷达隐身用涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种飞机防雷达隐身用涂料及其制备方法，原料为：羟基丙烯酸树脂、丁腈橡胶、聚丙烯乳液、丙酮、六偏磷酸钠、无水乙醇、聚醚改性硅油、丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物、石蜡、古马隆树脂、氧化锌、氧化铬、氧化钙和分散剂；抵御超高频和高强度雷达探测，电磁参数好，电磁辐射吸收率高，涂层密度0.15‑0.35g/cm3；导电系数0.01‑0.014W/m·k，红外反射率高，涂膜坚硬、有光泽；25℃表干10‑30min，实干1‑4h，涂膜平整光滑，耐潮湿、大气、酸雨、海水及盐雾腐蚀，硬度2‑6H；耐受高低温，耐‑60℃低温及400‑600℃高温，附着力1级。

Description

一种飞机防雷达隐身用涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及飞机用涂料技术领域，尤其涉及一种飞机防雷达隐身用涂料及其制备方法。
背景技术
从国内外隐身技术发展的现状看，“薄、宽、轻、强”是隐身技术的发展方向。因此，研制和发展宽频带兼容性好、成本低廉、多功能的纳米隐身涂料是必然趋势。首先，军事侦察的斗争越来越需要性能更好的隐身材料；其次，纳米科技的发展为纳米隐身涂料提供了技术基础与物质储备，这两种因素将促使纳米隐身涂料向更高的水平发展。随着各国对隐身技术的日益重视，对纳米隐身涂料的研究将更加深入，各种军事装备大量应用纳米隐身涂料必然成为可能。随着科学研究的不断深入，新的隐身涂料将不断问世。由于高度的军事敏感性和技术保密性，使得隐身涂料的发展与应用处于迷雾中，同时，各种反隐身技术和手段正在积极发展之中。隐身和反隐身技术的竞争必将成为新世纪军事斗争的亮点。
预计全球客机数量年均增长率为3.6%，到2029年，全球客机数量将近35000架。未来几年中国飞机制造行业对航空材料的需求将迅速增长。根据中国航空工业第一集团公司预测，到2025年，国内航空运输飞机拥有量将达到3900架，其中大型客机将达2000架。这将使中国成为仅次于美国的全球第二大航空市场。
红外隐身涂料工艺简单，施工方便，坚固耐用，成本低廉，是目前隐身涂料中最重要的品种。
多波段、多功能兼容隐身涂料的研制具有广阔的应用前景，必须采用新型的吸波材料并改进传统的吸波材料，如铁氧体、羰基铁等。国内外进行了卓有成效的新材料的探索，目前有望成为研究热点的吸波材料主要是纳米吸波材料。多波段、多功能兼容隐身涂料能同时吸收和衰减电磁波和声波，减少反射和散射，从而达到电磁隐身和声隐身的作用。自20世纪90年代初以来，纳米材料和纳米技术的兴起和发展，给隐身涂料带来了突破性进展，已成为当前隐身技术领域研究的热点之一。
隐形涂料也叫雷达吸波材料。雷达吸波材料是最重要的隐身材料，其中尤以结构型雷达吸波材料和吸波涂料最为重要，国外已实用的主要也是这两类隐身材料。
结构型雷达吸波材料是一种多功能复合材料，它既能承载作结构件，具备复合材料质轻、高强的优点，又能较好地吸收或透过电磁波，已成为当前隐身材料重要的发展方向。
许多隐身涂料往往只对一种电磁波起作用，而对其它波段毫无反应。随着先进探测设备的相继问世，这种单波段隐身涂料存在很大的局限性，兼容性好的多波段电磁波隐身涂料将具有广阔的发展空间，如雷达/可见光/红外多功能隐身涂料将得到广泛的研究和应用。
可见光隐身涂料又称视频隐身技术，弥补了雷达隐身和红外隐身的不足，它针对人的目视、照相、摄像等观测手段而采取的隐身技术，其目的是降低飞机本身的目标特征，较少目标与背景之间的亮度、色度和运动的对比特征，达到对目标视觉信号的控制，以降低可见光探测系统发现目标的概率。它要求目标的反射率尽可能与周围环境的反射率一致，因此，可见光隐身涂料通常采用迷彩的方法使飞机隐身，如保护迷彩、仿造迷彩、变形迷彩。保护迷彩适合于单色背景上的固定目标和小型目标；仿造迷彩用于多色背景上的相对固定的目标；变形迷彩用于多色背景上的活动目标。另一种可见光隐身是伪装遮障，遮障可模拟背景的电磁波辐射特性，使目标得以遮蔽并与背景相融合，是固定目标和运动目标停留时最主要手段，而迷彩涂料是这种技术应用的重要组成。总而言之，可见光隐身涂料应用广泛，使用方便、经济，是飞机隐身涂料发展中比较成熟的技术。
