[發明專利]低發射率納米涂料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201210144467.4
• 申請日: 2012-05-10
• 公開（公告）號: CN102757676A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 馬天;馮新星;沈鳳川;張建春;郝新敏;來侃;張華
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所
• 主分類號: C09D7/12
• 分類號: C09D7/12;C09D7/14;D06M11/83;D06M11/45;D06M11/44
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;徐寧

技術領域

本發明涉及一種低發射率納米涂料及其制備方法與應用。

背景技術

隨著紅外探測技術和制導技術的發展，在紅外波段(波長8～14μm)工作的熱紅外成像儀器的空間分辨率已達0.1～0.2mrad，溫度分辨率達0.1～0.3℃。紅外隱身技術作為提高作戰單元生存能力、突防能力和作戰效能的重要因素，引起了各國的高度重視，在現代信息戰中的重要性與日俱增。紅外隱身技術大致可以概括為改變紅外輻射波段、降低紅外輻射強度、調節紅外輻射傳輸過程三個方面。在目標表面涂覆紅外隱身涂層可以降低其紅外輻射強度，而低發射率涂料的研究是紅外隱身涂層制備研究的關鍵。其中，8～14μm波段是紅外熱成像的重要波段之一。

一般紅外隱身涂料由涂層劑和添加劑組成。所述的涂層劑是指具有一定紅外透明性能的高分子涂層劑；所述的添加劑包括：填料、潤濕分散劑、消泡劑、交聯劑、溶劑、稀釋劑等；所述的填料包括金屬填料、半導體填料。研究表明，涂層劑對于涂層發射率的影響占60％以上，而大多數普通涂層劑的紅外發射率都比較高，難以滿足紅外隱身的低發射率需要。有研究者合成了紅外透明涂層劑，借以降低涂層發射率，其中以改性三元乙丙橡膠最為典型，但其缺點是粘附強度低，在實際應用中容易脫落。而高分子導電涂層劑則存在不耐高溫和抗老化性差等問題。在眾多填料中，金屬填料是迄今為止報道最多的低發射率填料，其存在的缺點是金屬填料反射率高，不利于在可見光、雷達和激光等多波段兼容隱身，且金屬填料在空氣中易氧化，會使其紅外發射率大幅升高；同時，由金屬填料制成的低發射率涂料涂覆于織物后，手感發硬，粘附牢度不能滿足實際需要。半導體填料和紅外透明涂層劑的組合能有效克服以上缺點，因而成為研究和應用的重點。有效選擇不同種類、粒度和添加量的半導體填料，與紅外透明涂層劑優化組合，是制備低發射率涂層、實現紅外隱身的關鍵。

摻雜半導體填料是綜合性能優良的紅外隱身材料之一。目前研究較多的摻雜半導體材料是ITO(摻錫氧化銦)和ATO(摻銻氧化錫)。由于制備ITO和ATO的原料In、Sn屬于稀有金屬，導致其制作成本增加，不利于ITO與ATO的應用。ZAO(摻鋁氧化鋅)是新型半導體隱身材料，成本相對于ITO與ATO比較低廉，被認為是具有廣闊發展前景的摻雜半導體材料；其缺點是用它制備的涂層發射率較高。氧化鋅共摻雜鎵鋁(Gallium?and?Aluminum?Co-doped?Zinc?Oxide，GAZO)是一種具有低發射率的半導體材料，國內外針對GAZO的研究多集中在GAZO濺射薄膜，而將GAZO粉體作為填料用于紅外隱身材料的研究還未見報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種低發射率納米涂料及其制備方法與應用。

本發明提供的納米GAZO粉體，由如下原料制備而得：Ga、Al、Ga₂O₃、Al₂O₃和ZnO。

上述納米GAZO粉體中，所述各原料的用量份數分別為：Ga：0.1-2重量份、Al：0.1-2重量份、Ga₂O₃：0.1-3重量份、Al₂O₃：0.1-3重量份、ZnO：90-99.6重量份；優選如下用量份數的各原料：Ga：1重量份、Al：1重量份、Ga₂O₃：1重量份、Al₂O₃：1重量份、ZnO：96重量份；

所述納米GAZO粉體的粒徑為20-200nm，具體為150-180nm。

本發明提供的制備上述納米GAZO粉體的方法，包括如下步驟：在惰性氣氛保護下，將前述各原料混勻后，于1000-1400℃保溫0.5-3小時后再淬火，得到所述納米GAZO粉體。

在所述淬火步驟之后，還可根據實際需要，將所得產物研磨、過濾。所述惰性氣氛具體可為氮氣氣氛或氬氣氣氛。

本發明提供的納米涂料，包括涂層劑和添加劑；

其中，所述涂層劑選自水性涂層劑和油性涂層劑中的任意一種；

所述納米涂料也可只由上述組分組成。

所述添加劑包括填料、潤濕分散劑、交聯劑、消泡劑和溶劑；

所述填料為納米GAZO粉體；