CN110951342A - 一种雷达吸波涂料及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种雷达吸波涂料及其制备工艺，涉及油漆涂料技术领域，解决了因吸波涂料在使用后形成的涂膜柔韧性较差，而导致其在受到外力较大作用时容易发生开裂。一种雷达吸波涂料，其包括如下重量份数的组分：硅丙树脂30‑50份；铁磁性吸波粉50‑60份；分散剂0.1‑0.3份；消泡剂0.2‑0.5份；增稠剂1.2‑1.8份；去离子水8‑12份；水性增粘松香树脂3‑5份；埃洛石纳米管7‑13份；硅溶胶5‑9份。本发明中的雷达吸波涂料在使用后形成的涂膜具有良好的柔韧性，且在受到较大外力作用时，涂膜不易发生开裂，整体具有较高的品质和应用性。

Description

一种雷达吸波涂料及其制备工艺

技术领域

本发明涉及油漆涂料技术领域，更具体地说，它涉及一种雷达吸波涂料及其制备工艺。

背景技术

吸波涂料是军事上的隐身涂料之一，它的使用使超视距攻击、不见面的战斗成为现实，使得现代战斗模式得以改变，由此具有巨大的军事效益。此外，在民用产品上的应用也非常广泛，如广播电视发射台的电磁辐射防护，微波暗室消除设备和通讯和导航系统的电磁干扰，安全信息保密，工业科学和医疗设备的电磁防护，对一些重点军事工程和保密工程的外表面涂上吸波涂料，一方面保证了这些建筑物的安全性，另外对电磁波的辐射起到屏蔽作用。

在公开号为CN110373089A的中国发明专利申请文件中公开了一种吸波涂料及其制备工艺，而一种吸波涂料，其包括去离子水130-140重量份；流平剂0.5-1重量份；润湿分散剂0.5-1重量份；纤维素0.5-1.5重量份；消泡剂0.5-1.5重量份；多功能助剂0.5-1.5重量份；催干剂2.5-3.5重量份；成膜助剂6-8重量份；吸波材料5-15重量份；乳液120-160重量份；颜填料650-750重量份。

上述申请文件中，通过提高吸波材料与浸渍胶液体系具有非常好的相容性，使吸波涂料在使用过程中具有优异的吸波效果，但含有吸波材料的上述涂料在使用过程中形成的涂膜较厚，而较厚的涂膜，其整体的柔韧性不佳，且在受到外界较大力的冲击时，涂膜容易发生开裂，进而导致该吸波涂料整体应用效果不佳，因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种雷达吸波涂料，以解决上述技术问题，其在使用后形成的涂膜具有良好的柔韧性，且在受到较大外力作用时，涂膜不易发生开裂。

为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：

一种雷达吸波涂料，包括如下重量份数的组分：

硅丙树脂 30-50份；

铁磁性吸波粉 50-60份；

分散剂 0.1-0.3份；

消泡剂 0.2-0.5份；

增稠剂 1.2-1.8份；

去离子水 8-12份；

水性增粘松香树脂 3-5份；

埃洛石纳米管 7-13份；

硅溶胶 5-9份。

通过采用上述技术方案，硅丙树脂是有机硅氧化烷与丙烯酸酯的共聚物乳液，是一种环保型涂料基础树脂，其耐候性好、乳液粒径小、涂层表面易清洗，且整体稳定性好，与其他各组分原料之间具有良好的相容性和结合性，使雷达吸波涂料具有良好品质的体系。水性增粘松香树脂可提高水性增粘松香树脂的附着力，使涂膜整体不易脱落，且能够使涂膜的耐老化性能和耐候性能得到提高。铁磁性吸波粉分为尖晶石型、石榴石型和磁铅石型，其中以六角晶系片状磁铅石型的吸波性能最好，因六角晶系片状磁铅石型铁氧体具有较高的磁性各向异性等效场，其自然共振频率较高，表现出优良的高频吸波性能，其优点是吸收强、频带较宽、成本低。