电路模拟吸收体是西方80年代研究的一种吸波机理和方法，它运用等铲电路技术对电阻片的电感、电容等参数进行分析和设计，以衰减大部分入射能量。与电路模拟吸收体相关的设计问题是频率选择表面(FSS)设计。电路模拟吸收体可以由吸波材料中周期性金属条、栅、片构成的电阻片制成，也可以采用带有刻蚀成专门设计的格网图案的金属或金属陶瓷涂层的介质薄膜或薄纤维织物，涂层材料和厚度决定电路模拟薄膜网格单元的有效电阻值；网格单元的循环间隔以及薄膜厚度的电性能可决定吸波体的电感和电容值。这种涂层可采用气相沉积或溅射方法敷于介质薄膜表面。典型的FSS有振子型、条带型、正交线型、矩型、圆形等形状。电路模拟吸收体图案比较复杂，一般由多个薄膜层组成。每层的设计不同且沿整个吸波体厚度变化，层间距离由设计频率确定。这种吸波体一般用于吸收宽频带电磁波，已用于隐身飞机座舱盖、隐身雷达天线罩的设计。
另一类吸波材料是称为R卡的电阻性薄膜和纤维织物。这些材料由介质基体材料与非常薄的真空沉积层、溅涂金属或金属陶瓷组成。R卡可利用沉积厚度逐渐变化和/或电阻率逐渐变化的材料构成分级涂层。R卡用于机翼时，能较好地满足气动外形的要求。在吸收前缘表面的次行波方面也很有用。
发明内容
本发明提供一种飞机防雷达隐身用涂料及其制备方法，解决现有飞机涂料耐腐蚀性差、温度稳定性差、电磁辐射吸收率低和红外反射率低等技术问题。
本发明采用以下技术方案：一种飞机防雷达隐身用涂料，其原料按质量份数配比如下：羟基丙烯酸树脂100份，丁腈橡胶35-55份，聚丙烯乳液40-60份，丙酮20-40份，六偏磷酸钠0.05-0.45份，无水乙醇30-50份，聚醚改性硅油为4-8份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1-5份，石蜡4-8份，古马隆树脂2-6份，氧化锌3-7份，氧化铬5-25份，氧化钙2-6份，分散剂10-30份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述飞机防雷达隐身用涂料的原料按质量份数配比如下：羟基丙烯酸树脂100份，丁腈橡胶35份，聚丙烯乳液40份，丙酮20份，六偏磷酸钠0.05份，无水乙醇30份，聚醚改性硅油为4份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1份，石蜡4份，古马隆树脂2份，氧化锌3份，氧化铬5份，氧化钙2份，分散剂10份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述飞机防雷达隐身用涂料的原料按质量份数配比如下：羟基丙烯酸树脂100份，丁腈橡胶55份，聚丙烯乳液60份，丙酮40份，六偏磷酸钠0.45份，无水乙醇50份，聚醚改性硅油为8份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物5份，石蜡8份，古马隆树脂6份，氧化锌7份，氧化铬25份，氧化钙6份，分散剂30份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述飞机防雷达隐身用涂料的原料按质量份数配比如下：羟基丙烯酸树脂100份，丁腈橡胶40份，聚丙烯乳液45份，丙酮25份，六偏磷酸钠0.15份，无水乙醇35份，聚醚改性硅油为5份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物2份，石蜡5份，古马隆树脂3份，氧化锌4份，氧化铬10份，氧化钙3份，分散剂15份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述飞机防雷达隐身用涂料的原料按质量份数配比如下：羟基丙烯酸树脂100份，丁腈橡胶50份，聚丙烯乳液55份，丙酮35份，六偏磷酸钠0.35份，无水乙醇45份，聚醚改性硅油为7份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物4份，石蜡7份，古马隆树脂5份，氧化锌6份，氧化铬20份，氧化钙5份，分散剂25份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述飞机防雷达隐身用涂料的原料按质量份数配比如下：羟基丙烯酸树脂100份，丁腈橡胶45份，聚丙烯乳液50份，丙酮30份，六偏磷酸钠0.25份，无水乙醇40份，聚醚改性硅油为6份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物3份，石蜡6份，古马隆树脂4份，氧化锌5份，氧化铬15份，氧化钙4份，分散剂20份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述分散剂采用聚羧酸钠、聚丙烯酸钠或聚丙烯酸铵。
