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Abstract

本发明提供了一种水性光学隐身涂层材料。该涂层材料包含中绿和深绿两种颜色，利用高性能陶瓷颜料、树脂及其他颜填料等配制获得，其中所述高性能陶瓷颜料由稀土铕化合物与氧化铬、氧化锌经高效研磨、高温烧结而成。所述涂层材料制备工艺简单，价格适中，绿色环保，在可见光、近红外波段具备高光谱隐身能力，可广泛应用于军事装备、指挥场所、雷达通讯等领域的伪装防护。

Description

一种水性光学隐身涂层材料
技术领域
本发明具体涉及一种水性光学隐身涂层材料，属于伪装隐身技术领域。
背景技术
自上世纪80年代中叶起，以美国为首的西方国家陆续介入隐身技术研究，加紧筛选新型粘合剂和着色颜料，目前已研制出一批实用性较强，分别适合于可见光、近红外波段的隐身涂料。我国在此行业起步较晚，基本上仍采用常规颜料作为伪装色，其与背景环境的拟合程度较低，难以满足对抗宽波段，尤其是高光谱探测的军事需求。
在专利201410150254.1提供的一种“防可见光及近红外探测氟碳光学伪装涂料及其制备方法”中，该涂料仅在可见光和近红外波段拥有隐身功能，无法满足高光谱要求，且溶剂用量大，不具备环保性。专利201610524797.4、201510208621.3则分别公开了新型隔热空心陶瓷微球红外伪装涂层材料和防腐蚀吸波隐身涂料，但都较难对抗可见光、近红外侦查。
发明内容
本发明所要解决的问题是克服现有油性涂料存在的上述诸多应用缺陷，目的之一在于提供一种水性光学隐身涂层材料，该材料不仅VOCs含量低、绿色环保，同时在可见光、近红外波段范围内具备高光谱伪装效果。目的之二在于提供一种获得稀土铕改性的新型高性能无机陶瓷着色颜料的制备方法，以有效提升伪装色的拟态能力。
本发明为解决上述问题所采取的技术方案如下：一种水性光学隐身涂层材料，其特征在于，包含有中绿和深绿两种颜色，由水性树脂、稀土铕改性的高性能陶瓷颜料及其他组分等制备而成，在380～2500nm宽波段范围内具备高光谱伪装能力。
作为优选的，所述水性光学隐身涂料由A、B组分固化得到，按质量份计，所述A组分包含有水性丙烯酸树脂30～40份、颜填料25～42份、助剂0.5～5份、去离子水10～35份、环保型溶剂10～20份；B组分包含有多异氰酸酯及其预聚体50～70份、环保型溶剂30～50份。
进一步优选的，所述水性丙烯酸树脂为哑光型，由甲基丙烯酸、乙基丙烯酸及其衍生物、苯乙烯中的两种或多种反应得到。
进一步优选的，所述多异氰酸酯为TDI(甲苯二异氰酸酯)、HDI(六亚甲基二异氰酸酯)，MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)中的一种或几种按一定比例组成的混合物。
作为优选的，所述中绿色颜料由稀土铕改性的高性能陶瓷、耐晒黄、中铬黄、ITO(掺铝氧化铟)、铁黑、二氧化钛中的两种或多种调配而成；深绿色颜料由稀土铕改性的高性能陶瓷、ITO(掺铝氧化铟)、中铬黄、铜铬黑、钴黑、耐晒黄、二氧化钛中的两种或多种调配而成。
进一步优选的，所述稀土铕改性的高性能陶瓷，由氧化铬、氧化铕、氧化锌经过高速研磨分散、高温烧结而成。
进一步优选的，所述稀土铕改性的高性能陶瓷中氧化铬、氧化铕、氧化锌的摩尔比为(1～3)：1：1。
上述技术方案中所述稀土铕改性高性能无机陶瓷着色颜料的制备方法，涉及以下步骤：(1)将按摩尔比称量好的氧化铬、氧化铕、氧化锌放入球磨机中，4000～5000r/min转速下球磨1～3hr后出料。
(2)将步骤(1)获得的混合物放入高温炉中进行烧结，设定初始温度600～700℃，升温速度10～15℃/min，待温度升至600～700℃后保温30～50min；然后设定温度1000～1300℃，升温速度10～15℃/min，待温度上升至1000～1300℃后保温2～3hr，最后自然降温出料。
(3)将烧结好的块状物料研磨至500～800目细度，以10～20wt％的稀硫酸溶液洗涤1～3遍，再用去离子水冲洗1～3遍，烘干后待用。
相对于现有技术，本发明有益成果在于：
1、该光学隐身涂层材料为水性产品，包含中绿和深绿两种颜色，在380～2500nm宽波段范围内具备高光谱伪装能力，所用原材料绿色安全，高度契合国家环保政策。
2、中绿和深绿色颜料采用稀土铕改性的高性能无机陶瓷搭配其他颜料调制而成，该颜料利用铕的特殊外层电子排布，其容易失去4f轨道和次外层d轨道上的电子，受激发后电子跃迁释放的能量正好对应于绿色植被特有的680～730nm光谱范围，从而拥有良好的拟态性，可有效对抗高光谱探测。
