一種紅外棕色隱身塗料及其製備方法與應用的製作方法

2023-09-17 14:14:55

一種紅外棕色隱身塗料及其製備方法與應用的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種紅外棕色隱身塗料及其製備方法與應用。一種紅外棕色隱身塗料，由以下重量份的組分組成：棕色顏料5～15份；黃色顏料5～20份；保護膠體2～5份；功能性填料5～20份；粘合劑15～30份；水10～50份。上述紅外隱身棕色塗料的製備方法，包括如下步驟：將所述質量配比的棕色顏料、黃色顏料、保護膠體、功能性填料、粘合劑和水進行混合；首先進行超聲分散0.5～1h，然後經機械攪拌1～10小時即得。本發明提供的紅外棕色隱身塗料，具有紅外低發射率的特點，其在波長8～14μm下，發射率達到0.69～0.79，基本滿足紅外隱身的要求；同時，本發明提供的紅外隱身塗料顏色為棕色，是可見光迷彩的基本色之一，具有良好的可見光-近紅外多波段隱身兼容效果。
【專利說明】一種紅外棕色隱身塗料及其製備方法與應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種紅外棕色隱身塗料及其製備方法與應用，屬於紡織材料科學領域。
【背景技術】
[0002]溫度處於絕對溫度零度以上的任何物體時刻都在向周圍的空間輻射不同波長的電磁波，而輻射波長範圍在0.76-1000 μ m內的電磁輻射稱為紅外線輻射，一般將這個波段範圍內的電磁波稱為紅外線。
[0003]紅外線作為一種電磁波，在傳輸過程中遵循波的吸收、反射和散射的定律，在傳輸過程中也會被大氣中的各種固體顆粒、水蒸氣等氣體分子吸收和散射，使得紅外線的輻射能量發生衰減，但是在以下幾個波段內的紅外線可以穿透大氣而不發生衰減:1-3 μ m、
3-5 μ m、8-14 μ m，在這三個波段內的紅外線可以完全穿透而不受大氣中各種氣體分子和固體顆粒的影響，這三個波段俗稱大氣窗口。各種紅外線探測器的探測波段主要集中在這幾個範圍內，其中軍事上以探測波段在8-14 μ m的紅外探測器為最多。
[0004]紅外探測器的工作原理主要根據目標與背景的紅外輻射差別通過成像差別來識別目標，其理論基礎為史蒂芬-波爾茲曼定律，物體的紅外輻射能量為:M= ε σΤ4，式中:M為物體的輻射強度；0為玻耳茲曼常數；ε為物體的發射率；T為物體的絕對溫度。因此可以分析出實現紅外隱身的技術途徑有:降低物體的發射率或者降低物體的表面溫度。其中，降低物體表面的發 射率是目前熱紅外隱身最主要的方法之一，能夠降低發射率的材料一般為反射率高的金屬材料和半導體材料，而半導體材料作為新型的隱身材料，尚處於研究階段，成本較高，並不能大量的投入使用，金屬材料製備簡便，成本較低，但單純的金屬材料在可見光-近紅外波段的隱身容易顯形，而加入相應的著色顏料會使紅外波段的發射率增大，因此，如何製備價格低廉、並在多波段隱身的彩色塗料是各國軍事研究的重點。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是提供一種紅外棕色隱身塗料及其製備方法與應用，本發明所提供的紅外棕色隱身塗料，具有紅外低發射率的特點，在波長8-14 μ m下，發射率為0.69-0.78，基本滿足紅外隱身的要求。
[0006]本發明提供的一種紅外棕色隱身塗料，由以下重量份的組分組成:
[0007]棕色顏料5~15份；黃色顏料5~20份；保護膠體2~5份；功能性填料5~20份；粘合劑15~30份；7jC 10~50份。
[0008]本發明的紅外棕色隱身塗料具體為下述1)-6)中任一種:
[0009]I)棕色顏料5~10份；黃色顏料5~10份；保護膠體2~3份；功能性填料5~15份；粘合劑25~30份；7jC 23~43份；