埃洛石纳米管是一种硅酸盐矿物，其在雷达吸波涂料中具有良好的分散性，并与其他各组分原料之间具有良好的结合性，且埃洛石纳米管的内部是由是由无数细细的管状或纤维状晶体组成的，进而使涂膜整体具有良好的柔韧性。硅溶胶中的SiO₂含有大量的水及羟基，其内细微的颗粒，对基层有较强的渗透力，能通过毛细管渗透到基层内部，可提高雷达吸波涂料涂膜的附着性，且硅溶胶还能够提高涂膜的致密性，使涂膜不易发生开裂。同时，埃洛石纳米管和硅溶胶共同作用时，相互之间能够起到良好的复配增效作用，可使涂膜整体的柔韧性大大提高，且在受到较大外力作用时，涂膜不易发生开裂，进而使雷达吸波涂料具有良好的品质和应用性。

进一步优选为，所述雷达吸波涂料的组分中还加入有重量份数为3-7份的功能助剂，功能助剂由纳米硅藻土和水镁石纤维按重量份数比为(2-5)：1混合而得。

通过采用上述技术方案，硅藻土的主要成分为二氧化硅，内部具有特殊的多孔构造，能为涂料提供优异的表面性能，而水镁石纤维是一种良好的补强和增强材料，其与纳米硅藻土共同作为功能助剂使用时，能够在雷达吸波涂料的内部形成相互交错的网状结构，进而使雷达吸波涂料涂膜的柔韧性和抗冲击开裂性能大大提高。

进一步优选为，所述雷达吸波涂料的组分中还加入有重量份数为4-8份的改性助剂，改性助剂由环氧大豆油和乳酸按重量份数比为(1.3-1.9)：3混合而得。

通过采用上述技术方案，环氧大豆油和乳酸组成的改性助剂能够增强了反应程度及大分子间的作用力，在乳液成膜的过程中会增加链缠结的程度，致使成膜韧性提高。同时，改性助剂使雷达吸波涂料中分子间特殊交联的结构及氢键大量增加，且交联密度增大，并使涂膜在受到较大力的作用时，不易发生开裂，整体稳定性大大提高。

进一步优选为，所述分散剂选用聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯和三聚磷酸钠中的任意一种。

通过采用上述技术方案，聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯和三聚磷酸钠均是良好的分散剂，不仅使灰雷达吸波涂料具有良好的流平性，还使灰雷达吸波涂料在使用后具有良好的光泽，并能防止固体颗粒的沉降和凝聚，提高各组分原料间的相容性，同时，聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯和三聚磷酸钠在储存过程中具有良好的稳定性，使雷达吸波涂料整体具有较高的品质。

进一步优选为，所述消泡剂选用乳化硅油、聚氧丙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷中的任意一种。

通过采用上述技术方案，由于搅拌，使空气容易进入雷达吸波涂料的内部形成微小气泡，当雷达吸波涂料在固化过程中，其内部的微小起泡容易发生迁移并聚合在一起形成较大的气泡，而乳化硅油、聚氧丙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷均具有良好的去除气泡的作用，使雷达吸波涂料在固化成型后的内部不易出现较大的气泡，整体较为致密，并在使用过程中保持良好稳定的柔韧性，且在使用过程中受到较大力的作用时，不易发生开裂。

进一步优选为，所述增稠剂选用羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠和羧甲基纤维素钠中的任意一种。

通过采用上述技术方案，羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠和羧甲基纤维素钠均为良好的增稠剂，整体耐温性能好，其能够使雷达吸波涂料保持均匀的稳定的分散体系，进而保证雷达吸波涂料不仅具有较长的存储周期，还在使用后能够形成均匀稳定的涂膜。