一种制备所述的飞机防雷达隐身用涂料的方法，步骤为：
第一步：按照质量份数配比称取羟基丙烯酸树脂、丁腈橡胶、聚丙烯乳液、丙酮、六偏磷酸钠、无水乙醇、聚醚改性硅油、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、石蜡、古马隆树脂、氧化锌、氧化铬、氧化钙和分散剂；
第二步：将羟基丙烯酸树脂、丁腈橡胶、聚丙烯乳液、无水乙醇和氧化钙投入带有温度计和搅拌器的反应釜中，升温至65-85℃，在450-550r/min转速下搅拌30-50min；
第三步：升温至90-110℃，加入丙酮、六偏磷酸钠和聚醚改性硅油，搅拌40-60min；
第四步：加入剩余原料，升温至160-200℃，600-800r/min转速下搅拌1-6h， 30-40℃后投入球磨机中研磨10-30h后，调节粘度到60-80s，装桶即可。
作为本发明的一种优选技术方案：所述第四步的球磨机转速为3500-5500r/min。
有益效果
本发明所述一种飞机防雷达隐身用涂料及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、抵御超高频和高强度雷达探测，电磁参数好，电磁辐射吸收率高，抗老化，储存稳定，涂层密度0.15-0.35g/cm3；2、导电系数0.01-0.014W/m·k，隔热性性能好，耐久性好，红外反射率高，涂膜坚硬、有光泽；3、25℃表干10-30min，实干1-4h，涂膜平整光滑，耐潮湿、大气、酸雨、海水及盐雾腐蚀，硬度2-6H；4、耐受高低温，耐-60℃低温及400-600℃高温，附着力1级，抗冲击，磨损性好，可以广泛生产并不断代替现有材料。
具体实施方式
以下结合实例对本发明作进一步的描述，实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。
实施例1：
第一步：按照质量份数配比称取羟基丙烯酸树脂100份，丁腈橡胶35份，聚丙烯乳液40份，丙酮20份，六偏磷酸钠0.05份，无水乙醇30份，聚醚改性硅油为4份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1份，石蜡4份，古马隆树脂2份，氧化锌3份，氧化铬5份，氧化钙2份，聚羧酸钠10份。
第二步：将羟基丙烯酸树脂、丁腈橡胶、聚丙烯乳液、无水乙醇和氧化钙投入带有温度计和搅拌器的反应釜中，升温至65℃，在450r/min转速下搅拌30min。
第三步：升温至90℃，加入丙酮、六偏磷酸钠和聚醚改性硅油，搅拌40min；
第四步：加入剩余原料，升温至160℃，600r/min转速下搅拌1h， 30℃后投入球磨机中研磨10h后，球磨机转速为3500r/min，调节粘度到60s，装桶即可。
抵御超高频和高强度雷达探测，电磁参数好，电磁辐射吸收率高，抗老化，储存稳定，涂层密度0.35g/cm3；导电系数0.014W/m·k，隔热性性能好，耐久性好，红外反射率高，涂膜坚硬、有光泽；25℃表干30min，实干4h，涂膜平整光滑，耐潮湿、大气、酸雨、海水及盐雾腐蚀；硬度2H，耐受高低温，耐-60℃低温及400℃高温，附着力1级，抗冲击，磨损性好，可以广泛生产并不断代替现有材料。
实施例2：
第一步：按照质量份数配比称取羟基丙烯酸树脂100份，丁腈橡胶55份，聚丙烯乳液60份，丙酮40份，六偏磷酸钠0.45份，无水乙醇50份，聚醚改性硅油为8份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物5份，石蜡8份，古马隆树脂6份，氧化锌7份，氧化铬25份，氧化钙6份，聚羧酸钠30份。
第二步：将羟基丙烯酸树脂、丁腈橡胶、聚丙烯乳液、无水乙醇和氧化钙投入带有温度计和搅拌器的反应釜中，升温至85℃，在550r/min转速下搅拌50min。
第三步：升温至110℃，加入丙酮、六偏磷酸钠和聚醚改性硅油，搅拌60min；
第四步：加入剩余原料，升温至200℃， 800r/min转速下搅拌6h， 40℃后投入球磨机中研磨30h后，球磨机转速为5500r/min，调节粘度到80s，装桶即可。
抵御超高频和高强度雷达探测，电磁参数好，电磁辐射吸收率高，抗老化，储存稳定，涂层密度0.3g/cm3；导电系数0.013W/m·k，隔热性性能好，耐久性好，红外反射率高，涂膜坚硬、有光泽；25℃表干25min，实干3h，涂膜平整光滑，耐潮湿、大气、酸雨、海水及盐雾腐蚀，硬度3H；耐受高低温，耐-60℃低温及450℃高温，附着力1级，抗冲击，磨损性好，可以广泛生产并不断代替现有材料。
