[發明專利]一種熱膨脹匹配的紅外低發射率涂料及其制備方法和涂層

在審

• 申請號: 202010466877.5
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111560218A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 齊倫;翁小龍;袁樂;羅志浩;韋彪
• 申請（專利權）人: 電子科技大學;西華大學
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D5/33;C09D5/38
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 霍淑利

本發明涉及一種熱膨脹匹配的紅外低發射率涂料，包括如下質量份的組分：有機溶劑30～50g，有機粘結劑55～65g，無機粘結劑8～12g，低發射率顏料25～35g和質量分數為9～11wt％的鋅粉粒子。與傳統有機低發射率涂料相比，本發明解決了有機粘結劑高溫失效、無機粘結劑在涂層中成膜使得涂層與基板熱膨脹系數匹配較低等難題，所得的低發射率涂料具有耐高溫、低發射率、高結合強度和熱膨脹系數匹配等特點，產物可耐受550℃高溫，經高溫處理后附著力≥6.0±0.4Mpa、熱膨脹系數匹配程度優異，涂層發射率在8～14μm波段約為0.35，在3～5μm波段約為0.21，滿足了各領域對耐高溫低發射率涂層的需求。本發明還涉及一種熱膨脹匹配的紅外低發射率涂料的制備方法及一種熱膨脹匹配的紅外低發射率涂層。

技術領域

本發明屬于功能涂層材料技術領域，具體涉及一種熱膨脹匹配的紅外低發射率涂料及其制備方法和涂層。

背景技術

隨著科學技術的進步，目標探測主要分為雷達探測和紅外探測兩大類；紅外探測是一種無源探測技術，其接收的信號是目標體自身輻射的特征紅外信號。為此，基于紅外探測的工作原理，紅外隱身技術的實現方法主要包括：改變目標紅外輻射特征，降低目標的紅外輻射能量信號，調節紅外輻射傳播途徑。其中，降低目標的紅外輻射能量信號是紅外隱身技術的主要手段。低發射率涂層具有優異的紅外輻射抑制性能，因此被廣泛運用于紅外隱身裝備當中。目前低發射涂層主要分為無機體系和有機體系，其中無機低發射率涂層大多采用磁控濺射的方式進行制備，其紅外特性較為優異，但其制備工藝較為復雜、材料成本較高，且無法實現其大規模的運用。而有機低發射率涂層具有良好的機械性能和紅外低發射率，且操作簡單、易于維護、實用性強和成本低廉等優點，在輻射抑制和紅外隱身技術等領域被廣泛運用。

例如，在軍事裝備領域，紅外低發射率涂層是目前唯一技術相對成熟、已實現裝備應用的紅外隱身材料。通過將低發射率涂層涂覆在裝備表面的方式，可顯著抑制裝備表面的紅外輻射強度，減小與背景環境的紅外輻射強度差異，降低被各類紅外探測器發現和識別的概率。由于在高速飛行器表面存在氣動加熱過程，該過程使得其蒙皮溫度可達到300℃以上，各類裝備的發動機和尾噴管等部位的溫度可達500℃以上。但是傳統的低發射率涂層的耐溫性能較差，無法在高溫環境下運用。針對這一難點，中國專利《耐高溫、高結合強度的低發射率復合涂層及其制備方法》(授權號：CN 103963380 A)中公開了一種多層疊加結構的方法制備了一種耐高溫低發射率涂層，其不足之處在于采用了磁控濺射等工藝較為復雜、結構多層的制備方式，該方式操作困難、制備工藝要求高，難以保證大量運用。此外，中國專利《一種耐高溫紅外低發射率涂料及其制備方法》(授權號：CN 108913018 A)中公開了一種耐高溫低發射率涂料的制備方法，其操作簡單、成本低，并且成功制備了能耐500℃的低發射率涂層，不足之處在于涂層的熱膨脹系數與基材不匹配，使得涂層在高溫下的力學性能受到限制。若涂層與基板的熱膨脹匹配程度較差，則涂層的內應力增大，將會直接導致涂層的機械性能下降，嚴重影響涂層在高溫環境下的廣泛使用。因此涂層的高溫熱膨脹性能是當前的研究重點和難點，也是本領域研究的重要方向。