CN114106654A - 一种不含金属填料的红外低发射率涂料 - Google Patents

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张剑飞
马艳青
王进忠
徐鹏斌
李博文
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Abstract

本发明涉及一种不含金属填料的红外低发射率涂料及其制备方法。所述不含金属填料的红外低发射率涂料由红外低吸收粘结剂、红外透明颜料、红外低发射功能填料、稀释剂等组成，所述的红外低吸收粘结剂为自制的热塑性酚醛树脂；所述的红外透明颜料为硒化物、硫化物、氟化物和氧化物的一种或几种；所述的红外低发射功能填料为石墨、导电石墨、碳纳米管、石墨烯的一种或几种；所述的稀释剂为酯类、苯类、酮类的一种或几种；本发明制备的涂层在热红外8～14um波段红外发射率＜0.5，同时可根据背景条件，制备各种浅色及深色涂层，实现一定背景条件下红外可见光隐身兼容；此外具有一定的雷达透波性能。

Description

一种不含金属填料的红外低发射率涂料
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种不含金属填料的红外低发射率涂料。
背景技术
现代军事探测技术发展对军用飞机的战场生存构成了巨大威胁，“发现即被击落”已成现实。有数据统计表明，20世纪后半叶以来的局部战争中被击落的军用飞机，70％以上是由红外探测系统发现并引导击落的，因此提高军用飞机的红外隐身性能受到了各国重视。
美国是最早开展热红外低发射率涂料研究的国家，主要研究内容包括：漫反射型红外低发射率涂料的研制、开发只适用于可见光、近红外波段的陆军标准隐身涂料。1982年，美国海军部研制出了在中红外波段的发射率为0.512，对太阳波段(0.3～1.8um)的吸收率为0.684蓝灰色涂料。同时期，西方各国也陆续展开了对热隐身涂料的研究工作。有瑞典科学家对比了以铝、铜、银为颜料制备的涂层的红外发射率之后，发现铝粉涂层的红外发射率最低。除此之外，国内也开展了大量热红外隐身涂层的研究工作，目前已开发的涂料品种有：铝粉树脂型红外控温涂层、铝粉树脂型红外隐身涂料、低发射多层金属膜等。
国内外有关红外低发射率涂层的制备仍主要是通过粘结剂、着色颜料并添加对红外波段具有高反射的金属填料来实现，此类低红外发射率涂料由于金属填料的闪光效果和高反射性能，很难实现与可见光、雷达波段的兼容隐身。此外，也有有关掺杂氧化物半导体填料的的应用研究，此类填料的应用主要通过镀膜方式来实现红外低发射，其通过涂料方式降低红外发射率的能力有限，据报道涂层发射率在0.68左右。近年来，也有相变材料、光子晶体和智能隐身材料的文献报道，但目前都还处于实验室阶段。
发明内容
本发明的目的为：提供一种不添加金属填料的低红外发射率涂料。该涂料能够得到低红外发射率涂层的同时在一定条件下实现与可见光和雷达的兼容隐身，提高军事目标在现代战场上的生存能力。
本发明的技术方案为：提供一种不含金属填料的红外低发射率涂料，包含以下按质量份计的成分组成：
Figure BDA0003372418100000021
进一步，所述的红外低吸收粘结剂为自制的热塑性酚醛树脂，所述自制的热塑性酚醛树脂为分子量1000的纯线性酚醛树脂；其红外吸收相对较低，与聚氨酯、丙烯酸等树脂相比8～14微米波段红外发射率相对较低，为0.788左右；其次是其对红外透明颜料和红外低发射功能性填料的润湿以及成膜过程中颜料粒子的运动的影响，使得最终涂层表面红外吸收较低，颜填料的作用能充分发挥出来；使用常用树脂，成膜后由于颜填料密度较大，成膜后微观状态下表层树脂较多，已对该波段具有较高吸收，颜填料作用不易发挥，不利于降低涂层在该波段的红外发射率。
进一步，所述的红外透明颜料为硒化物、硫化物、氟化物和氧化物，如硒化锌、硫化锌、氧化锌、硫化镉、氟化钙、氟化钡、三氧化二铁、四氧化三铁的一种或几种。
进一步，所述的红外低发射功能填料为石墨、导电石墨、碳纳米管、石墨烯的一种或几种。
进一步，所述的稀释剂为酯类、苯类、酮类的一种或几种。
本发明的第二方面在于提供一种不含金属填料的红外低发射率涂料的制备方法：将配方中红外低吸收粘结剂、红外透明颜料、红外低发射功能填料及稀释剂混合均匀后研磨分散至细度≤10um即可。
本发明的有益效果：本发明制备的涂层在热红外8～14um波段红外发射率＜0.5，同时可根据背景条件，制备各种浅色及深色涂层，实现一定背景条件下红外可见光隐身兼容；此外具有一定的雷达透波性能。
具体实施方式
本实施例示范了不含金属填料的红外低发射率涂料及其制备方法。
实施例1
称量热塑性酚醛树脂18g，硫化锌24g，导电石墨18g，酮类稀释剂40g，按配方量称量后研磨分散至涂料细度为10um后，用稀释剂调节至喷涂粘度(涂4粘度16～23S)，喷涂于基材上，控制涂层干膜厚度为20±3um，待实干后测得涂层8～14um波段平均红外发射率为0.38。
实施例2
称量热塑性酚醛树脂12g，硫化锌12g，导电石墨16g，酮类稀释剂60g，按配方量称量后研磨分散至涂料细度为10um后，用稀释剂调节至喷涂粘度(涂4粘度16～23S)，喷涂于基材上，控制涂层干膜厚度为20±3um，待实干后测得涂层8～14um波段平均红外发射率为0.49。
实施例3
称量热塑性酚醛树脂15g，硫化锌17.5g，导电石墨17.5g，酮类稀释剂50g，按配方量称量后研磨分散至涂料细度为10um后，用稀释剂调节至喷涂粘度(涂4粘度16～23S)，喷涂于基材上，控制涂层干膜厚度为20±3um，待实干后测得涂层8～14um波段平均红外发射率为0.45。
本公开已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本公开的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本公开的范围。相反，在不脱离本公开的精神和范围内所作的变动与润饰，均属本公开的专利保护范围。

Claims (6)

1.一种不含金属填料的红外低发射率涂料，其特征在于：包含以下按质量份计的成分组成：
Figure FDA0003372418090000011
所述红外低发射功能填料为非金属填料。
2.根据权利要求1所述的不含金属填料的红外低发射率涂料，其特征在于：所述的红外低吸收粘结剂为自制的热塑性酚醛树脂，所述自制的热塑性酚醛树脂为分子量1000的纯线性酚醛树脂。
3.根据权利要求1所述的不含金属填料的红外低发射率涂料，其特征在于：红外透明颜料为硒化物、硫化物、氟化物和氧化物，如硒化锌、硫化锌、氧化锌、硫化镉、氟化钙、氟化钡、三氧化二铁、四氧化三铁的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的不含金属填料的红外低发射率涂料，其特征在于：红外低发射功能填料为石墨、导电石墨、碳纳米管、石墨烯的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的不含金属填料的红外低发射率涂料，其特征在于：稀释剂为酯类、苯类、酮类的一种或几种。
6.权利要求1-5所述任一项不含金属填料的红外低发射率涂料的制备方法，其特征在于：将配方中红外低吸收粘结剂、红外透明颜料、红外低发射功能填料及稀释剂混合均匀后研磨分散至细度≤10um即可。
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