[0010]2)棕色顏料10~15份；黃色顏料10~15份；保護膠體3~5份；功能性填料15~20份；粘合劑27~30份；水38~45份；[0011 ] 3)棕色顏料15份；黃色顏料5份；保護膠體5份；功能性填料5份；粘合劑25份；水45份；
[0012]4)棕色顏料10份；黃色顏料10份；保護膠體2份；功能性填料10份；粘合劑25份；水43份；
[0013]5)棕色顏料5份；黃色顏料15份；保護膠體3份；功能性填料15份；粘合劑27份；水35份；
[0014]6)棕色顏料15份；黃色顏料10份；保護膠體5份；功能性填料20份；粘合劑30份；水20份。
[0015]本發明提供的紅外棕色隱身塗料中，所述棕色顏料可為氧化鐵棕、鋅鐵鉻棕和鈦鉻棕中至少一種；
[0016]所述黃色顏料可為氧化鐵黃、鎳鈦黃、鉻黃和鉍黃中至少一種；
[0017]所述保護膠體可為纖維素醚、天然高分子及其衍生物和合成高分子增稠劑中至少一種；
[0018]所述功能性填料可為鋁粉、銅粉、鈷粉、鎳粉和ITO粉中至少一種；
[0019]所述粘合劑可為聚丙烯酸酯、乙烯-醋酸乙烯酯樹脂、聚氨酯和環氧樹脂中至少一種；所述粘合劑的數均分子量為 10000~200000，具體可為70000、75000或83000。
[0020]上述紅外棕色隱身塗料中，所述纖維素醚具體可為羧甲基纖維素、甲基纖維素、羥乙基纖維素和羥丙基甲基纖維素中任一種。
[0021]上述紅外棕色隱身塗料中，所述天然高分子及其衍生物具體可為澱粉、明膠、海藻酸鈉、乾酪素和瓜爾膠中任一種。
[0022]上述紅外棕色隱身塗料中，所述合成高分子增稠劑具體可為聚丙烯醯胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚丙烯酸和聚丙烯酸鈉中的任一種；所述合成高分子增稠劑的數均分子量為10000~100000，具體可為80000或90000。
[0023]上述紅外棕色隱身塗料中，所述功能性填料的粒徑可為10~50 μ m，具體可為15 μ m ~ 36ym、15ym、28ymj|^36ym0
[0024]上述紅外棕色隱身塗料中，所述水具體可為去離子水。
[0025]本發明還提供了紅外棕色隱身塗料的製備方法，包括如下步驟:
[0026]將所述質量配比的棕色顏料、黃色顏料、保護膠體、功能性填料、粘合劑和水進行混合；首先進行超聲分散0.5~Ih,然後經機械攪拌I~10小時即得；
[0027]所述超聲分散的時間具體可為0.5h、0.6h、0.8h或Ih ;所述機械攪拌時間具體可為 3h ~6h、3h、4h、5h 或 6h。
[0028]上述的製備方法中，所述機械攪拌的轉速可為500~2000轉/分鐘，具體可為500轉/分鐘、1000轉/分鐘、1500轉/分鐘或2000轉/分鐘。
[0029]本發明進一步提供了所述紅外棕色隱身塗料在製備紅外隱身紡織品中的應用，具體可作為紡織品的塗層。
[0030]本發明進一步提供了一種紅外隱身紡織品，其塗層由所述紅外棕色隱身塗料塗覆得到；
[0031]所述紅外隱身紡織品的基體材料可選自機織布、合成革、針織布、非織造布和金屬蒙皮中的至少一種。[0032]本發明具有如下優點:
[0033]1、本發明提供的紅外棕色隱身塗料，具有紅外低發射率的特點，其在波長8~14 μ m下，發射率達到0.69~0.79，基本滿足紅外隱身的要求；
[0034]2、本發明提供的紅外隱身塗料顏色為棕色，是可見光迷彩的基本色之一，具有良好的可見光-近紅外多波段隱身兼容效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1為塗覆有實施例1-4製備的紅外棕色隱身塗料的滌/棉混紡織物的可見光-近紅外反射率；
