CN111690322A - 一种红外微波隐身涂料及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种红外微波隐身涂料，包含雷达波吸收材料层、远红外线热像涂料层以及近红外线伪装涂料层，各层依次叠加粘接后再粘接涂覆在基板层，所述雷达波吸收材料层包括SiCf/聚酰亚胺基吸波复合材料，所述远红外线热像涂料层包括连续SiC纤维增强SiC陶瓷基吸波复合材料，所述近红外线伪装涂料层包括成膜树脂、颜填料、各种助剂的混合物材料。本发明工艺制备和提供的吸波复合涂层材料不仅具有吸波、承载和防热功能，多谱段伪装、不增重、可设计性强、耐腐蚀性好、以及可整体成型等技术优势，同时工艺窗口、参数可调，满足不同吸波和结构性能要求。

Description

一种红外微波隐身涂料及其制备工艺
技术领域
本发明属于功能材料领域，尤其涉及一种红外微波隐身涂料及其制备工艺。
背景技术
隐身技术作为提高武器系统的生存能力和突防能力的有效手段，越来越受到世界各国的高度重视，世界各国都在努力发展隐身技术。
隐身技术主要采用外形设计、吸波材料等方式。其中外形设计由于受到气动要求的制约,作用潜力有限。目前广泛使用的雷达吸波涂层类材料存在面密度高、柔韧性低、可维护性差等问题，特别是厚度较薄时吸收频带窄、效能低，不能兼顾满足L、S、C、X、Ku频段的宽频吸收，而近年来提出对P波段的隐身需求，雷达吸波涂层已难以成为提高新一代武器装备隐身性能的关键技术。
在现代战场中探测技术已发展为多谱段探测，单一功能的隐身材料已不能再满足需求，多谱段兼容隐身材料，尤其是雷达与红外兼容隐身材料，已成为隐身材料的研究热点之一。雷达隐身的主要手段是降低目标物体的雷达波反射率，而红外隐身的主要手段则是要提高目标物体的红外反射率，高红外反射率的涂层同时也有较高的雷达反射率，这种性能需求的矛盾给雷达与红外兼容隐身材料的制备带来了较大的困难。
CN103980806B公开了一种在涂有雷达吸波涂层的物体表面加涂红外隐身涂层的方法，通过表层维持高金属颜料含量来保证低发射率，红外隐身涂层由树脂、片状金属颜料以及固化剂按照一定比例配制喷涂而成。这种方案在现有雷达层上增加红外隐身涂层，使用的红外隐身涂层密度较高，增重明显，而且承载和防热功能较弱。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的问题是如何使吸波复合涂层材料不仅具有吸波、承载和防热功能，多谱段伪装、不增重、可设计性强、耐腐蚀性好、以及可整体成型等技术优势。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种红外微波隐身涂料，包含雷达波吸收材料层、远红外线热像涂料层以及近红外线伪装涂料层，各层依次叠加粘接后再粘接涂覆在基板层，所述雷达波吸收材料层包括SiCf/聚酰亚胺基吸波复合材料，所述远红外线热像涂料层包括连续SiC纤维增强SiC陶瓷基吸波复合材料，所述近红外线伪装涂料层包括成膜树脂、颜填料、各种助剂的混合物材料。
优选的，根据实际使用用途，涂覆对象的不同，各层厚度设置厚度范围如下：雷达波吸收材料层厚度设置为2mm以上；所述远红外线热像涂料层厚度设置为0.1～0.15mm；所述近红外线伪装涂料层厚度设置为0.05～0.1mm。
其中红外微波隐身涂层制备方法为：
步骤1、使用气相沉积法(CVD)和先驱丝法制得连续SiC纤维，并进行编织成编织体，包括二维纤维编织布、2.5D纤维编织体、3D纤维编织体用作复合材料的增强体，用作复合材料的增强体；
步骤2、二维SiC纤维布预处理，配制聚酰胺酸/纳米吸收剂预浸料，浸渍纤维布，亚胺化处理，采用层压法制备SiCf/聚酰亚胺基吸波复合材料作为雷达波吸收材料层；
步骤3、以2.5D或3D SiC纤维预制体为增强体，采用有机先驱体浸渍裂解法或化学气相沉积法，即通过SiC纤维预制体预处理，界面层制备，SiC基体制备连续SiC纤维增强SiC陶瓷基吸波复合材料作为远红外热线涂料层；
步骤4、以成膜树脂、颜填料、各种助剂混合研磨制备而成近红外伪装涂料层。
优选的，步骤2的制备工艺中可以通过纤维表面除碳工艺及调节其他工艺参数等方式调节SiCf的介电常数，调节其吸波性能。
优选的，每个步骤中通过添加吸收剂的种类和含量调节其吸波性能。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、SiC纤维作为复合材料的增强体，具有高强度密度低，不增重的优点；
