一种多波段伪装隔热降温涂料及其制备方法与流程

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1.本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种多波段伪装隔热降温涂料及其制备方法。


背景技术：
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2.随着武器装备的现代化，传统的作战武器所受到的威胁越来越重，对武器装备的伪装技术提出了新的要求。伪装涂料因为成本较低，施工方便，使用广泛，目前各国对伪装涂料的研究都十分重视。伪装涂料的基本原理是减少目标和背景在可见光、近红外、热红外等波段波的散射或辐射特性的差别，以隐蔽目标或降低目标的可探测特征。不同组成的伪装涂料可以用来防可见光、近红外光以及热红外光的探测，采用迷彩伪装涂料将目标的外表面涂敷成各种大小不一的斑块和条带等图案，通过改变目标的外形轮廓，使之与背景相融合，减小军事目标与地形背景之间的光学反差，以降低被发现的概率。
3.在可见光和近红外波段(波长380～1200nm)伪装涂料的光谱特性应尽可能地与自然背景一致，特别是绿色伪装涂料，应能模拟自然植被的光谱特性，即要求涂料在此波段的反射光谱尽量与绿色植物的反射光谱相吻合。而在热红外波段要求伪装涂料与背景的辐射温差不能太大，不同的迷彩涂料之间发射率不同，能够在红外热图像中形成迷彩图像分割效果。隔热降温涂料在8μm～13.5μm波段具有强辐射率，在其他波段具有高反射率。这与绿色植物在近红外波段具有较高反射率，在中远红外波段具有高发射率相符。同时降温涂料的降温作用可以有效地降低目标温度，使目标表面温度不至于过高而形成明显的亮斑，这对于多波段红外侦察具有相当的迷惑作用。
4.目前防可见光近红外涂料研究较多，但是涉及可见光、近红外和热红外等多波段伪装涂料与降温涂料相结合的研究较少，限制了武器装备在高热地区和太阳直射装备的伪装隐身。


技术实现要素：
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5.本发明要解决的技术问题是现有伪装涂料防护波段有限，且在高热地区和太阳直射装备隐身效果差，无法满足武器装备现代化的需要。
6.为解决上述问题，本发明提供了一种多波段伪装隔热降温涂料。与现有技术相比，本发明使用方法简单，可实现可见光、近红外和热红外等多波段综合隐身的同时，兼具降温效果，且涂料的附着力和耐盐雾等物理机械性能良好。
7.为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种多波段伪装隔热降温涂料，包括由分散剂、流平剂和防沉剂及树脂构成的防腐层；由流平剂、分散剂、消泡剂、防沉剂、附着力促进剂及树脂构成的隔热降温层；由分散剂、流平剂、防沉剂及树脂构成的伪装面层。
8.进一步的，包括以下成分(按重量数计)：
[0009][0010]
进一步的，所述树脂是丙烯酸改性聚氨酯树脂、聚硅烷改性环氧树脂、有机硅树脂、氟碳树脂、氟硅树脂和丙烯酸改性有机硅树脂中的一种或一种以上的混合物。树脂在涂料中作为成膜物，起到粘接剂的作用。
[0011]
进一步的，所述润湿分散剂是聚氨酯聚合物、改性聚氨酯、丙烯酸铵盐、硅酸盐类、聚醚磷酸酯类中的一种。主要起润湿、分散颜填料、降粘等作用。
[0012]
进一步的，所述流平剂为丙烯酸酯类、有机硅氧烷类、改性有机硅氧烷类中的一种。润湿基材，促进漆膜流平。
[0013]
进一步的，所述防沉剂为改性聚酰胺、有机改性膨润土、气相二氧化硅、改性聚脲中的一种。防止颜填料沉降，提高漆膜触变性，防止流挂。
[0014]
进一步的，所述消泡剂为改性硅氧烷、改性聚硅氧烷、丙烯酸酯聚合物、聚烯烃中的一种。抑制、消除漆膜产生气泡，防止漆膜产生微孔、针孔。
[0015]
进一步的，所述附着力促进剂为磷酸酯类、改性聚硅氧烷、聚酯类中的一种。提高漆膜与基材的附着力。
[0016]
