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CN117701080A - 一种伪装涂层低红外发射率消光浆及其制备方法和应用 - Google Patents

一种伪装涂层低红外发射率消光浆及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种伪装涂层低红外发射率消光浆及其制备方法和应用，包括质量份比为(10‑40)：(15‑40)：(2‑8)：(0.1‑0.3)：(0.1‑0.3)：(15‑40)的树脂：包覆型银纳米线分散液：微粉蜡：紫外老化助剂：分散剂：溶剂。其中树脂为PVB或改性PVA树脂；微粉蜡为聚乙烯微粉蜡或者聚丙烯微粉蜡中一种，平均粒径为5‑8μm、Tg为90‑150℃；包覆型银纳米线分散液为镍包覆型银纳米线，长径比800～1000。本发明的伪装涂层低红外发射率消光浆涂覆于伪装涂层表面，能够在不影响伪装涂层可见光的前提下降低涂层红外发射率及光泽，解决了伪装涂层可见光与红外发射率之间的兼容性问题。

Description

一种伪装涂层低红外发射率消光浆及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体地涉及一种伪装涂层低红外发射率消光浆及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，由于红外探测技术的迅速发展，尤其是具有高探测精度、高分辨率的红外探测和遥感设备不断的问世，对红外伪装技术提出了较为严峻的挑战。红外伪装涂料以其制造方便、成本低廉、坚固耐用、施工方便等优势是地面目标实现红外隐身的一种重要手段。
红外迷彩伪装的具体实施方法是在目标表面不同部位涂覆不同发射率的涂层，从而使目标的不同部位在相同条件下具有不同的辐射强度，这些不同的辐射强度进入红外成像系统后产生图像分割效果，达到目标与背景的融合，降低目标被发现和识别的概率。
现阶段调制低发射率涂层时大都采用添加大量金属颜料或半导体颜料等低发射率材料配合其他颜料再混合树脂调配而成，然而采用此方法调制的低发射率涂层由于低发射率材料明度较高且遮盖力极强导致低明度伪装色的低发射率与颜色不能兼容。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种伪装涂层低红外发射率消光浆及其制备方法和应用，本发明低红外发射率消光浆涂敷于伪装涂层表面，其对伪装涂层颜色影响极低同时可将涂层3～5μm、8～14μm红外发射率降低至0.7以下，同时光泽度降低至5°以内达到伪装涂层要求，其还可以可提高涂层耐摩擦性、耐老化学性等性能。
本发明采取的技术方案如下：本发明提供了一种伪装涂层低红外发射率消光浆，包括以下原料组分：树脂、包覆型银纳米线分散液、微粉蜡、助剂、溶剂，所述助剂包括紫外吸收剂、附着力促进剂和分散剂。
进一步的，上述各原料组分按质量份数计如下：树脂10-30份；包覆型银纳米线20-40份；微粉蜡2-8份；紫外吸收剂0.1-0.3份；分散剂0.1-0.3份；溶剂15-40份。
进一步的，上述树脂为PVB或改性PVA树脂，所述PVB树脂为聚乙烯醇与丁醛在催化剂下缩聚反应生成，所述改性PVA树脂为PVA树脂采用丁二酸作为交联剂对PVA树脂改性下生成。
进一步的，上述包覆型银纳米线分散液为镍包覆型银纳米线，长径比800～1000。
进一步的，上述微粉蜡为聚乙烯微粉蜡或聚丙烯微粉蜡，所述聚乙烯微粉蜡平均粒径为5-8μm、Tg为90-140℃；所述聚丙烯微粉蜡平均粒径为5-8μm、Tg为110-150℃。
进一步的，上述紫外吸收剂为UV326、UV328、UV234中至少一种；所述分散剂为byk103、byk163中至少一种。