[0036]其中，A曲線、B曲線、C曲線和D曲線分別表示塗覆有紅外隱身棕色塗料Tl、T2、T3和T4的滌/棉混紡織物的可見光-近紅外反射率；
[0037]圖2為滌/棉混紡織物和塗覆有紅外隱身棕色塗料的滌/棉混紡織物的紅外熱圖，其中，圖2(a)為未經塗覆的滌/棉混紡織物的紅外熱圖，圖2(b)~(e)分別為經塗料Tl、T2、T3和T4塗覆處理的滌/棉混紡織物的紅外熱圖。
【具體實施方式】 [0038]下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。
[0039]下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。
[0040]下述實施例中的份數均指的是質量份。
[0041]實施例1、製備紅外棕色隱身塗料Tl
[0042]25°C下，稱取氧化鐵棕顏料5份，鈦鉻棕顏料10份，鉍黃顏料5份，羧甲基纖維素5份，片狀鋁粉(粒徑為15 μ m) 5份，聚丙烯酸酯(分子量為75000) 25份，去離子水45份，混合後，超聲分散0.5小時，以500轉/分鐘的速度攪拌6小時，即得紅外隱身棕色塗料Tl。
[0043]應用中科院上海物理技術研究所研製的IR-2型雙波段發射率測量儀測定本實施例製備的紅外隱身棕色塗料Tl，測得其在8~14 μ m波段的發射率為0.79。
[0044]本實施例製備的棕色紅外隱身塗料Tl塗覆的滌/棉混紡織物(塗覆厚度為30 μ m)的可見光-近紅外反射率測試結果如圖1中的A曲線所示，該織物在600nm處有一個反射峰，處於紅光和黃光反射峰之間，在Ium處的紅外反射率為25%。
[0045]將本實施例塗覆的滌/棉混紡織物放在加熱板(熱板溫度500C )上加熱20秒，拍攝的紅外熱像圖如圖2(b)所示，其中圖2(a)為未經塗料處理的滌/棉混紡織物的紅外熱像圖，經對比，後者較前者有所變暗。
[0046]實施例2、製備棕色隱身塗料T2
[0047]25°C下，稱取鋅鐵鉻棕棕顏料10份，鎳鈦黃顏料5份，鉻黃顏料5份，羧甲基纖維素1份，羥乙基纖維素1份，片狀鋁粉(粒徑28 μ m) 10份，聚丙烯酸酯(分子量為75000) 20份、乙烯-醋酸乙烯酯樹脂(分子量為83000) 5份，去離子水43份，混合後，超聲分散0.6小時，在常溫常壓下以1000轉/分鐘的速度攪拌5小時，即得紅外隱身棕色塗料T2，應用中科院上海物理技術研究所研製的IR-2型雙波段發射率測量儀測得其在8~14 μ m波段的發射率為0.75。
[0048]本實施例製備的棕色紅外隱身塗料塗覆的滌/棉混紡織物(塗覆厚度為30 μ m)的可見光-近紅外反射率測試結果如圖1中的B曲線所示，該織物600nm處有一個反射峰，處於紅光和黃光反射峰之間，在I Um處的紅外反射率為27%。
[0049]將本實施例製備塗覆的滌/棉混紡織物放在加熱板(熱板溫度50°C )上加熱20秒，拍攝的紅外熱像圖如圖2 (c)所示，由該圖可知，經塗料T2處理的織物比Tl處理的織物效果增強，亮度變暗。
[0050]實施例3、製備棕色隱身塗料T3
[0051]25°C下，稱取鈦鉻棕顏料5份，氧化鐵黃顏料5份，鉍黃顏料10份，聚丙烯醯胺(分子量為90000) 2份，乾酪素1份，片狀鋁粉(粒徑36 μ m) 15份，聚氨酯(分子量為70000) 27份，去離子水35份，混合後，超聲分散0.8小時，在常溫常壓下以1500轉/分鐘的速度攪拌4小時，即得紅外隱身棕色塗料T3，應用中科院上海物理技術研究所研製的IR-2型雙波段發射率測量儀測得其在8~14 μ m波段的發射率為0.72。
