RU2503103C1 - Способ изготовления поглощающего покрытия - Google Patents

Способ изготовления поглощающего покрытия Download PDF

Info

Publication number
RU2503103C1
RU2503103C1 RU2012157898/04A RU2012157898A RU2503103C1 RU 2503103 C1 RU2503103 C1 RU 2503103C1 RU 2012157898/04 A RU2012157898/04 A RU 2012157898/04A RU 2012157898 A RU2012157898 A RU 2012157898A RU 2503103 C1 RU2503103 C1 RU 2503103C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
carbon nanotubes
polyimide
dispersion
coating
Prior art date
Application number
RU2012157898/04A
Other languages
English (en)
Inventor
Андрей Александрович Жуков
Андрей Сергеевич Корпухин
Вадим Петрович Лаврищев
Ольга Анатольевна Дюкарева
Олег Юрьевич Казанцев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") filed Critical Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы")
Priority to RU2012157898/04A priority Critical patent/RU2503103C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2503103C1 publication Critical patent/RU2503103C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу изготовления поглощающего покрытия, обеспечивающего поглощение в инфракрасном диапазоне длин волн для создания эталонов абсолютно черного тела в имитаторах излучения для аппаратуры дистанционного зондирования земли со стабильными характеристиками. Способ изготовления поглощающего покрытия включает формирование на пластине-носителе последовательно адгезионного слоя; полиимидного слоя с углеродными нанотрубками из раствора пиромилитового диангидрида и оксидианилина в полярном растворителе методом центрифугирования или полива с последующей сушкой. На высушенном полиимидном слое с углеродными нанотрубками формируют методом центрифугирования или полива слой из дисперсии углеродных нанотрубок в полярном растворителе: диметилформамиде или диметилацетамиде. Далее проводят сушку и термоимидизацию полиимидного слоя с углеродными нанотрубками и с углеродными нанотрубками из дисперсии, внедренными частично в растворенный приповерхностный слой полиимида. На слое из углеродных нанотрубок, внедренных и выступающих из полиимидного слоя, прошедшего термоимидизацию, формируют упрочняющий и поглощающий слой из нитрида кремния методом плазмохимического осаждения. Технический результат - создание воспроизводимого и стабильного во времени процесса изготовления покрытия с высокой поглощающей способностью инфракрасного излучения, работающего в широком диапазоне температур. 2 ил., 1 пр.

