CN115679710A - 一种多频谱复合伪装织物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多频谱复合伪装织物及其制备方法，包括外层的光学‑红外隐身织物和内层的雷达吸波织物；雷达吸波织物包括电磁屏蔽基布和涂覆于电磁屏蔽基布表面的雷达吸波涂料；光学‑红外伪装隐身织物为一侧表面印有迷彩图案；另一侧涂覆有红外隐身涂料的第一基布——75D尼龙布；两层织物以如下方式缝合：光学‑红外隐身织物的红外隐身涂料层靠近雷达吸波织物的雷达吸波涂料层。制备方法包括以下步骤：选择电磁屏蔽基布，并在其表层涂覆雷达吸波涂料；在印有迷彩图案的基布上涂覆红外隐身涂料；采用机械缝纫的方式对两种处理后的织物进行缝合，此制备方法简单、成本低且过程控制简捷。
Description
技术领域
本发明属于伪装隐身技术领域，具体地涉及一种多频谱复合伪装织物及其制备方法。
背景技术
在现代战争中，雷达探测技术在各种探测器中占据着主导地位，并发挥着举足轻重的作用。随着红外探测技术的发展和先进红外探测器的问世，其在侦察、跟踪和制导技术方面也得到了越来越多的应用，对军事设施和武器装备的威胁也越来越大。
可见光-红外隐身技术以及雷达隐身技术作为提高目标生存能力和战斗力的重要因素，目前已经受到世界各个军事大国的极度重视；因此，实现雷达与可见光、红外复合隐身，提高军事目标战场生存能力，具有极其重要的战略意义。
传统的可见光-红外-雷达隐身大多采用分层涂敷的方式，即先对保护目标先涂覆一层或数层雷达吸波涂料，然后再外涂覆可见光、红外隐身涂料。但传统的吸波涂层一般吸波频带窄、重量高、厚度大，吸波机理单一，很难满足隐身技术对涂层质轻、宽频的要求，且应用范围也受到很大程度限制。
为了实现雷达与可见光、红外复合隐身，需要解决吸波涂料与红外隐身涂料的相容性问题。传统的解决办法一般都是适当的牺牲其中某一性能以达到较好的红外隐身技术以及雷达隐身性能。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种多频谱复合伪装织物，此多频谱复合伪装织物通过在外层织物上实现光学和红外隐身性能，在内层织物上实现雷达吸波和屏蔽性能，将两层织物缝合后，整体在可见光、近红外、中远红外和雷达波段均具有良好的反探测性能，可有效对抗现代高技术侦察手段和设施。
本发明的第二目的在于提供上述多频谱复合伪装织物的制备方法，该制备方法简单、成本低廉、且过程控制简捷。
本发明的多频谱复合伪装织物可应用于多波段伪装遮障材料、人体防护等军用装备上，能有效减小对目标的光学、红外以及雷达探测，具有广阔的发展应用前景。
本发明技术方案是，一种多频谱复合伪装织物，包括外层的光学-红外隐身织物和内层的雷达吸波织物；所述雷达吸波织物包括电磁屏蔽基布和涂覆于所述电磁屏蔽基布表面的雷达吸波涂料；所述电磁屏蔽基布为不同金属纤维交混织面料、单一电磁屏蔽金属纤维面料或含金属镀层的面料中的一种或多种；所述光学-红外伪装隐身织物采用75D尼龙布为基材，一侧表面使用颜料印制迷彩图案，另一侧表面涂覆红外隐身涂料；红外隐身涂料的涂层厚度为10-15μm、面密度度为280-300g/㎡；所述光学-红外隐身织物和内层的雷达吸波织物以如下方式缝合：光学-红外隐身织物的红外隐身涂料层靠近雷达吸波织物的雷达吸波涂料层。