进一步优选为，所述铁磁性吸波粉选用镍锌铁氧体粉、锰锌铁氧体粉、铁硅铝粉、铁镍鉬粉、铁硅铬粉和羰基铁粉中任意一种或多种混合物。

通过采用上述技术方案，镍锌铁氧体粉、锰锌铁氧体粉、铁硅铝粉、铁镍鉬粉、铁硅铬粉和羰基铁粉能够在雷达吸波涂料中均匀分散，且形成的分散体系稳定，固含量高，并能够表现出优良的高频吸波性能，吸收强、频带较宽、成本低，进而使雷达吸波涂料具有良好的品质。

本发明的目的二在于提供一种雷达吸波涂料的制备工艺，采用该方法制备的雷达吸波涂料在使用后形成的涂膜具有良好的柔韧性，且在受到较大外力作用时，涂膜不易发生开裂。

为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案，包括以下步骤：

步骤一，将相应重量份数的硅丙树脂、水性增粘松香树脂和铁磁性吸波粉进行搅拌混合均匀后，加入相应重量份数的去离子水，充分搅拌混合，得到混料；

步骤二，在混料中加入相应重量份的埃洛石纳米管，进行充分搅拌混合，再加入相应重量份数的硅溶胶，充分搅拌混合，得到基料；

步骤三，将基料在砂磨机中进行砂磨，使得到的基料细度为50～60μm；

步骤四，在砂磨后的基料中加入相应重量的分散剂、消泡剂和增稠剂，混合均匀后，灌装入库，即可得到雷达吸波涂料。

通过采用上述技术方案，将硅丙树脂、水性增粘松香树脂和铁磁性吸波粉进行搅拌混合均匀后，再加入相应重量份数的去离子水，然后依次加入埃洛石纳米管和硅溶胶，分别进行搅拌混合，使洛石纳米管和硅溶胶充分作用后，再对基料进行砂磨，有利于提高雷达吸波涂料整体的细度，使其整体的品质得到提高，并在使用过程中有利于均匀涂覆，使雷达吸波涂料在使用后形成的涂膜具有良好稳定的柔韧性和抗冲击开裂性能。

综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)埃洛石纳米管和硅溶胶均能够提高雷达吸波涂料涂膜的柔韧性，使涂膜在受到较大外力作用时不易发生开裂，且洛石纳米管和硅溶胶共同之间能够起到良好的复配增效作用，可使涂膜整体的结构强度大大提高，进而使雷达吸波涂料具有良好的品质和应用性；

(2)加入由纳米硅藻土和水镁石纤维组成的功能助剂，不仅能为涂料提供优异的表面性能，还能够在雷达吸波涂料的内部形成相互交错的网状结构，进而使雷达吸波涂料涂膜的柔韧性和抗冲击开裂性能大大提高；

(3)加入由环氧大豆油和乳酸组成的改性助剂，不仅在在乳液成膜的过程中会增加链缠结的程度，致使成膜韧性提高，还能使涂膜在受到较大力的作用时，不易发生开裂，整体稳定性大大提高。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

实施例1：一种雷达吸波涂料，各组分及其相应的重量份数如表1所示，并通过如下步骤制备获得：

步骤一，将相应重量份数的硅丙树脂、水性增粘松香树脂和镍锌铁氧体粉进行搅拌混合均匀，搅拌速度为1200rpm，时间为8min，加入相应重量份数的去离子水，充分搅拌混合，搅拌速度为500rpm，时间为5min,得到混料；

步骤二，在混料中加入相应重量份的埃洛石纳米管，进行充分搅拌混合，搅拌速度为1000rpm，时间为5min,再加入相应重量份数的硅溶胶，继续搅拌5min，充分搅拌混合，得到基料；