进一步的，上述溶剂为乙醇。
本发明还提供了上述伪装涂层低红外发射率消光浆的制备方法，包括以下步骤：
S1：按照配方称取除包覆银纳米线之外的伪装涂层低红外发射率消光浆的原材料；
S2：将步骤S1配制的浆料在高速分散机上以1500r/min分散至细度低于15μm；
S3：将包覆银纳米线加入步骤S2所得浆料中以400r/min分散10分钟得到所述伪装涂层低红外发射率消光浆。
发明还提供了上述伪装涂层低红外发射率消光浆的应用，其涂覆于已经固化的装涂层表面，形成光学透明、红外发射率低于0.7的消光层。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
本发明的伪装涂层低红外发射率消光浆中采用PVB或改性PVA树脂。由于树脂主链由C-C组成，其C＝C、-CHO、-COOH等对3～5μm、8～14μm波段红外强吸收的基团含量极少，因此其红外透明性好；添加了镍包覆型纳米分散液，长径比800～1000的银纳米线由于纳米级别的尺寸效应具有优异的透光性，且银纳米线刮涂成膜后对3～5μm、8～14μm波段红外线具有极高反射率，同时采用金属镍包覆后的银纳米线解决了银纳米线易氧化的缺点；组分配方中的微粉蜡为聚乙烯微粉蜡或聚丙烯微粉蜡中一种，平均粒径为5-8μm、Tg为90-140℃，聚乙烯微粉蜡和聚丙烯微粉蜡由于其化学结构主要为碳碳单键其对3～5μm、8～14μm红外透明，在涂层干燥过程中会上浮至涂层表面使得涂层表面形成微小的凹凸,该表面对入射光线形成漫反射从而达到消光效果，同时上浮的微粉蜡可以降低涂层的摩擦系数提高了涂层的耐摩擦性；其中的紫外吸收剂为UV326、UV328、UV234三种紫外吸收剂中至少一种，其能够吸收太阳光中的紫外线提高涂层老化性能；其中的附着力促进剂聚酯型附着力促进剂，聚酯型促进剂由于其独特的化学结构对基材具有吸附作用能够提高涂层对基材的附着力；组分中的分散剂为byk103、byk163中至少一种，其可吸附在蜡粉颗粒表面防止颗粒表面防止颗粒聚集；其中的溶剂为乙醇，可降低体系粘度同时与银纳米线分散液相容。
2、本发明的伪装涂层低红外发射率消光浆中添加了红外高透树脂PVB或改性PVA树脂、光学透明低发射率材料包覆型银纳米线分散液及透红外消光材料聚乙烯微粉蜡或聚丙烯微粉蜡，由其制备的低红外发射率消光浆能够在不影响伪装涂层光学性能的情况下降低涂层发射率、光泽度。
3、本发明制得的伪装涂层低红外发射率消光浆中含有的蜡粉在消光层干燥过程中会上浮至涂层表面使得涂层表面的摩擦系数大大降低，提高涂层的耐摩擦性。
4、本发明提供的制备方法工艺简单，适用于大批量生产，价格便宜。
附图说明
图1本发明实施例1制备深绿色伪装涂层DG0847在350nm-1400nm波段的光谱反射率曲线图。
图2本发明实施例2制备褐土色伪装涂层BE1318在350nm-1400nm波段的光谱反射率曲线图。
图3本发明实施例3制备沙土色伪装涂层SE2034在350nm-1400nm波段的光谱反射率曲线图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。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，也不在本发明要求的保护范围之内。
无特殊说明，所使用的药品/试剂均为市售。
实施例1
本实施例提供了一种深绿色伪装涂层(DG0847)。此涂层包括两层材料：(1)DG0847深绿色伪装涂料；(2)低红外发射率消光浆。
(1)深绿色伪装涂料的具体配方如表1所示：
表1深绿色伪装涂料配方
组成 质量比
高反黑色浆 1.1
钴蓝色浆 3
钼铬红色浆 0.8
中铬黄色浆 3.5