Description

Область техники
Изобретение относится к методам изготовления многофункциональных покрытий, обеспечивающих поглощение в инфракрасном диапазоне длин волн. Изобретение применяется для создания эталонов абсолютно черного тела в имитаторах излучения для аппаратуры дистанционного зондирования земли со стабильными характеристиками,
Из уровня техники известен способ изготовления покрытия (см. патент Российской Федерации на изобретение RU 2215764, опубл. 10.11.2003) на основе композиции, включающей полимерное связующее и наполнитель. В качестве полимерного связующего она содержит (19-21)%-ный раствор хлорсульфированного полиэтилена в углеводородном растворителе, а в качестве наполнителя смесь сажи и графита при следующем соотношении компонентов, мас.%: (19-21)%-ный раствор хлорсульфированного полиэтилена в углеводородном растворителе 63,0-69,2, сажа 10,0-12,0, графит 20,8-25,0.
Недостатком известного технического решения является низкая воспроизводимость технологического процесса из-за сложности состава покрытия и может иметь неоднородные свойства из-за трудности равномерного введения ингредиентов в основу. Кроме того, композиция имеет ограниченную область применения вследствие невозможности работать в широком температурном диапазоне от минус 196°C до плюс 400°C (рабочий диапазон температур покрытия от минус 40°C до плюс 140°C). Известное покрытие экранирует электромагнитные излучения в радиолокационном, оптическом и лазерном диапазонах длин волн, однако, не обеспечивает приемлемые величины поглощения, а также не обеспечивает поглощения в ИК-областях спектра.
Из уровня техники известен способ изготовления многофункционального покрытия для экранирования электромагнитного излучения (см. патент Российской Федерации на изобретение RU 2420549, опубл. 10.06.2011). Изобретение относится к методам получения лакокрасочных материалов, предназначенных для нанесения покрытий, отличающимся физическими свойствами, а более конкретно к краскам, поглощающим излучения. По химическому составу соответствует группе изобретений, в которых решение технической задачи осуществляется за счет использования неорганических или низкомолекулярных органических веществ в качестве компонентов композиций на основе высокомолекулярных соединений, причем этими компонентами являются углерод в форме графита и волокна. Композиция содержит два жидких компонента, соединяемых перед нанесением композиции на поверхность изделия. Первый компонент - отвердитель эпоксидной смолы, а второй - композиция на основе эпоксидной смолы, содержащая (мас.%) два дисперсных электропроводящих наполнителя различных по форме частиц (графит 50-70 и углеродное волокно 1-5), пластификатор 0,2-1, термопластичный полиуретан 0,2-1, эпоксидную смолу - остальное до 100. Изобретение позволяет уменьшить СВЧ излучение в 19-25 раз.
Недостатком известного технического решения является низкая воспроизводимость технологического процесса из-за сложности состава покрытия и может иметь неоднородные свойства из-за трудности равномерного введения ингредиентов в основу. Кроме того, композиция имеет ограниченную область применения вследствие невозможности работать в широком температурном диапазоне от минус 196°C до плюс 400°C (известная композиция может работать в температурном диапазоне только от минус 120°C до плюс 200°C).
Из уровня техники известен способ изготовления поливинилбутирального покрытия, предназначенного для поглощения инфракрасного излучения (см. патент Российской Федерации на изобретение RU 2294944, опубл. 10.12.2004). Поливинилбутиральное покрытие состоит из перерабатываемой в расплаве поливинилбутиральной смолы, содержащей для поглощения инфракрасного излучения диспергированные в ней гексаборид лантана в количестве от 0,005 до 0,1 мас.% в расчете на массу композиции, или смесь гексаборида лантана в количестве от 0,001 до 0,1 мас.% в расчете на массу композиции, и по меньшей мере одного компонента, выбранного из смешанного оксида индия и олова и смешанного оксида сурьмы и олова, причем смешанный оксид индия и олова и/или указанный смешанный оксид сурьмы и олова присутствуют в указанной смеси в количестве от 0,05 до 2,0 мас.% в расчете на массу композиции.
Недостатком известной композиции является низкая воспроизводимость технологического процесса из-за сложности состава покрытия, которая может иметь неоднородные свойства из-за трудности равномерного введения ингредиентов в основу. Кроме того, ограниченная область применения композиции вследствие невозможности работать в широком температурном диапазоне от минус 196°C до плюс 400°C (известная композиция может работать в температурном диапазоне только от минус 70°C до плюс 120°C).
Раскрытие изобретения
Техническим результатом заявленного изобретения является создание воспроизводимого и стабильного во времени процесса изготовления покрытия с высокой поглощающей способностью инфракрасного (ИК) излучения, работающего в широком диапазоне температур от минус 196°C до плюс 400°C, нанесение которого на разного рода конструкции (стеклопластиковые, металлические, и др.) позволяет достичь значительного поглощения ИК излучения - до 98% в широком частотном спектре с длиной волны от 1 до 50 мкм,.
Технический результат заявленного изобретения достигается тем, что на пластине-носителе последовательно формируют:
- адгезионный слой;
- полиимидный слой с углеродными нанотрубками из раствора пиромилитового диангидрида и оксидианилина в полярном растворителе методом центрифугирования или полива с последующей сушкой;
- на высушенном полиимидном слое с углеродными нанотрубками формируют методом центрифугирования или полива слой из дисперсии углеродных нанотрубок в полярном растворителе (диметилформамиде или диметилацетамиде), который растворяет приповерхностный слой полиимида и углеродные нанотрубки частично внедряются в растворенный слой;
- проводят сушку и термоимидизацию полиимидного слоя с углеродными нанотрубками и с углеродными нанотрубками из дисперсии, внедренными частично в растворенный приповерхностный слой полиимида;
- на поверхности слоя из углеродных нанотрубок из дисперсии, внедренных частично в растворенный приповерхностный слой полиимида и выступающих из него, прошедшего термоимидизацию, формируют упрочняющий и поглощающий слой из нитрида кремния методом плазмохимического осаждения.
Краткое описание чертежей
Признаки и сущность заявленного изобретения поясняются в последующем детальном описании, иллюстрируемом чертежами, где показано следующее.
На фиг.1(а-е) - пример изготовления поглощающего покрытия, где обозначено следующее:
1 - пластина - носитель;
2 - адгезионный слой;
3 - полиимидный слой с углеродными нанотрубками, выполненный из раствора пиромилитового диангидрида и оксидианилина в полярном растворителе с последующей сушкой;
4 - слой из дисперсии углеродных нанотрубок в полярном растворителе (диметилформамид, диметилацетамид);
5 - приповерхностный слой в полиимидном слое с углеродными нанотрубками, растворенный полярным растворителем из дисперсии с углеродными нанотрубками;
6 - слой углеродных нанотрубок, частично внедренных и выступающих из полиимидного слоя с углеродными нанотрубками после термоимидизации;
7 - упрочняющий и поглощающий слой нитрида кремния толщиной до 1,0 мкм.
На фиг.2 - спектр пропускания поглощающего покрытия при различных длинах волн и волновых числах.
На фигуре представлена зависимость пропускания инфракрасного излучения поглощающим покрытием в диапазоне длин волн от 2,0 до 25,0 мкм, которая показывает минимальное пропускание около 2% и максимальное поглощение падающего на покрытие излучения (с учетом диффузного отражения).
Осуществление и пример реализации изобретения
Заявленный способ изготовления покрытия с высокой поглощающей способностью инфракрасного излучения был применен при создании эталонов абсолютно черного тела в имитаторах излучения для аппаратуры дистанционного зондирования земли со стабильными характеристиками. Изготовление поглощающего покрытия (см. фиг.1, а-е) осуществляли следующим образом.
На пластине-носителе (1) из кремния формируют адгезионный слой (2) (фиг.1, (а)) на основе γ-аминопропилтриэтоксисилана и пол ними дный слой с углеродными нанотрубками (3) (фиг.1, (б)) с концентрацией до 10 масс % из раствора пиромилитового диангидрида и оксидианилина в полярном растворителе методом центрифугирования или полива с последующей сушкой в течение 30-60 минут при температуре от плюс 60°C до плюс 100°C. На высушенном полиимидном слое с углеродными нанотрубками (3) формировали методом полива или центрифугирования с последующей сушкой слой из дисперсии углеродных нанотрубок в полярном растворителе (4) диметилформамиде с концентрацией последних до 80 масс.% (фиг.1, (в)), при этом верхняя часть полиимидного слоя (5) растворяется и нанотрубки из дисперсии частично внедряются в этот приповерхностный слой полиимида (фиг.1, (г)). Далее проводили имидизацию полиимидного слоя (3) с нанотрубками и внедренным слоем из нанотрубок (6). После термоимидизации на поверхности углеродных нанотрубок (6) (фиг.1, (д)), внедренных в полиимид, формировали упрочняющий и поглощающий слой (фиг.1, (е)) из нитрида кремния (7) методом плазмохимического осаждения толщиной до 1,0 мкм. Изготовленные образцы испытывали с помощью ИК-спектрофотометра Shimadzu IRAffinity-1 (фиг 2). Как видно из спектра, поглощающее покрытие имеет коэффициент поглощения приблизительно 0,98% после воздействия температур от минус 196°C до плюс 400°C спектр поглощения не изменялся.
Таким образом, поглощающее покрытие, изготовленное вышеописанным способом, имеет качественное исполнение без разрывов и трещин с коэффициентом поглощения до 0,98%, с возможностью работать в широком диапазоне температур.