步骤三，将基料在砂磨机中进行砂磨，使得到的基料细度为55μm；

步骤四，在砂磨后的基料中加入相应重量的聚丙烯酰胺、乳化硅油和羧甲基纤维素，混合均匀后，搅拌速度为800rpm，时间为5min，灌装入库，即可得到雷达吸波涂料。

注：上述步骤中的硅丙树脂为购自清远市柯林达新材料有限公司的T1801水溶性硅丙树脂；水性增粘松香树脂为购自德庆威斯达化工有限公司的高稳定水性增粘树脂AT880松香增粘乳液。

实施例2-5：一种雷达吸波涂料，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量份数如表1所示。

表1实施例1-5中各组分及其重量份数

实施例6：一种雷达吸波涂料，与实施例1的不同之处在于，步骤三中，将基料在砂磨机中进行砂磨，使得到的基料细度为50μm。

实施例7：一种雷达吸波涂料，与实施例1的不同之处在于，步骤三中，将基料在砂磨机中进行砂磨，使得到的基料细度为60μm。

实施例8：一种雷达吸波涂料，与实施例1的不同之处在于，步骤四中的聚丙烯酰胺替换为等质量的脂肪酸聚乙二醇酯。

实施例9：一种雷达吸波涂料，与实施例1的不同之处在于，步骤四中的聚丙烯酰胺替换为等质量的三聚磷酸钠。

实施例10：一种雷达吸波涂料，与实施例1的不同之处在于，步骤四中的乳化硅油替换为等质量的聚氧丙烯甘油醚。

实施例11：一种雷达吸波涂料，与实施例1的不同之处在于，步骤四中的乳化硅油替换为等质量的聚二甲基硅氧烷。

实施例12：一种雷达吸波涂料，与实施例1的不同之处在于，步骤四中的羧甲基纤维素替换为等质量的聚丙烯酸钠。

实施例13：一种雷达吸波涂料，与实施例1的不同之处在于，步骤四中的羧甲基纤维素替换为等质量的羧甲基纤维素钠。

实施例14：一种雷达吸波涂料，与实施例1的不同之处在于，步骤一中的镍锌铁氧体粉替换为等质量的铁硅铝粉。

实施例15：一种雷达吸波涂料，与实施例1的不同之处在于，步骤一中的镍锌铁氧体粉替换为等质量的锰锌铁氧体粉、铁硅铝粉和羰基铁粉混合物，且锰锌铁氧体粉、铁硅铝粉和羰基铁粉的质量比为3:1:2。

实施例16：一种雷达吸波涂料，与实施例1的不同之处在于，步骤一中的镍锌铁氧体粉替换为等质量的锰锌铁氧体粉、铁镍鉬粉和铁硅铬粉混合物，且锰锌铁氧体粉、铁镍鉬粉和铁硅铬粉的质量比为1:2:1。

实施例17：一种雷达吸波涂料，与实施例1的不同之处在于，步骤二具体设置为，在混料中加入相应重量份的埃洛石纳米管，进行充分搅拌混合，搅拌速度为1000rpm，时间为5min,再加入相应重量份数的硅溶胶，继续搅拌5min，充分搅拌混合，再加入重量份数为7份的功能助剂，功能助剂由纳米硅藻土和水镁石纤维按重量份数比为5：1混合而得，继续搅拌8min，混合均匀后，得到基料。

实施例18：一种雷达吸波涂料，与实施例1的不同之处在于，步骤二具体设置为，在混料中加入相应重量份的埃洛石纳米管，进行充分搅拌混合，搅拌速度为1000rpm，时间为5min,再加入相应重量份数的硅溶胶，继续搅拌5min，充分搅拌混合，再加入重量份数为5份的功能助剂，功能助剂由纳米硅藻土和水镁石纤维按重量份数比为2：1混合而得，继续搅拌8min，混合均匀后，得到基料。

实施例19：一种雷达吸波涂料，与实施例1的不同之处在于，步骤二具体设置为，在混料中加入相应重量份的埃洛石纳米管，进行充分搅拌混合，搅拌速度为1000rpm，时间为5min,再加入相应重量份数的硅溶胶，继续搅拌5min，充分搅拌混合，再加入重量份数为3份的功能助剂，功能助剂由纳米硅藻土和水镁石纤维按重量份数比为3.5：1混合而得，继续搅拌8min，混合均匀后，得到基料。