[0052]本實施例製備的紅外隱身棕色塗料塗覆的滌/棉混紡織物(塗覆厚度為30 μ m)的可見光-近紅外反射率測試結果如圖1中的C曲線所示，該織物600nm處有一個反射峰，處於紅光和黃光反射峰之間，在I Um處的紅外反射率為33%。
[0053]將本實施例製備塗覆的滌/棉混紡織物放在加熱板(熱板溫度50°C )上加熱20秒，拍攝的紅外熱像圖如圖2 (d)所示，由該圖可知，經塗料T3處理的織物比T2處理的織物效果明顯，亮度減小，明顯變暗。
[0054]實施例4、製備棕色隱身塗料
[0055]25°C下，稱 取氧化鐵棕顏料5份，鋅鐵鉻棕棕顏料10份，氧化鐵黃顏料2份，鎳鈦黃5份，鉻黃3份，海藻酸鈉2份，聚丙烯酸鈉(分子量為80000) 3份，片狀鋁粉20份(粒徑36 μ m)，聚丙烯酸酯(分子量為75000) 30份，去離子水20份，混合後，超聲分散I小時，在常溫常壓下以2000轉/分鐘的速度攪拌3小時，即得紅外隱身棕色塗料T4，應用中科院上海物理技術研究所研製的IR-2型雙波段發射率測量儀測得其在8~14 μ m的發射率為
0.69。
[0056]本實施例製備的紅外隱身棕色塗料塗覆的滌/棉混紡織物(塗覆厚度為30 μ m)的可見光-近紅外反射率測試結果如圖1中的D曲線所示，該織物600nm處有一個反射峰，處於紅光和黃光反射峰之間，在I Um處的紅外反射率為37%。
[0057]將本實施例製備塗覆的滌/棉混紡織物放在加熱板(熱板溫度50°C )上加熱20秒，拍攝的紅外熱像圖如圖2(e)所示，由該圖可知，經塗料T4處理的織物的紅外熱像圖最暗。
【權利要求】
1.一種紅外棕色隱身塗料，由以下重量份的組分組成: 棕色顏料5~15份；黃色顏料5~20份；保護膠體2~5份；功能性填料5~20份；粘合劑15~30份；水10~50份。
2.根據權利要求1所述的紅外隱身棕色塗料，其特徵在於:所述棕色顏料為氧化鐵棕、鋅鐵鉻棕和鈦鉻棕中至少一種； 所述黃色顏料為氧化鐵黃、鎳鈦黃、鉻黃和鉍黃中至少一種； 所述保護膠體為纖維素醚、天然高分子及其衍生物和合成高分子增稠劑中至少一種； 所述功能性填料為鋁粉、銅粉、鈷粉、鎳粉和ITO粉中至少一種； 所述粘合劑為聚丙烯酸酯、乙烯-醋酸乙烯酯樹脂、聚氨酯和環氧樹脂中至少一種，其數均分子量在10000~200000之間。
3.根據權利要求2所述的紅外隱身棕色塗料，其特徵在於:所述纖維素醚為羧甲基纖維素、甲基纖維素、羥乙基纖維素和丙基甲基纖維素中任一種； 所述天然高分子及其衍生物為澱粉、明膠、海藻酸鈉、乾酪素和瓜爾膠中任一種； 所述合成高分子增稠劑為聚丙烯醯胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚丙烯酸和聚丙烯酸鈉中的任一種； 所述合成高分子增稠劑的數均分 子量為10000~100000。
4.根據權利要求1-4任一項所述的紅外隱身棕色塗料，其特徵在於:所述功能性填料的粒徑為10~50 μ m。
5.權利要求1-4中任一項所述紅外隱身棕色塗料的製備方法，包括如下步驟: 將所述質量配比的棕色顏料、黃色顏料、保護膠體、功能性填料、粘合劑和水進行混合；首先進行超聲分散0.5~lh，然後經機械攪拌I~10小時即得。
6.權利要求1-4中任一項所述紅外隱身棕色塗料在製備紅外隱身紡織品中的應用。
7.—種紅外隱身紡織品，其塗層由權利要求1-4中任一項所述紅外隱身棕色塗料塗布得到。
【文檔編號】D06M15/263GK104031507SQ201410245097
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月4日 優先權日:2014年6月4日
【發明者】馮新星, 張建春, 馬天, 張華 , 來侃, 劉雪強, 韓超 申請人:中國人民解放軍總後勤部軍需裝備研究所