2、多层吸波结构吸收频带宽，吸收效率高；
3、理化性能好(工作温度、拉伸强度、断裂伸度、抗压强度、耐疲劳性能以及耐酸、耐碱和耐盐雾性能可以满足各类装备的隐身需求)等；
4、既可以满足宽频带隐身需求，也可以满足装备对X波段的高隐身性能需求；
5、既可以满足雷达隐身需求，也可以满足雷达红外综合隐身需求；
6、产品工艺既可以涂覆，也可以做成吸波结构。
7、工艺窗口、参数可调，满足不同吸波性能要求。
附图说明
图1为本发明红外微波隐身涂料材料结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的红外微波隐身涂料及其制备工艺进行具体说明。
如图1所示，本发明实施例提出的一种红外微波隐身涂料，其包含雷达波吸收材料层3、远红外线热像涂料层4以及近红外线伪装涂料层5，各层依次叠加粘接后再通过粘接层2粘接涂覆在基板层1(战甲车、军事设施、建筑物等)，其中雷达波吸收材料层包括SiCf/聚酰亚胺基吸波复合材料，所述远红外线热像涂料层包括连续SiC纤维增强SiC陶瓷基吸波复合材料，所述近红外线伪装涂料层包括成膜树脂、颜填料、各种助剂的混合物材料。
其中，雷达波吸收材料层厚度设置为2mm；所述远红外线热像涂料层厚度设置为0.1mm；所述近红外线伪装涂料层厚度设置为0.1mm。
其中红外微波隐身涂层制备方法为：
步骤1、使用气相沉积法(CVD)和先驱丝法制得连续SiC纤维，并进行编织成编织体，包括二维纤维编织布、2.5D纤维编织体、3D纤维编织体用作复合材料的增强体，用作复合材料的增强体；
步骤2、二维SiC纤维布预处理，配制聚酰胺酸/纳米吸收剂预浸料，浸渍纤维布，亚胺化处理，采用层压法制备SiCf/聚酰亚胺基吸波复合材料作为雷达波吸收材料层；
步骤3、以2.5D或3D SiC纤维预制体为增强体，采用有机先驱体浸渍裂解法或化学气相沉积法，即通过SiC纤维预制体预处理，界面层制备，SiC基体制备连续SiC纤维增强SiC陶瓷基吸波复合材料作为远红外热线涂料层；
步骤4、以成膜树脂、颜填料、各种助剂混合研磨制备而成近红外伪装涂料层。
其中步骤2的制备工艺中通过纤维表面除碳工艺及调节其他工艺参数等方式调节SiCf的介电常数，调节其吸波性能。
另外，每个步骤中通过添加吸收剂的种类和含量调节其吸波性能。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种红外微波隐身涂料，其特征在于，包含雷达波吸收材料层、远红外线热像涂料层以及近红外线伪装涂料层，各层依次叠加粘接后再粘接涂覆在基板层，所述雷达波吸收材料层包括SiCf/聚酰亚胺基吸波复合材料，所述远红外线热像涂料层包括连续SiC纤维增强SiC陶瓷基吸波复合材料，所述近红外线伪装涂料层包括成膜树脂、颜填料、各种助剂的混合物材料。
2.根据权利1要求所述的红外隐身涂料，其特征在于，所述雷达波吸收材料层厚度为2mm以上；所述远红外线热像涂料层厚度0.1～0.15mm；所述近红外线伪装涂料层厚度0.05～0.1mm。
3.一种红外隐身涂料的制备工艺，其特征在于，包含如下步骤：
步骤1、使用气相沉积法和先驱丝法制得连续SiC纤维，并进行编织成编织体，包括二维纤维编织布、2.5D纤维编织体、3D纤维编织体用作复合材料的增强体，用作复合材料的增强体；
步骤2、二维SiC纤维布预处理，配制聚酰胺酸/纳米吸收剂预浸料，浸渍纤维布，亚胺化处理，采用层压法制备SiCf/聚酰亚胺基吸波复合材料作为雷达波吸收材料层；
步骤3、以2.5D或3D SiC纤维预制体为增强体，采用有机先驱体浸渍裂解法或化学气相沉积法，即通过SiC纤维预制体预处理，界面层制备，SiC基体制备连续SiC纤维增强SiC陶瓷基吸波复合材料作为远红外热线涂料层；
步骤4、以成膜树脂、颜填料、各种助剂混合研磨制备而成近红外伪装涂料层。
4.根据权利3要求所述的红外隐身涂料制备工艺，其特征在于，步骤2的制备工艺中可以通过纤维表面除碳工艺及调节其他工艺参数等方式调节SiCf的介电常数。
5.根据权利3要求所述的红外隐身涂料制备工艺，其特征在于，每个步骤中通过添加吸收剂的种类和含量调节其吸波性能。
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