实施例20：一种雷达吸波涂料，与实施例1的不同之处在于，步骤二具体设置为，在混料中加入相应重量份的埃洛石纳米管，进行充分搅拌混合，搅拌速度为1000rpm，时间为5min,再加入相应重量份数的硅溶胶，继续搅拌5min，充分搅拌混合，再加入重量份数为6份的改性助剂，改性助剂由环氧大豆油和乳酸按重量份数比为1.6：3混合而得，继续搅拌8min，混合均匀后，得到基料。

实施例21：一种雷达吸波涂料，与实施例1的不同之处在于，步骤二具体设置为，在混料中加入相应重量份的埃洛石纳米管，进行充分搅拌混合，搅拌速度为1000rpm，时间为5min,再加入相应重量份数的硅溶胶，继续搅拌5min，充分搅拌混合，再加入重量份数为4份的改性助剂，改性助剂由环氧大豆油和乳酸按重量份数比为1.3：3混合而得，继续搅拌8min，混合均匀后，得到基料。

实施例22：一种雷达吸波涂料，与实施例1的不同之处在于，步骤二具体设置为，在混料中加入相应重量份的埃洛石纳米管，进行充分搅拌混合，搅拌速度为1000rpm，时间为5min,再加入相应重量份数的硅溶胶，继续搅拌5min，充分搅拌混合，再加入重量份数为8份的改性助剂，改性助剂由环氧大豆油和乳酸按重量份数比为1.9：3混合而得，继续搅拌8min，混合均匀后，得到基料。

对比例1：一种雷达吸波涂料，与实施例1的不同之处在于，步骤二具体设置为，在混料中加入相应重量份的埃洛石纳米管，进行充分搅拌混合，搅拌速度为1000rpm，时间为5min,得到基料。

对比例2：一种雷达吸波涂料，与实施例1的不同之处在于，步骤二具体设置为，在混料中加入相应重量份的硅溶胶，搅拌速度为1000rpm，继续搅拌5min，充分搅拌混合，得到基料。

对比例3：一种雷达吸波涂料，与实施例1的不同之处在于，其主要通过如下步骤制备获得：

步骤一，将相应重量份数的硅丙树脂、水性增粘松香树脂和镍锌铁氧体粉进行搅拌混合均匀，搅拌速度为1200rpm，时间为8min，加入相应重量份数的去离子水，充分搅拌混合，搅拌速度为500rpm，时间为5min,得到混料；

步骤二，将混料在砂磨机中进行砂磨，使得到的混料细度为55μm；

步骤三，在砂磨后的混料中加入相应重量的聚丙烯酰胺、乳化硅油和羧甲基纤维素，混合均匀后，搅拌速度为800rpm，时间为5min，灌装入库，即可得到雷达吸波涂料。

对比例4：一种雷达吸波涂料，与实施例17的不同之处在于，步骤二中，功能助剂为水镁石纤维。

对比例5：一种雷达吸波涂料，与实施例17的不同之处在于，步骤二中，功能助剂为纳米硅藻土。

对比例6：一种雷达吸波涂料，与实施例20的不同之处在于，步骤二中，改性助剂为环氧大豆油。

对比例7：一种雷达吸波涂料，与实施例20的不同之处在于，步骤二中，改性助剂为乳酸。

性能测试

试验样品：采用实施例1-22中获得的雷达吸波涂料作为试验样品1-22，采用对比例1-7中获得的雷达吸波涂料作为对照样品1-7。

试验方法：将试验样品1-22和对照样品1-7按照标准GB1731-79《漆膜柔韧性测定法》中的内容制作标准样品，然后进行漆膜柔韧性测试，且规定中轴棒的直径，相互之间的差值为0.5mm，在测试过程中以涂膜发生开裂时的最小轴棒直径表示为柔韧性数值。然后按照标准GB/T 1732-93《漆膜耐冲击测定法》检测试验样品1-22和对照样品1-7的抗冲击性能，以固定质量为2kg的重锤落于试板上而不引起涂膜破坏的最大高度(cm)表示膜耐冲击性能。