进一步的，所述电磁屏蔽基布为镀铜镍导电布面料、镀铜镍银导电布面料、镀银菱形格导电布面料、镀银针织导电布面料、不锈钢纤维导电布面料、铜镍金属纤维交混织面料、铜银金属纤维交混织面料中的一种或多种。
进一步的，所述雷达吸波涂料以聚氨酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂和己二酸聚酯中的一种或多种为树脂基体；以纳米导电炭黑、镀镍碳纳米管、短切碳纤维、纳米NiFe2O4材料、六角晶系磁铅石型铁氧体和羰基铁粉中的一种或多种作为吸波材料，配合固化剂使用而得到；其中树脂基体与吸波材料的质量比为5:(1～2)。
进一步的，所述第一基布上印制的迷彩图案为典型林地型迷彩图案、典型荒漠型迷彩图案或典型雪地型迷彩图案中的一种，第一基布上迷彩图案中各颜色的色差与标准色色差≤3。
进一步的，所述红外隐身涂料以丁腈橡胶、三元乙丙树脂和丙烯酸树脂中的一种或多种为成膜物质；以甲苯、二甲苯或者环己烷为溶剂，以微米级片状Fe-Al复合材料、铜纳米线、微米级片状铝粉和纳米SmFeO3中的一种或多种作为红外低发射率材料而得到；其中树脂基体与红外低发射率材料的质量比为5:(1～3)。
本发明还提供了上述多频谱复合伪装织物的制备方法，包括以下步骤：
S1、在电磁屏蔽基布上喷涂雷达吸波涂料，得到雷达吸波织物；
S2、在第一基布的一侧表面印制迷彩图案；
S3、在第一基布的另一侧表面喷涂红外隐身涂料，得到光学-红外伪装隐身织物；
S4、将光学-红外伪装隐身织物的迷彩图案面朝外，红外隐身涂料层面靠近雷达吸波织物的雷达吸波涂料层面，采用机械缝纫方式将步骤S1和步骤S2得到的两种织物进行缝合，得到所述多频谱复合伪装织物。
进一步的，上述步骤S1的工艺如下：将树脂基体与稀释剂用分散机在800～1200r/min的速度下高速分散使之混合均匀；再加入质量分数为10～50％的吸波材料继续高速分散混合均匀；得到吸波涂料A组分，最后将固化剂加入到雷达吸波涂料A组分中，得到所述雷达吸波涂料，将电磁屏蔽基布固定在涂层机上，用所述雷达吸波涂料进行涂布，然后将涂布后的织物置于100～120℃烘箱中烘干，得到所述雷达吸波织物；其中树脂基体与稀释剂的质量比为：(10～2):1。
进一步的，上述步骤S3的工艺如下：将成膜物质溶于溶剂中，使用高速分散机在800～1200r/min的速度下搅拌使之混合均匀；再加入质量分数为10～60％的红外低发射率材料，继续搅拌均匀后制得所述红外隐身涂料；将印有迷彩图案的第一基布固定在涂层机上，用所述红外隐身涂料进行涂布，然后将涂布后的织物置于80～100℃的烘箱中烘干，得到所述光学-红外伪装隐身织物。
进一步的，上述步骤S4中，缝纫以涤纶碳纤维细线、镀银细线、铜线或混纺线为缝纫线，采用外包缝、来去缝或平缝其一的缝纫方式对雷达吸波织物和光学-红外伪装隐身织物进行缝合，线迹密度为6针/3cm～15针/3cm，机针号为6～12号。
与现有技术相比，本发明的有益效果有：
1、本发明的多频谱复合伪装织物采用多种材料的合理匹配与结构复合而成，既能通过迷彩图案较有效模拟特定目标的某些外部形貌特征，又能满足对雷达波及红外信号等的有效衰减，并形成与环境近似的漫反射；复合结构中的吸波层完成对雷达波的衰减，迷彩伪装层完成对可见光的近似漫反射达到伪装效果，红外隐身层完成红外波段的伪装，从而较好地满足伪装的实时性与高效率。