(2)低红外发射率消光浆的原料组分包括：PVB树脂、包覆型银纳米线分散液、PP微粉蜡、UV326、BYK163、乙醇，其比例为质量份比30：30：5：0.2：0.2：34.6。所述原材料在高速分散机上高速分散使得浆料中粉料均匀分散开后即可。
低红外发射率消光浆具体制备方法，包括以下步骤：
S1：按照原料质量比依次称取PVB树脂、PP蜡粉、uv326、BYK163、乙醇；
S2：在高速分散机上以1500r/min转速分散至浆料细度在15μm以下；
S3：将包覆型银纳米线分散液加入步骤S2所得浆料中在高速分散机上以400r/min转速分散10分钟，得到低红外发射率消光浆；
深绿色伪装涂层的制备方法为：
将配制的深绿色伪装涂料用6μm线棒在聚酯纤维布上刮涂、然后放入烘箱中80℃烘烤20min取出，得到深绿色伪装涂层颜色层，后将低红外发射率消光浆用6μm线棒在深绿色伪装涂层颜色层上刮涂一层，放入80℃烘箱烘烤20min后取出，得到深绿色伪装涂层，然后测试低红外发射率消光浆层刮涂前后与标准色色差、3～5μm、8-14μm红外发射率、耐摩擦色牢度、光泽度、抗紫外老化性，测试结果如表4所示，同时测试了其350nm-1400nm的光谱反射率曲线如图1所示。
经测试验证，本实施例所得的深绿色伪装涂层的测试参数完全满足相关国军标中深绿色(DG0847)所要求的3～5μm、8-14μm红外发射率、L*a*b*值、可见光亮度对比、近红外亮度对比、光谱通道和400nm-1200nm高光谱、光谱角、光谱距离等要求。
实施例2
本实施例提供了一种褐土色伪装涂层(BE1318)。此涂层包括两种层材料：(1)褐土色伪装涂料(BE1318)；(2)低红外发射率消光浆。
(1)褐土色伪装涂料(BE1318)的具体配方如表2所示：
表2褐土色伪装涂料配方
组成 质量比
高反黑色浆 1.6
钴蓝色浆 1.8
钼铬红色浆 1.6
中铬黄色浆 5
(2)低红外发射率消光浆的原料组分包括：改性PVA树脂、包覆型银纳米线分散液、PE微粉蜡、UV328、BYK163、乙醇，其比例为质量份比40：15：7：0.2：0.2：37.6。所述原材料在高速分散机上高速分散使得浆料中粉料均匀分散开后即可。
低红外发射率消光浆具体制备方法，包括以下步骤：
S1：按照原料质量比依次称取改性PVA树脂、PE蜡粉、uv328、BYK163、乙醇；
S2：在高速分散机上以1500r/min转速分散至浆料细度在15μm以下；
S3：将包覆型银纳米线分散液加入步骤S2所得浆料中在高速分散机上以400r/min转速分散10分钟，得到低红外发射率消光浆；
沙土色伪装涂层的制备方法为：
将配制的褐土色伪装涂料用6μm线棒在聚酯纤维布上刮涂、然后放入烘箱中80℃烘烤20min取出，得到褐土色伪装涂层颜色层，后将低红外发射率消光浆用6μm线棒在褐土色涂层颜色层上刮涂一层，放入80℃烘箱烘烤20min后取出，得到沙土色伪装涂层，然后测试低红外发射率消光浆刮涂前后其红外发射率、与标准色色差、耐摩擦色牢度、光泽度、抗紫外老化性，测试结果如表4所示，同时测试了其350nm-1400nm的光谱反射率曲线如图2所示。
经测试验证，本实施例所得的沙土色伪装涂层的测试参数完全满足相关国军标中BE1318褐土色所要求的3～5μm、8-14μm红外发射率、L*a*b*值、可见光亮度对比、近红外亮度对比等要求。
实施例3
本实施例提供了一种沙土色伪装涂层(SE2034)。此涂层包括两种层材料：(1)沙土色伪装涂料(SE2034)；(2)低红外发射率消光浆。
(1)沙土色伪装涂料(SE2034)的具体配方如表3所示：
表3沙土色伪装涂层颜色层配方
组成 质量比
高反黑色浆 0.5
钴蓝色浆 2
钼铬红色浆 1.8
中铬黄色浆 8