试验结果：试验样品1-22和对照样品1-7的测试结果如表2所示。由表2可知，由试验样品1-5和对照样品1-3之间的测试结果对比可得，埃洛石纳米管和硅溶胶均能够提高雷达吸波涂料涂膜的柔韧性，并使涂膜在受到较大外力作用时不易发生开裂，且洛石纳米管和硅溶胶共同作用时能够起到良好的复配增效作用，可大大提高涂膜的柔韧性和耐冲击性能。由试验样品6-16和试验样品1之间的测试结果对比可得，本发明所公开的分散剂、消泡剂和增稠剂均适用于雷达吸波涂料的制备，且得到的雷达吸波涂料性能稳定。由试验样品17-19、试验样品20-22和试验样品1之间的测试结果分别对比可得，加入由纳米硅藻土和水镁石纤维组成的功能助剂以及加入由环氧大豆油和乳酸组成的改性助剂，均可以大大提高涂膜的柔韧性和耐冲击性能。由试验样品17和对照样品4-5之间的测试结果对比可得，功能助剂中的纳米硅藻土和水镁石纤维具有复配增效的作用。由试验样品20和对照样品6-7之间的测试结果对比可得，改性助剂中的环氧大豆油和乳酸具有复配增效的作用。

表2试验样品1-22和对照样品1-7的测试结果

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种雷达吸波涂料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：

硅丙树脂 30-50份；

铁磁性吸波粉 50-60份；

分散剂 0.1-0.3份；

消泡剂 0.2-0.5份；

增稠剂 1.2-1.8份；

去离子水 8-12份；

水性增粘松香树脂 3-5份；

埃洛石纳米管 7-13份；

硅溶胶 5-9份。

2.根据权利要求1所述的雷达吸波涂料，其特征在于，所述雷达吸波涂料的组分中还加入有重量份数为3-7份的功能助剂，功能助剂由纳米硅藻土和水镁石纤维按重量份数比为（2-5）：1混合而得。

3.根据权利要求1所述的雷达吸波涂料，其特征在于，所述雷达吸波涂料的组分中还加入有重量份数为4-8份的改性助剂，改性助剂由环氧大豆油和乳酸按重量份数比为（1.3-1.9）：3混合而得。

4.根据权利要求1所述的雷达吸波涂料，其特征在于，所述分散剂选用聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯和三聚磷酸钠中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的雷达吸波涂料，其特征在于，所述消泡剂选用乳化硅油、聚氧丙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的雷达吸波涂料，其特征在于，所述增稠剂选用羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠和羧甲基纤维素钠中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的雷达吸波涂料，其特征在于，所述铁磁性吸波粉选用镍锌铁氧体粉、锰锌铁氧体粉、铁硅铝粉、铁镍鉬粉、铁硅铬粉和羰基铁粉中任意一种或多种混合物。

8.一种如权利要求1所述的雷达吸波涂料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将相应重量份数的硅丙树脂、水性增粘松香树脂和铁磁性吸波粉进行搅拌混合均匀后，加入相应重量份数的去离子水，充分搅拌混合，得到混料；

步骤二，在混料中加入相应重量份的埃洛石纳米管，进行充分搅拌混合，再加入相应重量份数的硅溶胶，充分搅拌混合，得到基料；

步骤三，将基料在砂磨机中进行砂磨，使得到的基料细度为50～60μm；

步骤四，在砂磨后的基料中加入相应重量的分散剂、消泡剂和增稠剂，混合均匀后，灌装入库，即可得到雷达吸波涂料。

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