Claims (1)

  1. Способ изготовления поглощающего покрытия, заключающийся в том, что на пластине-носителе последовательно формируют:
    - адгезионный слой;
    - полиимидный слой с углеродными нанотрубками из раствора пиромилитового диангидрида и оксидианилина в полярном растворителе методом центрифугирования или полива с последующей сушкой;
    - на высушенном полиимидпом слое с углеродными нанотрубками формируют методом центрифугирования или полива слой из дисперсии углеродных нанотрубок в полярном растворителе - диметилформамиде или диметилацетамиде;
    - проводят сушку и тсрмоимидизацию полиимидного слоя с углеродными нанотрубками и с углеродными нанотрубками из дисперсии, внедренными частично в растворенный приповерхностный слой полиимида;
    - на слое из углеродных нанотрубок, внедренных и выступающих из полиимидного слоя, прошедшего термоимидизацию, формируют упрочняющий и поглощающий слой из нитрида кремния методом плазмохимического осаждения.
RU2012157898/04A 2012-12-27 2012-12-27 Способ изготовления поглощающего покрытия RU2503103C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012157898/04A RU2503103C1 (ru) 2012-12-27 2012-12-27 Способ изготовления поглощающего покрытия

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012157898/04A RU2503103C1 (ru) 2012-12-27 2012-12-27 Способ изготовления поглощающего покрытия

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2503103C1 true RU2503103C1 (ru) 2013-12-27

Family

ID=49817826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012157898/04A RU2503103C1 (ru) 2012-12-27 2012-12-27 Способ изготовления поглощающего покрытия