(2)低红外发射率消光浆的原料组分包括：PVB树脂、包覆型银纳米线分散液、PP微粉蜡、UV328、BYK101、乙醇，其比列为质量比25：20：4：0.2：0.2：35.6。所述原材料在高速分散机上高速分散使得浆料中粉料均匀分散开后即可。
低红外发射率消光浆具体制备方法，包括以下步骤：
S1：按照原料质量比依次称取PVB树脂、PP蜡粉、uv328、BYK101、乙醇；
S2：在高速分散机上以1500r/min转速分散至浆料细度在15μm以下；
S3：将包覆型银纳米线分散液加入步骤S2所得浆料中在高速分散机上以400r/min转速分散10分钟，得到低红外发射率消光浆；
沙土色伪装涂层的制备方法为：
将配制的沙土色伪装涂料用口径为1.5喷枪在马口铁板上喷涂30μm-40μm厚、然后放入烘箱中80℃烘烤20min取出，得到沙土色伪装颜色层，后将低红外发射率消光浆用6μm线棒在SE2034沙土色伪装涂层颜色层上刮涂一层，放入80℃烘箱烘烤20min后取出，得到沙土色伪装涂层，然后测试保护层刮涂前后其3～5μm、8-14μm红外发射率、与标准色色差、耐摩擦色牢度、光泽度、抗紫外老化性，测试结果如表4所示，同时测试了其350nm-1400nm的光谱反射率曲线如图3所示。
经测试验证，本实施例所得的沙土色伪装涂层的测试参数完全满足相关国军标中沙土色(SE2034)所要求的L*a*b*值、可见光亮度对比、近红外亮度对比等要求。
表4本发明实施例测试1-3中所得涂层的测试结果
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种伪装涂层低红外发射率消光浆，其特征在于，包括以下原料组分：树脂、包覆型银纳米线分散液、微粉蜡、助剂、溶剂，所述助剂包括紫外吸收剂、附着力促进剂和分散剂。
2.如权利要求1所述的伪装涂层低红外发射率消光浆，其特征在于，所述各原料组分按质量份数计如下：
树脂10-40份；
包覆型银纳米线15-40份；
微粉蜡2-8份；
紫外吸收剂0.1-0.3份；
分散剂0.1-0.3份；
溶剂15-40份。
3.如权利要求2所述的伪装涂层低红外发射率消光浆，其特征在于，所述树脂为PVB或改性PVA树脂，所述PVB树脂为聚乙烯醇与丁醛在催化剂下缩聚反应生成；所述改性PVA树脂为采用丁二酸作为交联剂对PVA树脂改性生成。
4.如权利要求2所述的伪装涂层低红外发射率消光浆，其特征在于，所述包覆型银纳米线分散液为镍包覆型银纳米线，长径比800～1000。
5.如权利要求2所述的伪装涂层低红外发射率消光浆，其特征在于，所述微粉蜡为聚乙烯微粉蜡或聚丙烯微粉蜡，所述聚乙烯微粉蜡平均粒径为5-8μm、Tg为90-140℃；所述聚丙烯微粉蜡平均粒径为5-8μm、Tg为110-150℃。
6.如权利要求2所述的伪装涂层低红外发射率消光浆，其特征在于，所述紫外吸收剂为UV326、UV328、UV234中至少一种；所述分散剂为byk103、byk163中至少一种。
7.如权利要求2所述的伪装涂层低红外发射率消光浆，其特征在于，所述溶剂为乙醇。
8.如权利要求1-7中任一权利要求所述的伪装涂层低红外发射率消光浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：按照配方称取除包覆银纳米线之外的伪装涂层低红外发射率消光浆的原材料；
S2：将步骤S1配制的浆料在高速分散机上以1500r/min分散至细度低于15μm；
S3：将包覆银纳米线加入步骤S2所得浆料中以400r/min分散10分钟得到所述伪装涂层低红外发射率消光浆。
9.如权利要求1-7中任一权利要求所述的伪装涂层低红外发射率消光浆的应用，其特征在于，其涂覆于已经固化的装涂层表面，形成光学透明、红外发射率低于0.7的消光层。
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