[发明专利]一种基于酞菁锌微胶囊的复合涂层

说明书

本发明提供一种基于酞菁锌微胶囊的复合涂层，所述复合涂层包括底层和叠加层，所述底层为吸收波段小于550nm的色料，所述叠加层为吸收波段在550‑680nm的酞菁锌微胶囊，所述酞菁锌微胶囊为酞菁锌的单体态溶液物理包覆在微胶囊结构中。所述复合涂层获得的光谱在400‑100nm波段范围内，与植被的皮尔森相似系数达到99％以上。

技术领域

本发明涉及军事伪装材料制备的领域，尤其涉及一种基于微胶囊的复合涂层。

背景技术

随着成像光谱技术的日益发展，现有手段对于军事目标的探测已经从颜色层面上升到了光谱层面，传统伪装材料仅仅在颜色上与伪装背景类似，而其太阳反射光谱与伪装背景相差较大，导致容易被能够提取每个像素光谱信息的成像光谱探测手段所发现。为了应对高光谱等成像光谱探测手段的威胁，现有伪装材料要求具有与伪装背景类似的光谱特征，其中，一个重要的光谱特征是红边的模拟，红边是指植被反射光谱在红色-近红外过渡波段(680-780nm)的反射率陡升(如图2所示)。

目前，能够近似模拟红边特征的商业化颜料只有两种，颜料绿7(氧化铬绿)和颜料绿26(钴铬绿)。颜料绿7虽然在红色-近红外的过渡波段呈现出反射率上升的趋势，但是其红边斜率偏低，而且红边斜率最大值所在波长大于植被所处范围。颜料绿26虽然红边斜率和红边位置近似满足要求，但是这种颜料在其他波段的缺陷难以弥补，例如在近红外波段有强烈吸收以及绿峰位置偏蓝等，其近红外波段的强吸收对模拟植被近红外光谱带来巨大困难。然而，高光谱伪装材料的研究还没有针对上述两种颜料的红边特征进行优化的先例，仅仅聚焦于两种颜料的掺杂改性的光谱调整，对它们本征光谱的改良影响甚微。例如基于颜料绿7的材料制备及其掺杂改性，通常掺杂只能改变其整体反射率的高低，不能改变其红边特性。这是由于无机发色中心和植被叶绿素的有机发色中心的吸收半峰宽和摩尔吸光系数存在数量级的差异导致的。

酞菁锌是一种具有平面结构的有机分子，其单体状态下与叶绿素在红边波段具有相似的吸收特征，但是其在固体状态下呈聚集态，吸收峰发生展宽(如图1(中)和(下)所示)，不能模拟植被红边。例如许浩等编纂的《酞菁化合物合成及光谱性能研究》(中国光学2018,11(05),765-772)，该文献是几乎唯一一篇利用酞菁模拟绿色植被光谱的工作，采用的是其固态的聚集光谱，其红边表现出100nm的红移。只有少量研究报道酞菁金属配合物在固态基质中展现出单体吸收，例如Mori,S.等的Enhancement of Incident Photon-to-Current Conversion Efficiency for Phthalocyanine-Sensitized Solar Cells by 3DMolecular Structuralization.(Journal of the American Chemical Society2010,132(12),4054-4055)，通常需要进行复杂的分子设计，在环周或者轴向接枝大位阻取代基。并且可能随着放置时间的增加，出现聚集态的光谱特征(李福山.酞菁掺杂SiO₂凝胶玻璃的光谱特征及非线性光限幅性能研究.硕士,福州大学,2002.)。

另外，植被光谱除了包括所述的红边特征，植被的另一个重要的特征是绿峰(峰值位于550nm的较弱反射峰)。通常，为了精确地模拟植被光谱，一般通过光谱叠加技术获得完整的植被反射光谱。其中，如何基于酞菁锌获得完整的植被反射光谱，选择和酞菁锌光谱相互叠加的合适色料，也是目前研究的课题。

因此，开发一种基于酞菁锌单体态颜料的复合涂层，能够精确模拟完整的植被反射光谱，是亟需解决的问题。

发明内容