CN106700880A - 一种飞机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隐身用涂料及其制备方法，原料为：羟基丙烯酸树脂、聚氨酯、水性丙烯酸树脂、镍粉、异佛尔酮二异氰酸酯、锌粉、三乙醇胺、铬酸锌、三乙胺、氨水、氧化锌、氧化锆、氧化铁红和增稠剂；抵御超高频和高强度雷达探测，电磁参数好，涂层密度0.1‑0.5g/cm3；导电系数0.01‑0.016W/m·k，隔热性性能好；25℃表干10‑50min，实干4‑8h，涂膜平整光滑，耐潮湿、大气、酸雨、海水及盐雾腐蚀；硬度6‑10H，附着力强，抗冲击，磨损性好，可以广泛生产并不断代替现有材料。

Description

一种飞机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，尤其涉及一种飞机隐身用涂料及其制备方法。
背景技术
红外隐身涂料是指用于减弱武器系统红外特征的信号已达到隐身技术要求的特殊功能涂料，其主要针对红外热像仪的侦查，旨在降低飞机在红外波段的亮度，掩饰或变形装备在红外热像仪中的形状，降低其被发现和识别的概率。实现红外隐身最有效的途径是控制目标的表面温度，尽量减小目标与背景的偏差。用于热红外隐身的材料应具有符合要求的热红外发射率或较强的控温能力；具有合理的表面结构；具有较低的太阳能吸收率；能与其它频段的隐身涂料兼容。红外隐身涂料的主体树脂是单组分橡胶树脂，其与过氯乙烯涂料、环氧铁红底漆、聚氨酯涂料具有良好的配套性。
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。
涂料，在中国传统名称为油漆。所谓涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。中国涂料界比较权威的《涂料工艺》一书是这样定义的：“涂料是一种材料，这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。这样形成的膜通称涂膜，又称漆膜或涂层。”
涂料属于有机化工高分子材料，所形成的涂膜属于高分子化合物类型。按照现代通行的化工产品的分类，涂料属于精细化工产品。现代的涂料正在逐步成为一类多功能性的工程材料，是化学工业中的一个重要行业。
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。
发明内容
本发明提供一种飞机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，聚氨酯35-55份，水性丙烯酸树脂40-60份，镍粉20-40份，异佛尔酮二异氰酸酯20-40份，锌粉15-35份，三乙醇胺为4-8份，铬酸锌1-5份，三乙胺3-7份，氨水8-12份，氧化锌5-25份，氧化锆13-17份，氧化铁红2-6份，增稠剂10-30份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述飞机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，聚氨酯35份，水性丙烯酸树脂40份，镍粉20份，异佛尔酮二异氰酸酯20份，锌粉15份，三乙醇胺为4份，铬酸锌1份，三乙胺3份，氨水8份，氧化锌5份，氧化锆13份，氧化铁红2份，增稠剂10份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述飞机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，聚氨酯55份，水性丙烯酸树脂60份，镍粉40份，异佛尔酮二异氰酸酯40份，锌粉35份，三乙醇胺为8份，铬酸锌5份，三乙胺7份，氨水12份，氧化锌25份，氧化锆17份，氧化铁红6份，增稠剂30份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述飞机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，聚氨酯40份，水性丙烯酸树脂45份，镍粉25份，异佛尔酮二异氰酸酯25份，锌粉20份，三乙醇胺为5份，铬酸锌2份，三乙胺4份，氨水9份，氧化锌10份，氧化锆14份，氧化铁红3份，增稠剂15份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述飞机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，聚氨酯50份，水性丙烯酸树脂55份，镍粉35份，异佛尔酮二异氰酸酯35份，锌粉30份，三乙醇胺为7份，铬酸锌4份，三乙胺6份，氨水11份，氧化锌20份，氧化锆16份，氧化铁红5份，增稠剂25份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述飞机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，聚氨酯45份，水性丙烯酸树脂50份，镍粉30份，异佛尔酮二异氰酸酯30份，锌粉25份，三乙醇胺为6份，铬酸锌3份，三乙胺5份，氨水10份，氧化锌15份，氧化锆15份，氧化铁红4份，增稠剂20份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述增稠剂采用改性聚丙烯酸钠或改性聚丙烯酸铵。