进一步的，所述防腐填料是玻璃鳞片、云母氧化铁、云母粉、片状锌粉、石墨片层、石墨烯、氧化石墨烯和富勒烯中一种或一种以上的混合物。延长水汽、氧气渗透路径、电化学替代氧化等减缓腐蚀。
[0017]
进一步的，所述隔热填料为空心玻璃微珠、多孔硅藻土、海泡石、珍珠岩、蛭石、玻化微珠、空心陶瓷微珠、气凝胶中的一种或一种以上的混合物。降低涂层导热系数，阻隔热传导。
[0018]
进一步的，所述辐射填料为氧化铈、碳化硼、氧化钴、氧化镍、氧化铝、碳化硅、二氧化钛中的一种或一种以上的混合物。把涂层吸收的热量辐射到大气空间。
[0019]
进一步的，所述颜填料为酞菁蓝、钴蓝、钴绿、复合钛红、复合钛黄、铁锌铬棕、钛铬棕、钛镍黄、二氧化钛、铝粉、锌粉、银粉的一种或一种以上的混合物。颜填料提供涂层的图案和颜色，根据需要的颜色进行调配。
[0020]
进一步的，消光剂为二氧化硅、硬脂酸盐、滑石粉中的一种。降低漆膜光泽。
[0021]
一种上述多波段伪装隔热降温涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0022]
(1)将0.4％分散剂、0.6％流平剂和0.8％防沉剂加入到树脂溶剂体系中，以600～700r/min分散5～20min，再加入防腐片层粉体，利用高速分散机进行混合，以300～400r/min的转速分散20～60min，得到防腐层涂料；
[0023]
(2)将0.3％流平剂、0.6％分散剂、0.3％消泡剂、1％防沉剂和1.5％附着力促进剂加入到树脂溶剂体系中，以600～700r/min分散5～20min，降低转速至300～400r/min缓慢加入隔热填料，继续分散20～40min，得到隔热降温层涂料；
[0024]
(3)将10％树脂和二甲苯、丁酯、mek等溶剂搅拌分散，以300～400r/min的转速边搅拌边加入1％分散剂和颜填料，然后转入砂磨机中以1500～2200r/min速度研磨1～3h，研磨温度＜50℃，细度≤20μm，得到色浆，然后包装备用；
[0025]
(4)将0.3％分散剂、0.5％流平剂和0.4％防沉剂加入到树脂溶剂体系中，以600～700r/min分散10～40min，再加入步骤(3)制得的色浆和辐射填料，调整涂料可见光、近红外反射率和热红外发射率，降低转速至300～400r/min，加入消光剂，充分分散20～40min，得到伪装面层涂料。
[0026]
具体使用时，先喷涂防腐层涂料，再喷涂隔热降温层涂料，最后喷涂伪装面层涂料，待涂层彻底干燥后再进行下一层喷涂。防腐涂层与基材紧密结合，减缓腐蚀；隔热层隔绝热传导，降低设备温度；伪装层模拟自然环境植被等的热反射性能，提高伪装隐身性。
[0027]
本发明相比于现有技术，其有益效果在于：
[0028]
(1)本发明使用简单，所用化学品均属价廉易得，性质稳定。
[0029]
(2)本发明在可见光、近红外和热红外防护波段均具有隐身效果。
[0030]
(3)本发明在兼具多波段伪装效果的同时，还通过隔热填料、辐射填料实现优异的降温隔热功能。
[0031]
(4)本发明涂料通过树脂、防腐填料实现良好的附着力和耐盐雾性能。
[0032]
(5)本发明施工简便，可满足喷涂、刷涂等多种施工工艺的要求。
具体实施方式：
[0033]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]
实施例1：
[0035]
(1)将0.3％分散剂、1％流平剂和3％防沉剂加入到10％丙烯酸改性聚氨酯树脂溶剂体系中，以600r/min分散20min，再加入3％片状锌粉，利用高速分散机进行混合，以400r/min的转速分散50min，得到防腐层涂料。
[0036]
(2)将0.5％流平剂、0.5％分散剂、0.6％消泡剂、3％防沉剂和0.8％附着力促进剂加入到27％丙烯酸改性聚氨酯树脂溶剂体系中，以600r/min分散20min，降低转速至400r/min缓慢加入5％隔热填料空心玻璃微珠，继续分散30min，得到隔热降温中间层涂料。
[0037]