实施例3：
第一步：按照质量份数配比称取羟基丙烯酸树脂100份，丁腈橡胶40份，聚丙烯乳液45份，丙酮25份，六偏磷酸钠0.15份，无水乙醇35份，聚醚改性硅油为5份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物2份，石蜡5份，古马隆树脂3份，氧化锌4份，氧化铬10份，氧化钙3份，聚丙烯酸钠15份。
第二步：将羟基丙烯酸树脂、丁腈橡胶、聚丙烯乳液、无水乙醇和氧化钙投入带有温度计和搅拌器的反应釜中，升温至65℃，在450r/min转速下搅拌30min。
第三步：升温至90℃，加入丙酮、六偏磷酸钠和聚醚改性硅油，搅拌40min；
第四步：加入剩余原料，升温至160℃，600r/min转速下搅拌1h， 30℃后投入球磨机中研磨10h后，球磨机转速为3500r/min，调节粘度到60s，装桶即可。
抵御超高频和高强度雷达探测，电磁参数好，电磁辐射吸收率高，抗老化，储存稳定，涂层密度0.25g/cm3；导电系数0.012W/m·k，隔热性性能好，耐久性好，红外反射率高，涂膜坚硬、有光泽；25℃表干20min，实干2h，涂膜平整光滑，耐潮湿、大气、酸雨、海水及盐雾腐蚀，硬度4H；耐受高低温，耐-60℃低温及500℃高温，附着力1级，抗冲击，磨损性好，可以广泛生产并不断代替现有材料。
实施例4：
第一步：按照质量份数配比称取羟基丙烯酸树脂100份，丁腈橡胶50份，聚丙烯乳液55份，丙酮35份，六偏磷酸钠0.35份，无水乙醇45份，聚醚改性硅油为7份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物4份，石蜡7份，古马隆树脂5份，氧化锌6份，氧化铬20份，氧化钙5份，聚丙烯酸钠25份。
第二步：将羟基丙烯酸树脂、丁腈橡胶、聚丙烯乳液、无水乙醇和氧化钙投入带有温度计和搅拌器的反应釜中，升温至85℃，在550r/min转速下搅拌50min。
第三步：升温至110℃，加入丙酮、六偏磷酸钠和聚醚改性硅油，搅拌60min；
第四步：加入剩余原料，升温至200℃， 800r/min转速下搅拌6h， 40℃后投入球磨机中研磨30h后，球磨机转速为5500r/min，调节粘度到80s，装桶即可。
抵御超高频和高强度雷达探测，电磁参数好，电磁辐射吸收率高，抗老化，储存稳定，涂层密度0.2g/cm3；导电系数0.011W/m·k，隔热性性能好，耐久性好，红外反射率高，涂膜坚硬、有光泽；25℃表干15min，实干2h，涂膜平整光滑，耐潮湿、大气、酸雨、海水及盐雾腐蚀，硬度5H；耐受高低温，耐-60℃低温及550℃高温，附着力1级，抗冲击，磨损性好，可以广泛生产并不断代替现有材料。
实施例5：
第一步：按照质量份数配比称取羟基丙烯酸树脂100份，丁腈橡胶45份，聚丙烯乳液50份，丙酮30份，六偏磷酸钠0.25份，无水乙醇40份，聚醚改性硅油为6份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物3份，石蜡6份，古马隆树脂4份，氧化锌5份，氧化铬15份，氧化钙4份，聚丙烯酸铵20份。
第二步：将羟基丙烯酸树脂、丁腈橡胶、聚丙烯乳液、无水乙醇和氧化钙投入带有温度计和搅拌器的反应釜中，升温至75℃，在500r/min转速下搅拌40min。
第三步：升温至100℃，加入丙酮、六偏磷酸钠和聚醚改性硅油，搅拌50min；
第四步：加入剩余原料，升温至180℃，700r/min转速下搅拌3h， 35℃后投入球磨机中研磨20h后，球磨机转速为4500r/min，调节粘度到70s，装桶即可。
抵御超高频和高强度雷达探测，电磁参数好，电磁辐射吸收率高，抗老化，储存稳定，涂层密度0.15g/cm3；导电系数0.01W/m·k，隔热性性能好，耐久性好，红外反射率高，涂膜坚硬、有光泽；25℃表干10min，实干1h，涂膜平整光滑，耐潮湿、大气、酸雨、海水及盐雾腐蚀，硬度6H；耐受高低温，耐-60℃低温及600℃高温，附着力1级，抗冲击，磨损性好，可以广泛生产并不断代替现有材料。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
以上对本申请的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本申请并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本申请的实质内容。