一种制备所述的飞机隐身用涂料的方法，步骤为：
第一步：按照质量份数配比称取羟基丙烯酸树脂、聚氨酯、水性丙烯酸树脂、镍粉、异佛尔酮二异氰酸酯、锌粉、三乙醇胺、铬酸锌、三乙胺、氨水、氧化锌、氧化锆、氧化铁红和增稠剂；
第二步：将羟基丙烯酸树脂、聚氨酯、水性丙烯酸树脂、锌粉和氧化铁红投入带有温度计和搅拌器的反应釜中，升温至70-90℃，在350-550r/min转速下搅拌25-45min；
第三步：升温至95-105℃，加入镍粉、异佛尔酮二异氰酸酯和三乙醇胺，搅拌1-3h；
第四步：加入剩余原料，升温至140-160℃，400-800r/min转速下搅拌20-40min， 25-35℃后投入球磨机中研磨24-36h后装桶即可。
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2000-6000r/min。
有益效果
本发明所述一种飞机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，涂层密度0.1-0.5g/cm3；2、导电系数0.01-0.016W/m·k，隔热性性能好；3、25℃表干10-50min，实干4-8h，涂膜平整光滑，耐潮湿、大气、酸雨、海水及盐雾腐蚀；4、硬度6-10H，附着力强，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，聚氨酯35份，水性丙烯酸树脂40份，镍粉20份，异佛尔酮二异氰酸酯20份，锌粉15份，三乙醇胺为4份，铬酸锌1份，三乙胺3份，氨水8份，氧化锌5份，氧化锆13份，氧化铁红2份，改性聚丙烯酸钠10份。
第二步：将羟基丙烯酸树脂、聚氨酯、水性丙烯酸树脂、锌粉和氧化铁红投入带有温度计和搅拌器的反应釜中，升温至70℃，在350r/min转速下搅拌25min。
第三步：升温至95℃，加入镍粉、异佛尔酮二异氰酸酯和三乙醇胺，搅拌1h；
第四步：加入剩余原料，升温至140℃，400r/min转速下搅拌20min， 25℃后投入球磨机中研磨24h后装桶即可，球磨机转速为2000r/min。
抵御超高频和高强度雷达探测，电磁参数好，涂层密度0.5g/cm3；导电系数0.016W/m·k，隔热性性能好；25℃表干50min，实干8h，涂膜平整光滑，耐潮湿、大气、酸雨、海水及盐雾腐蚀；硬度6H，附着力强，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，聚氨酯55份，水性丙烯酸树脂60份，镍粉40份，异佛尔酮二异氰酸酯40份，锌粉35份，三乙醇胺为8份，铬酸锌5份，三乙胺7份，氨水12份，氧化锌25份，氧化锆17份，氧化铁红6份，改性聚丙烯酸钠30份。
第二步：将羟基丙烯酸树脂、聚氨酯、水性丙烯酸树脂、锌粉和氧化铁红投入带有温度计和搅拌器的反应釜中，升温至90℃，在550r/min转速下搅拌45min。
第三步：升温至105℃，加入镍粉、异佛尔酮二异氰酸酯和三乙醇胺，搅拌3h；
第四步：加入剩余原料，升温至160℃， 800r/min转速下搅拌40min， 35℃后投入球磨机中研磨36h后装桶即可，球磨机转速为6000r/min。
抵御超高频和高强度雷达探测，电磁参数好，涂层密度0.4g/cm3；导电系数0.015W/m·k，隔热性性能好；25℃表干40min，实干7h，涂膜平整光滑，耐潮湿、大气、酸雨、海水及盐雾腐蚀；硬度7H，附着力强，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，聚氨酯40份，水性丙烯酸树脂45份，镍粉25份，异佛尔酮二异氰酸酯25份，锌粉20份，三乙醇胺为5份，铬酸锌2份，三乙胺4份，氨水9份，氧化锌10份，氧化锆14份，氧化铁红3份，改性聚丙烯酸钠15份。
第二步：将羟基丙烯酸树脂、聚氨酯、水性丙烯酸树脂、锌粉和氧化铁红投入带有温度计和搅拌器的反应釜中，升温至70℃，在350r/min转速下搅拌25min。
第三步：升温至95℃，加入镍粉、异佛尔酮二异氰酸酯和三乙醇胺，搅拌1h；
第四步：加入剩余原料，升温至140℃，400r/min转速下搅拌20min， 25℃后投入球磨机中研磨24h后装桶即可，球磨机转速为2000r/min。
抵御超高频和高强度雷达探测，电磁参数好，涂层密度0.3g/cm3；导电系数0.013W/m·k，隔热性性能好；25℃表干30min，实干6h，涂膜平整光滑，耐潮湿、大气、酸雨、海水及盐雾腐蚀；硬度8H，附着力强，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，聚氨酯50份，水性丙烯酸树脂55份，镍粉35份，异佛尔酮二异氰酸酯35份，锌粉30份，三乙醇胺为7份，铬酸锌4份，三乙胺6份，氨水11份，氧化锌20份，氧化锆16份，氧化铁红5份，改性聚丙烯酸铵25份。
第二步：将羟基丙烯酸树脂、聚氨酯、水性丙烯酸树脂、锌粉和氧化铁红投入带有温度计和搅拌器的反应釜中，升温至90℃，在550r/min转速下搅拌45min。
第三步：升温至105℃，加入镍粉、异佛尔酮二异氰酸酯和三乙醇胺，搅拌3h；
第四步：加入剩余原料，升温至160℃， 800r/min转速下搅拌40min， 35℃后投入球磨机中研磨36h后装桶即可，球磨机转速为6000r/min。