(3)将10％丙烯酸改性聚氨酯树脂和溶剂搅拌分散，以400r/min的转速边搅拌边加入1～20％的颜填料，然后转入砂磨机中以2000r/min速度研磨2h，研磨温度30℃，细度20
μm，得到色浆，然后包装备用。
[0038]
(4)将0.2％分散剂、0.3％流平剂和0.5％防沉剂加入到10％丙烯酸改性聚氨酯树脂溶剂体系中，以600r/min分散20min，再加入步骤(3)制得的钴绿、复合钛红、复合钛黄、铝粉、钛白粉的色浆，调整涂料可见光、近红外反射率和热红外发射率，降低转速至300r/min，加入3％消光粉，充分分散30min，得到具有较低发射率的伪装面层涂料黄土ye2344。
[0039]
实施例2：
[0040]
(1)将0.3％分散剂、0.5％流平剂和1％膨润土加入到15％聚硅烷改性环氧树脂溶剂体系中，以600r/min分散10min，再加入2％石墨片层，利用高速分散机进行混合，以300r/min的转速分散60min，得到防腐层涂料。
[0041]
(2)将0.8％流平剂、0.5％分散剂、0.7％消泡剂、2％膨润土和1.5％附着力促进剂加入到20％聚硅烷改性环氧树脂溶剂体系中，以700r/min分散15min，降低转速至400r/min缓慢加入8％空心陶瓷微珠，继续分散40min，得到隔热降温层涂料。
[0042]
(3)将10％聚硅烷改性环氧树脂和溶剂搅拌分散，以400r/min的转速边搅拌边加入1～20％的颜填料，然后转入砂磨机中以2000r/min速度研磨2h，研磨温度30℃，细度20μm，得到色浆，然后包装备用。
[0043]
(4)将0.2％分散剂、1.5％流平剂和2％防沉剂加入到20％聚硅烷改性环氧树脂溶剂体系中，以700r/min分散10min，再加入步骤(3)制得的钴绿、复合钛红、钛铬棕、钛镍黄、银粉、碳化硅色浆，调整涂料可见光、近红外反射率和热红外发射率，降低转速至400r/min，加入5％消光粉，充分分散40min，得到具有中等发射率的伪装面层涂料沙土se2635。
[0044]
实施例3：
[0045]
(1)将0.3％分散剂、0.2％流平剂和2％膨润土加入到15％有机硅树脂溶剂体系中，以600r/min分散20min，再加入0.1％石墨烯、2％云母氧化铁，利用高速分散机进行混合，以400r/min的转速分散50min，得到防腐层涂料。
[0046]
(2)将0.5％流平剂、0.3％分散剂、0.3％消泡剂、3％膨润土和2％附着力促进剂加入到20％有机硅树脂溶剂体系中，以700r/min分散10min，降低转速至300～400r/min缓慢加入3％气凝胶，继续分散40min，得到隔热降温层涂料。
[0047]
(3)将10％有机硅树脂和溶剂搅拌分散，以400r/min的转速边搅拌边加入1～20％的颜填料，然后转入砂磨机中以2000r/min速度研磨2h，研磨温度30℃，细度20μm，得到色浆，然后包装备用。
[0048]
(4)将0.3％分散剂、0.5％流平剂和1％防沉剂加入到20％有机硅树脂溶剂体系中，以700r/min分散30min，再加入步骤(3)制得的酞菁蓝、钴蓝、复合钛黄、铁锌铬棕、锌粉、氧化铈的色浆，调整涂料可见光、近红外反射率和热红外发射率，降低转速至400r/min，加入5％消光粉，充分分散40min，得到具有较高发射率的伪装面层涂料深绿dg0730。
[0049]
对本发明制得的多波段伪装隔热降温涂料进行性能检测，检测结果如表1所示，检测样板的制备方法：
[0050]
将实例1～3的涂料涂敷于18cm
×
18cm的金属板材上，按照先喷涂300
±
10μm防腐层涂料，再喷涂300
±
10μmμm隔热降温层涂料，最后喷涂200
±
10μm伪装面层涂料的顺序依次喷涂，待涂层彻底干燥后再进行下一层喷涂，且喷涂前使用细砂纸进行轻轻打磨。
[0051]
测试方法：
[0052]
可见光(380～760nm)近红外(769～1200nm)伪装功能按照gjb 798
‑
90的标准进行检测。
[0053]
热红外发射率按照gjb5023.2
‑
2003的标准进行测试。
[0054]
耐盐雾性能按照gb/t1771
‑
200的规定进行测试。
[0055]