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2503103C1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2606350C1 (ru) * 2015-05-19 2017-01-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ) Защитное покрытие на основе полимерного композиционного радиоматериала
RU2645536C1 (ru) * 2016-11-01 2018-02-21 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов" (ФГБНУ ТИСНУМ) Светопоглощающий материал
RU2655187C1 (ru) * 2017-04-12 2018-05-25 Открытое акционерное общество "Завод Магнетон" Радиопоглощающий композиционный материал строительного назначения и способ его получения
CN114347517A (zh) * 2022-01-19 2022-04-15 成都佳驰电子科技股份有限公司 一种电磁功能结构一体化吸波棱边设计方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2215764C1 (ru) * 2002-11-13 2003-11-10 Титомир Александр Козмович Композиция для покрытий, экранирующих электромагнитные излучения
US7118693B2 (en) * 2001-07-27 2006-10-10 Eikos, Inc. Conformal coatings comprising carbon nanotubes
US7589661B2 (en) * 2006-09-26 2009-09-15 Bridgestone Corporation Radio wave absorber
RU2404219C2 (ru) * 2004-12-03 2010-11-20 Констракшн Рисерч Энд Текнолоджи Гмбх Темный плоский элемент с малой теплопроводностью, сниженной плотностью и низким поглощением солнечного излучения
RU2420549C2 (ru) * 2009-07-16 2011-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Технопром" Лакокрасочная композиция

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7118693B2 (en) * 2001-07-27 2006-10-10 Eikos, Inc. Conformal coatings comprising carbon nanotubes
RU2215764C1 (ru) * 2002-11-13 2003-11-10 Титомир Александр Козмович Композиция для покрытий, экранирующих электромагнитные излучения
RU2404219C2 (ru) * 2004-12-03 2010-11-20 Констракшн Рисерч Энд Текнолоджи Гмбх Темный плоский элемент с малой теплопроводностью, сниженной плотностью и низким поглощением солнечного излучения
US7589661B2 (en) * 2006-09-26 2009-09-15 Bridgestone Corporation Radio wave absorber
RU2420549C2 (ru) * 2009-07-16 2011-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Технопром" Лакокрасочная композиция

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2606350C1 (ru) * 2015-05-19 2017-01-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ) Защитное покрытие на основе полимерного композиционного радиоматериала
RU2645536C1 (ru) * 2016-11-01 2018-02-21 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов" (ФГБНУ ТИСНУМ) Светопоглощающий материал
RU2655187C1 (ru) * 2017-04-12 2018-05-25 Открытое акционерное общество "Завод Магнетон" Радиопоглощающий композиционный материал строительного назначения и способ его получения
CN114347517A (zh) * 2022-01-19 2022-04-15 成都佳驰电子科技股份有限公司 一种电磁功能结构一体化吸波棱边设计方法
CN114347517B (zh) * 2022-01-19 2024-04-05 成都佳驰电子科技股份有限公司 一种电磁功能结构一体化吸波棱边设计方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2503103C1 (ru) Способ изготовления поглощающего покрытия
Fardoost et al. Design of a multilayer graphene-based ultrawideband terahertz absorber
JP3068213B2 (ja) レーザ切除可能な高分子誘電体およびそれの形成方法
Tiwari et al. Healable and flexible transparent heaters
US20080311373A1 (en) Electromagnetic wave absorbing material and method for preparing the same
He et al. High efficiency THz-wave modulators based on conjugated polymer-based organic films
EP1727847A1 (de) Funktionsschichten für optische anwendungen auf basis von polythiophenen
Jabbar et al. Optical characterization of silver doped poly (vinyl alcohol) films
EP2501840A2 (de) Siliziumschichten aus polymermodifizierten flüssigsilan-formulierungen
CN109143655A (zh) 一种包括金属有机框架薄膜的智能调光玻璃及其制备方法和应用
CN111286054B (zh) 一种聚4-甲基戊烯与SiO2微球复合薄膜及其制备方法
CN109283765B (zh) 一种多孔聚醚醚酮电解质膜的制备方法及应用
Gao et al. Preparation of paraffin wax-modified floating aluminum powder and composite coating with infrared stealth and wave-transparent function
Li et al. Reflection phase modification by metamaterial interface: an understanding of design criteria for ultrathin multispectral absorber
Li et al. A non-conjugated photothermal polymer complex absorbing light in visible and infrared windows
Basit et al. Structural, thermal and optoelectrical study of PVA/iron oxide nanocomposite films
RU2020115743A (ru) Отталкивающие землю и грязь покрытия из порошкового материала
CN101561614A (zh) 具有光限幅性能的固体萘酞菁器件
Bhagat et al. Novel photoluminescence and optical investigation of poly (vinyl acetate)/polyindole composites synthesized via chromium chloride as oxidant
CN105086463A (zh) 一种复合吸波材料、制备方法及应用
KR20180004585A (ko) 전도성 필름 및 그 제조방법
Yang et al. Dynamic graphical control of camouflage color with microwave/infrared stealth based on electromagnetic metastructures
KR102430280B1 (ko) 고 굴절률 특성을 갖는 자가치유 가능한 적외선 투과성 폴리이미드 광학 고분자 재료 및 이의 복합체
Asano Formation and properties of plasma-polymerized carbon disulfide films
CN103842435B (zh) 环氧树脂组合物及其制造方法