2、本发明的多频谱复合伪装织物的制备方法以下步骤：首先，选择功能性的电磁屏蔽金属纤维面料或含金属镀层的面料，并在面料表层涂覆一层雷达吸波涂料；其次，在印有迷彩图案的基布上涂覆一层红外隐身涂料；最后，采用机械缝纫的方式对两种处理后的织物进行缝合，此制备方法简单、成本低且过程控制简捷。
3、本发明的伪装材料重量轻，便于运输携带和施工，方便与其他伪装材料配合使用，能较好地实现战场环境下的实时与高效伪装。可作为新型多波段伪装遮障材料，在可见光、近红外、中远红外和雷达波段均具有良好的反探测性能，可有效对抗现代高新技术侦察手段，在伪装防护军事目标中具有广阔的应用前景。
本发明提供的多频谱复合伪装织物，在可见光、近红外、雷达波段均具有良好的反探测性能，将上述布料用于伪装遮障领域，可有效对抗现代高技术侦察手段，具有广阔的发展前景；具有价格低廉、使用方便等突出优点，在伪装防护军事目标中具有广阔的应用前景，其制备方法简单、成本低廉。
附图说明
图1为本发明实施例中利用多频谱复合伪装织物制备的雪地型电磁屏蔽伪装服上衣。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明所要求保护的范围之内。
无特殊说明，所使用的药品/试剂均为市售。
实施例1
一种多频谱复合伪装织物的制备方法：
将优选的镀铜镍银导电布面料用无水乙醇进行清洗，然后于50℃的电热恒温干燥箱中烘干备用。
称取10kg环氧树脂胶粘剂与1kg无水乙醇稀释剂加热至60℃，再加入1kg的纳米导电炭黑以及0.5kg的纳米NiFe2O4吸波剂，用分散机在1000r/min的转度下高速分散，混合均匀后加入0.5kg的605聚酰胺环氧固化剂，继续搅拌分散混合均匀，涂料制备完毕后将上述镀铜镍银导电布面料固定在涂层机上进行涂覆，后将涂层织物置于100℃烘箱中烘干备用。
所选的迷彩图案为符合光学伪装的林地型基布。
称取10kg三元乙丙树脂溶于1kg环己烷中加热至50℃，用分散机在800r/min的转速下搅拌混合均匀；再加入微米级的片状铝粉1.5kg以及0.5kg的纳米SmFeO3红外低发射率材料，搅拌均匀后制得涂料；制备完毕后将上述迷彩布固定在涂层机上进行涂覆，后将涂层织物置于80℃的烘箱中烘干备用。
采用镀银细线为缝纫线，以外包缝缝纫的方式对两种织物进行缝合，线迹密度为6针/3cm、机针号为10号将上述两种织物进行机械缝纫，得到一种林地型多频谱复合伪装织物。
实施例2
一种多频谱复合伪装织物的制备方法：
将优选的镀铜镍银导电布面料用无水乙醇进行清洗，然后于50℃的电热恒温干燥箱中烘干备用。
称取10kg聚氨酯树脂与2kg丙酮稀释剂加热至50℃用分散机以1000r/min的转速搅拌，再加入1kg的镀镍碳纳米管、0.3kg的短切碳纤维以及0.2kg六角晶系磁铅石型铁氧体，后加入0.6kg的N3390异氰酸酯固化剂，继续搅拌分散均匀。涂料制备完毕后将上述镀铜镍银导电布面料固定在涂层机上进行涂覆，后将涂层织物置于100℃烘箱中烘干备用。
所选的迷彩图案为符合光学伪装的荒漠型基布。
称取10kg三元乙丙树脂溶于1kg环己烷中加热至50℃，使用分散机以1000r/min的转速分散，使之混合均匀；再加入1.5kg微米级片状铝粉以及0.5kg铜纳米线，继续分散均匀后制得涂料；制备完毕后将上述迷彩布固定在涂层机上进行涂覆，后将涂层织物置于80℃的烘箱中烘干备用。
采用铜线为缝纫线，以来去缝缝纫的方式对两种织物进行缝合，线迹密度为8针/3cm、机针号为12号将上述两种织物进行机械缝纫，得到一种荒漠型多频谱复合伪装织物。
