[發明專利]具有可見光兼容性的低紅外發射率涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 202011393500.8
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112625521A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 談珍;李博文;張劍飛
• 申請（專利權）人: 中昊北方涂料工業研究設計院有限公司
• 主分類號: C09D133/04
• 分類號: C09D133/04;C09D5/30;C09D7/61
• 代理公司: 北京恒和頓知識產權代理有限公司 11014
• 代理人: 孫伯慶

本發明涉及的是具有可見光兼容性低紅外發射率涂層及其制備方法，采用底層金屬層，面層紅外透明層兩層結構設計，優化鋁粉粒徑選擇及添加量，外透明顏料添加量及面層涂層表面狀態。根據本發明技術方案制備得到的雙層涂層在3～5μm波段紅外發射率可達0.25～0.55，8～14μm波段紅外發射率可達0.5～0.6，同時可遮蓋金屬鋁粉的光亮，制備各種淺色涂層，可實現一定背景條件下紅外可見光隱身兼容。

技術領域

本發明屬于涂層制備技術領域，具體涉及具有可見光兼容性的低紅外發射率涂層的制備方法。

背景技術

任何溫度高于絕對零度的物體均會具有一定的紅外輻射，紅外偵查系統正是基于目標與背景紅外輻射的差別來發現目標。根據斯蒂芬-玻爾茲曼定律可知：E＝εσΤ4(其中ε為物體發射率，σ為斯蒂芬-玻爾茲曼常熟，Τ為物體絕對溫度)，紅外隱身材料可分為兩類，一類為降低材料表面發射率，另一類為降低表面溫度。降低物體表面溫度較難實現，因此紅外隱身涂料主要集中在開發低發射率涂層材料。

國外美國是最早開展熱紅外低發射率涂料研究的國家，60年代美國空軍就委托霍尼韋爾公司(Honeywellinc)開展漫反射型紅外偽裝涂料的研究。1981年美國研制出海軍用蘭灰色涂料在2～15um波段平均發射率為0.512。據1991年的專利報道，美國已研制出了紅外發射率分別為0.1、0.5、0.8的黑色、綠色、褐色“三色紅外偽裝系統”。Johansson等人在基材上先涂覆一層金屬反射層，然后在金屬反射層上再涂覆一層發射率不同的塑料，一方面金屬反射層可以反射目標內部的熱量，減小其散熱量；另一方面金屬反射層反射太陽光中的紅外線，再加上表面塑料層不同的發射率，使目標的紅外圖像與環境的紅外圖像相似，以此達到隱身的目的。

國內于70年代末開始了熱紅外偽裝涂料的研究，主要有涂料和鍍膜方式，低發射率涂料主要包括金屬顏料(大部分為鋁粉)、著色顏料和粘結劑組成。而與可見光兼容低紅外發射率涂料研究主要集中在摻雜氧化物半導體的應用方面。

國外有關兩層低發射率涂層的制備主要是在金屬層表面涂覆發射率不同的有機物，改變目標的紅外圖像來實現紅外偽裝，大部分有機化合物在3～5um和8～14um兩個紅外大氣窗口尤其是在8～14um波段吸收率差別不會很大，且金屬層表面涂覆塑料層，對金屬層亮度的調節有限，很難實現與可見光的兼容。

國內有關紅外/可見光兼容涂層主要集中在摻雜氧化物半導體的應用方面，摻雜氧化物通過涂層方式降低紅外發射率的能力有限，據報道涂層發射率在0.68左右。也有通過設計光子晶體結構來實現紅外/可見光兼容隱身，只是目前還處于實驗室階段。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有可見光兼容性的低紅外發射率涂層的制備方法，能夠得到低紅外發射率涂層的同時實現一定背景條件下可見光隱身，提高軍事目標在現代戰場上的生存能力。

本發明中具有可見光兼容性的低紅外發射率涂層，是采用底層金屬層，面層紅外透明層兩層結構設計，優化鋁粉粒徑選擇及添加量，外透明顏料添加量及面層涂層表面狀態。具體技術方案為：

底層金屬層的配方：各組分以質量份計，10～13份熱塑性或熱固性的粘結劑，3.1～4.1份浮型鋁粉，5～10份稀釋劑。

優選地，浮型鋁粉的粒徑為16～23μm。

底層金屬層的制備方法：將配方中浮型鋁粉在稀釋劑溶液中攪勻后浸泡1小時，加入其他原材料，調至噴漆黏度后噴涂于基材上。

優選地，噴涂厚度為15～25μm。

優選地，稀釋劑為醋酸丁酯。

面層紅外透明層的配方：各組分以質量份計，10～11份熱塑性聚甲基丙烯酸脂，25～28份紅外透明顏料，35～39份專用稀釋劑。