抵御超高频和高强度雷达探测，电磁参数好，涂层密度0.2g/cm3；导电系数0.012W/m·k，隔热性性能好；25℃表干20min，实干5h，涂膜平整光滑，耐潮湿、大气、酸雨、海水及盐雾腐蚀；硬度9H，附着力强，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，聚氨酯45份，水性丙烯酸树脂50份，镍粉30份，异佛尔酮二异氰酸酯30份，锌粉25份，三乙醇胺为6份，铬酸锌3份，三乙胺5份，氨水10份，氧化锌15份，氧化锆15份，氧化铁红4份，改性聚丙烯酸铵20份。
第二步：将羟基丙烯酸树脂、聚氨酯、水性丙烯酸树脂、锌粉和氧化铁红投入带有温度计和搅拌器的反应釜中，升温至80℃，在450r/min转速下搅拌35min。
第三步：升温至100℃，加入镍粉、异佛尔酮二异氰酸酯和三乙醇胺，搅拌2h；
第四步：加入剩余原料，升温至150℃，600r/min转速下搅拌30min，30℃后投入球磨机中研磨30h后装桶即可，球磨机转速为4000r/min。
抵御超高频和高强度雷达探测，电磁参数好，涂层密度0.1g/cm3；导电系数0.01W/m·k，隔热性性能好；25℃表干10min，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10H，附着力强，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)

1.一种飞机隐身用涂料，其特征在于，所述飞机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，聚氨酯35-55份，水性丙烯酸树脂40-60份，镍粉20-40份，异佛尔酮二异氰酸酯20-40份，锌粉15-35份，三乙醇胺为4-8份，铬酸锌1-5份，三乙胺3-7份，氨水8-12份，氧化锌5-25份，氧化锆13-17份，氧化铁红2-6份，增稠剂10-30份。
2.根据权利要求1所述的一种飞机隐身用涂料，其特征在于，所述飞机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，聚氨酯35份，水性丙烯酸树脂40份，镍粉20份，异佛尔酮二异氰酸酯20份，锌粉15份，三乙醇胺为4份，铬酸锌1份，三乙胺3份，氨水8份，氧化锌5份，氧化锆13份，氧化铁红2份，增稠剂10份。
3.根据权利要求1所述的一种飞机隐身用涂料，其特征在于：所述飞机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，聚氨酯55份，水性丙烯酸树脂60份，镍粉40份，异佛尔酮二异氰酸酯40份，锌粉35份，三乙醇胺为8份，铬酸锌5份，三乙胺7份，氨水12份，氧化锌25份，氧化锆17份，氧化铁红6份，增稠剂30份。
4.根据权利要求1所述的一种飞机隐身用涂料，其特征在于：所述飞机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，聚氨酯40份，水性丙烯酸树脂45份，镍粉25份，异佛尔酮二异氰酸酯25份，锌粉20份，三乙醇胺为5份，铬酸锌2份，三乙胺4份，氨水9份，氧化锌10份，氧化锆14份，氧化铁红3份，增稠剂15份。
5.根据权利要求1所述的一种飞机隐身用涂料，其特征在于：所述飞机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，聚氨酯50份，水性丙烯酸树脂55份，镍粉35份，异佛尔酮二异氰酸酯35份，锌粉30份，三乙醇胺为7份，铬酸锌4份，三乙胺6份，氨水11份，氧化锌20份，氧化锆16份，氧化铁红5份，增稠剂25份。
6.根据权利要求1所述的一种飞机隐身用涂料，其特征在于：所述飞机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，聚氨酯45份，水性丙烯酸树脂50份，镍粉30份，异佛尔酮二异氰酸酯30份，锌粉25份，三乙醇胺为6份，铬酸锌3份，三乙胺5份，氨水10份，氧化锌15份，氧化锆15份，氧化铁红4份，增稠剂20份。
7.根据权利要求1所述的一种飞机隐身用涂料，其特征在于：所述增稠剂采用改性聚丙烯酸钠或改性聚丙烯酸铵。
8.一种制备权利要求1所述的飞机隐身用涂料的方法，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、聚氨酯、水性丙烯酸树脂、镍粉、异佛尔酮二异氰酸酯、锌粉、三乙醇胺、铬酸锌、三乙胺、氧化锌、氧化锆、氧化铁红和增稠剂；
第二步：将羟基丙烯酸树脂、聚氨酯、水性丙烯酸树脂、锌粉和氧化铁红投入带有温度计和搅拌器的反应釜中，升温至70-90℃，在350-550r/min转速下搅拌25-45min；
第三步：升温至95-105℃，加入镍粉、异佛尔酮二异氰酸酯和三乙醇胺，搅拌1-3h；
第四步：加入剩余原料，升温至140-160℃，400-800r/min转速下搅拌20-40min， 25-35℃后投入球磨机中研磨24-36h后装桶即可。
9.根据权利要求8所述的飞机隐身用涂料的方法，其特征在于：所述第四步的球磨机转速为2000-6000r/min。
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