根据不同地形地貌需求，可将上述一种荒漠型多频谱复合伪装织物通过裁剪、切花、缝纫，可制备成一种荒漠型兼容光学-红外-雷达伪装的军用多功能伪装网。该伪装网重量轻、结构简单，具有良好的防侦察功能。
实施例3
一种多频谱复合伪装织物的制备方法：
将优选的镀银菱形格导电布面料用无水乙醇进行清洗，然后于50℃的电热恒温干燥箱中烘干备用。
称取10kg环氧树脂胶粘剂与1kg无水乙醇稀释剂加热至60℃用分散机以800r/min的转度分散，再加入1kg的纳米导电炭黑以及0.5kg的羰基铁粉作为吸波剂，搅拌分散混合均匀，后加入0.4kg的605聚酰胺环氧固化剂，继续高速搅拌分散均匀。涂料制备完毕后将上述镀银菱形格导电布面料固定在涂层机上进行涂覆，后将涂层织物置于100℃烘箱中烘干备用。
所选的迷彩图案为符合光学伪装的雪地型基布。
称取10kg丙烯酸树脂溶于2kg二甲苯中加热至50℃，用分散机以800r/min的速度分散搅拌使之混合均匀；再加入1kg的微米级片状铝粉、0.5kg纳米SmFeO3以及0.2kg纳米铜线，继续搅拌均匀后制得涂料；制备完毕后将上述迷彩布固定在涂层机上进行涂覆，后将涂层织物置于80℃的烘箱中烘干备用。
采用涤纶碳纤维细线为缝纫线，以外包缝缝纫的方式对两种织物进行缝合，线迹密度为6针/3cm、机针号为12号，将上述两种织物进行机械缝纫，得到一种兼容光学-红外伪装的军用电磁屏蔽布料。
根据人体特征，可将上述一种兼容光学-红外伪装的军用电磁屏蔽布料通过裁剪、缝纫可制备成一种雪地型兼容光学-红外伪装的军用电磁屏蔽服，见附图1。屏蔽服的具体性能参数包括：在2～4GHz、4～8GHz和8～40GHz频段的雷达波反射衰减分别为-12.5dB、-15dB和-23dB；在1～8GHz和8～40GHz的整体电磁波屏蔽效能为75dB以上，布料的面密度为0.75～0.8kg/m2，屏蔽服重量在1.2kg左右。
试验例
将上述实施例1～3所得到的兼容光学-红外伪装的军用电磁屏蔽布料裁剪成200mm×180mm的样品，采用GJB 2038A-2011《雷达吸波材料反射率测试方法》中规定的弓形法进行测试，其结果如表1所示。红外发射率测试：采用中科院上海技术物理研究所研制的IR-2双波段发射率测试仪测量涂层在8～14μm波段的红外发射率，其结果如表1所示。
表1实施例1-3所得产品的性能测试结果
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (9)
1.一种多频谱复合伪装织物，其特征在于，包括外层的光学-红外隐身织物和内层的雷达吸波织物；
所述雷达吸波织物包括电磁屏蔽基布和涂覆于所述电磁屏蔽基布表面的雷达吸波涂料；所述电磁屏蔽基布为不同金属纤维交混织面料、单一电磁屏蔽金属纤维面料或含金属镀层的面料中的一种或多种；
所述光学-红外伪装隐身织物采用75D尼龙布为基材，一侧表面使用颜料印制迷彩图案，另一侧表面涂覆红外隐身涂料；红外隐身涂料的涂层厚度为10-15μm、面密度度为280-300g/㎡；
所述光学-红外隐身织物和内层的雷达吸波织物以如下方式缝合：光学-红外隐身织物的红外隐身涂料层靠近雷达吸波织物的雷达吸波涂料层。
