[发明专利]具有可见光兼容性的低红外发射率涂层及其制备方法

说明书

本发明涉及的是具有可见光兼容性低红外发射率涂层及其制备方法，采用底层金属层，面层红外透明层两层结构设计，优化铝粉粒径选择及添加量，外透明颜料添加量及面层涂层表面状态。根据本发明技术方案制备得到的双层涂层在3～5μm波段红外发射率可达0.25～0.55，8～14μm波段红外发射率可达0.5～0.6，同时可遮盖金属铝粉的光亮，制备各种浅色涂层，可实现一定背景条件下红外可见光隐身兼容。

技术领域

本发明属于涂层制备技术领域，具体涉及具有可见光兼容性的低红外发射率涂层的制备方法。

背景技术

任何温度高于绝对零度的物体均会具有一定的红外辐射，红外侦查系统正是基于目标与背景红外辐射的差别来发现目标。根据斯蒂芬-玻尔兹曼定律可知：E＝εσΤ4(其中ε为物体发射率，σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常熟，Τ为物体绝对温度)，红外隐身材料可分为两类，一类为降低材料表面发射率，另一类为降低表面温度。降低物体表面温度较难实现，因此红外隐身涂料主要集中在开发低发射率涂层材料。

国外美国是最早开展热红外低发射率涂料研究的国家，60年代美国空军就委托霍尼韦尔公司(Honeywellinc)开展漫反射型红外伪装涂料的研究。1981年美国研制出海军用兰灰色涂料在2～15um波段平均发射率为0.512。据1991年的专利报道，美国已研制出了红外发射率分别为0.1、0.5、0.8的黑色、绿色、褐色“三色红外伪装系统”。Johansson等人在基材上先涂覆一层金属反射层，然后在金属反射层上再涂覆一层发射率不同的塑料，一方面金属反射层可以反射目标内部的热量，减小其散热量；另一方面金属反射层反射太阳光中的红外线，再加上表面塑料层不同的发射率，使目标的红外图像与环境的红外图像相似，以此达到隐身的目的。

国内于70年代末开始了热红外伪装涂料的研究，主要有涂料和镀膜方式，低发射率涂料主要包括金属颜料(大部分为铝粉)、着色颜料和粘结剂组成。而与可见光兼容低红外发射率涂料研究主要集中在掺杂氧化物半导体的应用方面。

国外有关两层低发射率涂层的制备主要是在金属层表面涂覆发射率不同的有机物，改变目标的红外图像来实现红外伪装，大部分有机化合物在3～5um和8～14um两个红外大气窗口尤其是在8～14um波段吸收率差别不会很大，且金属层表面涂覆塑料层，对金属层亮度的调节有限，很难实现与可见光的兼容。

国内有关红外/可见光兼容涂层主要集中在掺杂氧化物半导体的应用方面，掺杂氧化物通过涂层方式降低红外发射率的能力有限，据报道涂层发射率在0.68左右。也有通过设计光子晶体结构来实现红外/可见光兼容隐身，只是目前还处于实验室阶段。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有可见光兼容性的低红外发射率涂层的制备方法，能够得到低红外发射率涂层的同时实现一定背景条件下可见光隐身，提高军事目标在现代战场上的生存能力。

本发明中具有可见光兼容性的低红外发射率涂层，是采用底层金属层，面层红外透明层两层结构设计，优化铝粉粒径选择及添加量，外透明颜料添加量及面层涂层表面状态。具体技术方案为：

底层金属层的配方：各组分以质量份计，10～13份热塑性或热固性的粘结剂，3.1～4.1份浮型铝粉，5～10份稀释剂。

优选地，浮型铝粉的粒径为16～23μm。

底层金属层的制备方法：将配方中浮型铝粉在稀释剂溶液中搅匀后浸泡1小时，加入其他原材料，调至喷漆黏度后喷涂于基材上。

优选地，喷涂厚度为15～25μm。

优选地，稀释剂为醋酸丁酯。

面层红外透明层的配方：各组分以质量份计，10～11份热塑性聚甲基丙烯酸脂，25～28份红外透明颜料，35～39份专用稀释剂。