Claims (9)

1.一种飞机防雷达隐身用涂料，其特征在于，所述飞机防雷达隐身用涂料的原料按质量份数配比如下：羟基丙烯酸树脂100份，丁腈橡胶35-55份，聚丙烯乳液40-60份，丙酮20-40份，六偏磷酸钠0.05-0.45份，无水乙醇30-50份，聚醚改性硅油为4-8份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1-5份，石蜡4-8份，古马隆树脂2-6份，氧化锌3-7份，氧化铬5-25份，氧化钙2-6份，分散剂10-30份。
2.根据权利要求1所述的一种飞机防雷达隐身用涂料，其特征在于，所述飞机防雷达隐身用涂料的原料按质量份数配比如下：羟基丙烯酸树脂100份，丁腈橡胶35份，聚丙烯乳液40份，丙酮20份，六偏磷酸钠0.05份，无水乙醇30份，聚醚改性硅油为4份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1份，石蜡4份，古马隆树脂2份，氧化锌3份，氧化铬5份，氧化钙2份，分散剂10份。
3.根据权利要求1所述的一种飞机防雷达隐身用涂料，其特征在于：所述飞机防雷达隐身用涂料的原料按质量份数配比如下：羟基丙烯酸树脂100份，丁腈橡胶55份，聚丙烯乳液60份，丙酮40份，六偏磷酸钠0.45份，无水乙醇50份，聚醚改性硅油为8份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物5份，石蜡8份，古马隆树脂6份，氧化锌7份，氧化铬25份，氧化钙6份，分散剂30份。
4.根据权利要求1所述的一种飞机防雷达隐身用涂料，其特征在于：所述飞机防雷达隐身用涂料的原料按质量份数配比如下：羟基丙烯酸树脂100份，丁腈橡胶40份，聚丙烯乳液45份，丙酮25份，六偏磷酸钠0.15份，无水乙醇35份，聚醚改性硅油为5份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物2份，石蜡5份，古马隆树脂3份，氧化锌4份，氧化铬10份，氧化钙3份，分散剂15份。
5.根据权利要求1所述的一种飞机防雷达隐身用涂料，其特征在于：所述飞机防雷达隐身用涂料的原料按质量份数配比如下：羟基丙烯酸树脂100份，丁腈橡胶50份，聚丙烯乳液55份，丙酮35份，六偏磷酸钠0.35份，无水乙醇45份，聚醚改性硅油为7份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物4份，石蜡7份，古马隆树脂5份，氧化锌6份，氧化铬20份，氧化钙5份，分散剂25份。
6.根据权利要求1所述的一种飞机防雷达隐身用涂料，其特征在于：所述飞机防雷达隐身用涂料的原料按质量份数配比如下：羟基丙烯酸树脂100份，丁腈橡胶45份，聚丙烯乳液50份，丙酮30份，六偏磷酸钠0.25份，无水乙醇40份，聚醚改性硅油为6份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物3份，石蜡6份，古马隆树脂4份，氧化锌5份，氧化铬15份，氧化钙4份，分散剂20份。
7.根据权利要求1所述的一种飞机防雷达隐身用涂料，其特征在于：所述分散剂采用聚羧酸钠、聚丙烯酸钠或聚丙烯酸铵。
8.一种制备权利要求1所述的飞机防雷达隐身用涂料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：按照质量份数配比称取羟基丙烯酸树脂、丁腈橡胶、聚丙烯乳液、丙酮、六偏磷酸钠、无水乙醇、聚醚改性硅油、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、石蜡、氧化锌、氧化铬、氧化钙和分散剂；
第二步：将羟基丙烯酸树脂、丁腈橡胶、聚丙烯乳液、无水乙醇和氧化钙投入带有温度计和搅拌器的反应釜中，升温至65-85℃，在450-550r/min转速下搅拌30-50min；
第三步：升温至90-110℃，加入丙酮、六偏磷酸钠和聚醚改性硅油，搅拌40-60min；
第四步：加入剩余原料，升温至160-200℃，600-800r/min转速下搅拌1-6h， 30-40℃后投入球磨机中研磨10-30h后，调节粘度到60-80s，装桶即可。
9.根据权利要求8所述的飞机防雷达隐身用涂料的方法，其特征在于：所述第四步的球磨机转速为3500-5500r/min。
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