3、采用哑光型水性双组分丙烯酸聚氨酯为粘合剂，相对于传统产品，涂膜光泽度更低，对光线的散射作用明显，有利于提升自然环境下的隐身效果。
基于以上特性，本发明提供的涂层材料具备在可见光、近红外波段对抗高光谱探测能力，可广泛应用于军事装备、指挥场所、雷达通讯等领域的伪装防护。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例一：水性中绿光学隐身涂料制备
(1)高性能稀土铕改性陶瓷颜料
将1mol氧化铬、1mol氧化铕、1mol氧化锌加入球磨机中，4000r/min转速下球磨3hr，然后将其放入管式炉中进行烧结，设定初始温度600℃，升温速度10℃/min，待温度升至600℃后保温50min；接着设定温度1300℃，升温速度10℃/min，待温度上升至1300℃后保温2hr，得到绿色块状产物。待该产物自然冷却后研磨至500目细度，以10wt％的稀硫酸洗涤3遍，再用去离子水冲洗2遍，烘干后备用。
(2)水性中绿光学隐身涂料A组分
a.将分散剂2.5份、消泡剂0.3份、防沉剂0.7份、流平剂0.5份、环保型溶剂10份、去离子水35份加入到高速均质分散机中，1200r/min转速下搅拌25min，使其分散均匀；
b.将步骤(1)获得的稀土铕改性陶瓷颜料22份、中铬黄10.2份、ITO(掺铝氧化铟)2.8份、二氧化钛7份按顺序加入到步骤a制备的分散液中，2000r/min转速下分散30min；
c.将步骤b分散均匀的混合物转移至球磨机中，研磨至细度不超过30μm，过滤得到中绿色浆，在该色浆中加入哑光型水性丙烯酸树脂30份，700r/min转速下搅拌20min得到A组分。
(3)水性中绿光学隐身涂料B组分
将35份HDI、15份MDI、50份环保型溶剂，700r/min转速下搅拌均匀即得。
使用时，将A、B组分按1.05：1质量比混合，700r/min转速下搅拌均匀后即可施工。
实施例二：水性深绿光学隐身涂料制备
(1)高性能稀土铕改性陶瓷颜料
将3mol氧化铬、1mol氧化铕、1mol氧化锌加入球磨机中，5000r/min转速下球磨1hr，然后将其放入管式炉中进行烧结，设定初始温度700℃，升温速度15℃/min，待温度升至700℃后保温30min；接着设定温度1000℃，升温速度15℃/min，待温度上升至1000℃后保温3hr，得到绿色块状产物。待该产物自然冷却后研磨至800目细度，以20wt％的稀硫酸洗涤2遍，再用去离子水冲洗3遍，烘干后备用。
(2)水性深绿光学隐身涂料A组分
a.将分散剂2.0份、消泡剂0.5份、防沉剂1份、流平剂0.5份、环保型溶剂20份、去离子水10份加入到高速均质分散机中，1000r/min转速下搅拌30min，使其分散均匀；
b.将步骤(1)获得的稀土铕改性陶瓷颜料18份、中铬黄1份、铜铬黑6.8份、二氧化钛6.2份按顺序加入到步骤a制备的分散液中，2000r/min转速下分散30min；
c.将步骤b分散均匀的混合物转移至球磨机中，研磨至细度不超过30μm，过滤得到深绿色浆，在该色浆中加入哑光型水性丙烯酸树脂40份，800r/min转速下搅拌15min得到A组分。
(3)水性深绿光学隐身涂料B组分
将36份HDI、16份TDI、48份环保型溶剂，700r/min转速下搅拌均匀即得。
使用时，将A、B组分按1.05：1质量比混合，700r/min转速下搅拌均匀后即可施工。

Claims (2)

1.一种水性光学隐身涂层材料，其特征在于，所述涂层材料包含有中绿、深绿之一的颜色，该涂层由水性树脂、稀土铕改性的高性能陶瓷颜料及其它组分配制获得，在380～2500nm可见光及近红外波段具备高光谱伪装效果；所述的高性能陶瓷颜料由氧化铕与氧化铬、氧化锌经高效研磨后放入高温炉中烧结而成；所述的高性能陶瓷颜料中氧化铬、氧化铕、氧化锌的摩尔配比为(1～3)：1:1；所述的中绿色由高性能陶瓷颜料、耐晒黄、中铬黄、掺铝氧化铟ITO、铁黑、二氧化钛中的两种或多种调配而成；所述深绿色由高性能陶瓷颜料、掺铝氧化铟ITO、中铬黄、铜铬黑、钴黑、耐晒黄、二氧化钛中的两种或多种调配而成，其中中绿色和深绿色涂层材料至少包含高性能陶瓷颜料。
2.根据权利要求1所述的一种水性光学隐身涂层材料，其特征在于，包括但不仅限用于军事装备、指挥场所、雷达通讯领域的伪装防护。
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