2.如权利要求1所述的多频谱复合伪装织物，其特征在于，所述电磁屏蔽基布为镀铜镍导电布面料、镀铜镍银导电布面料、镀银菱形格导电布面料、镀银针织导电布面料、不锈钢纤维导电布面料、铜镍金属纤维交混织面料、铜银金属纤维交混织面料中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的多频谱复合伪装织物，其特征在于，所述雷达吸波涂料以聚氨酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂和己二酸聚酯中的一种或多种为树脂基体；以纳米导电炭黑、镀镍碳纳米管、短切碳纤维、纳米NiFe2O4材料、六角晶系磁铅石型铁氧体和羰基铁粉中的一种或多种作为吸波材料，配合固化剂使用而得到；
其中树脂基体与吸波材料的质量比为5:(1～2)。
4.根据权利要求1所述的多频谱复合伪装织物，其特征在于，所述第一基布上印制的迷彩图案为典型林地型迷彩图案、典型荒漠型迷彩图案或典型雪地型迷彩图案中的一种，第一基布上迷彩图案中各颜色的色差与标准色色差≤3。
5.根据权利要求1所述的多频谱复合伪装织物，其特征在于，所述红外隐身涂料以丁腈橡胶、三元乙丙树脂和丙烯酸树脂中的一种或多种为成膜物质；以甲苯、二甲苯或者环己烷为溶剂，以微米级片状Fe-Al复合材料、铜纳米线、微米级片状铝粉和纳米SmFeO3中的一种或多种作为红外低发射率材料而得到；
其中树脂基体与红外低发射率材料的质量比为5:(1～3)。
6.根据权利要求1所述的多频谱复合伪装织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在电磁屏蔽基布上喷涂雷达吸波涂料，得到雷达吸波织物；
S2、在第一基布的一侧表面印制迷彩图案；
S3、在第一基布的另一侧表面喷涂红外隐身涂料，得到光学-红外伪装隐身织物；
S4、将光学-红外伪装隐身织物的迷彩图案面朝外，红外隐身涂料层面靠近雷达吸波织物的雷达吸波涂料层面，采用机械缝纫方式将步骤S1和步骤S2得到的两种织物进行缝合，得到所述多频谱复合伪装织物。
7.根据权利要求6所述的多频谱复合伪装织物的制备方法，其特征在于，
所述步骤S1的工艺如下：将树脂基体与稀释剂用分散机在800～1200r/min的速度下高速分散使之混合均匀；再加入质量分数为10～50％的吸波材料继续高速分散混合均匀；得到吸波涂料A组分，最后将固化剂加入到雷达吸波涂料A组分中，得到所述雷达吸波涂料，将电磁屏蔽基布固定在涂层机上，用所述雷达吸波涂料进行涂布，然后将涂布后的织物置于100～120℃烘箱中烘干，得到所述雷达吸波织物；
其中树脂基体与稀释剂的质量比为：(10～2):1。
8.根据权利要求6所述的多频谱复合伪装织物的制备方法，其特征在于，所述步骤S3的工艺如下：
将成膜物质溶于溶剂中，使用高速分散机在800～1200r/min的速度下搅拌使之混合均匀；再加入质量分数为10～60％的红外低发射率材料，继续搅拌均匀后制得所述红外隐身涂料；将印有迷彩图案的第一基布固定在涂层机上，用所述红外隐身涂料进行涂布，然后将涂布后的织物置于80～100℃的烘箱中烘干，得到所述光学-红外伪装隐身织物。
9.根据权利要求6所述的多频谱复合伪装织物的制备方法，其特征在于，在步骤S4中，缝纫以涤纶碳纤维细线、镀银细线、铜线或混纺线为缝纫线，采用外包缝、来去缝或平缝其一的缝纫方式对雷达吸波织物和光学-红外伪装隐身织物进行缝合，线迹密度为6针/3cm～15针/3cm，机针号为6～12号。
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