附着力测试按照gb/t5210
‑
2006的规定进行检测。
[0056]
太阳热反射比、近红外反射比和半球发射率测试按jg/t
‑
2014的标准进行检测。
[0057]
表1多波段伪装隔热降温涂料性能测定结果
[0058][0059]
根据上述中数据可知本发明多波段伪装隔热降温涂料的伪装隐身效果好，附着力和耐盐雾性能佳，在夏季正午阳光直射的情况下，涂层可以把绝大部分太阳热反射掉，并且半球发射率也高降温效果好，尤其在炎热地区具有广阔的应用前景。
[0060]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

技术特征：
1.一种多波段伪装隔热降温涂料，其特征在于：包括由分散剂、流平剂和防沉剂及树脂构成的防腐层；由流平剂、分散剂、消泡剂、防沉剂、附着力促进剂及树脂构成的隔热降温层；由分散剂、流平剂、防沉剂及树脂构成的伪装面层。2.如权利要求1所述的多波段伪装隔热降温涂料，其特征在于：包括以下成分(按重量数计)：3.如权利要求2所述的多波段伪装隔热降温涂料，其特征在于：所述树脂是丙烯酸改性聚氨酯树脂、聚硅烷改性环氧树脂、有机硅树脂、氟碳树脂、氟硅树脂和丙烯酸改性有机硅树脂中的一种或一种以上的混合物。4.如权利要求2所述的多波段伪装隔热降温涂料，其特征在于：所述润湿分散剂是聚氨酯聚合物、改性聚氨酯、丙烯酸铵盐、硅酸盐类、聚醚磷酸酯类中的一种。5.如权利要求2所述的多波段伪装隔热降温涂料，其特征在于：所述流平剂为丙烯酸酯类、有机硅氧烷类、改性有机硅氧烷类中的一种；所述防沉剂为改性聚酰胺、有机改性膨润土、气相二氧化硅、改性聚脲中的一种；所述消泡剂为改性硅氧烷、改性聚硅氧烷、丙烯酸酯聚合物、聚烯烃中的一种；所述附着力促进剂为磷酸酯类、改性聚硅氧烷、聚酯类中的一种；所述颜填料为酞菁蓝、钴蓝、钴绿、复合钛红、复合钛黄、铁锌铬棕、钛铬棕、钛镍黄、二氧化钛、铝粉、锌粉、银粉、钛白粉、碳化硅、氧化铈的一种或一种以上的混合物；消光剂为二氧化硅、硬脂酸盐、滑石粉中的一种。6.如权利要求2所述的多波段伪装隔热降温涂料，其特征在于：所述防腐助剂是玻璃鳞片、云母氧化铁、云母粉、片状锌粉、石墨片层、石墨烯、氧化石墨烯和富勒烯中一种或一种以上的混合物。7.如权利要求2所述的多波段伪装隔热降温涂料，其特征在于：所述隔热填料为空心玻璃微珠、多孔硅藻土、海泡石、珍珠岩、蛭石、玻化微珠、空心陶瓷微珠、气凝胶中的一种或一种以上的混合物。8.如权利要求2所述的多波段伪装隔热降温涂料，其特征在于：所述辐射填料为氧化
铈、碳化硼、氧化钴、氧化镍、氧化铝、碳化硅、二氧化钛中的一种或一种以上的混合物。9.一种权利要求1中的波段伪装隔热降温涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将0.4％分散剂、0.6％流平剂和0.8％防沉剂加入到树脂溶剂体系中，以600～700r/min分散5～20min，再加入防腐片层粉体，利用高速分散机进行混合，以300～400r/min的转速分散20～60min，得到防腐层涂料；(2)将0.3％流平剂、0.6％分散剂、0.3％消泡剂、1％防沉剂和1.5％附着力促进剂加入到树脂溶剂体系中，以600～700r/min分散5～20min，降低转速至300～400r/min缓慢加入隔热填料，继续分散20～40min，得到隔热降温层涂料；(3)将10％树脂和二甲苯、丁酯、mek等溶剂搅拌分散，以300～400r/min的转速边搅拌边加入1％分散剂和颜填料，然后转入砂磨机中以1500～2200r/min速度研磨1～3h，研磨温度＜50℃，细度≤20μm，得到色浆，然后包装备用；(4)将0.3％分散剂、0.5％流平剂和0.4％防沉剂加入到树脂溶剂体系中，以600～700r/min分散10～40min，再加入步骤(3)制得的色浆和辐射填料，调整涂料可见光、近红外反射率和热红外发射率，降低转速至300～400r/min，加入消光剂，充分分散20～40min，得到伪装面层涂料。10.如权利要求9所述的波段伪装隔热降温涂料的制备方法，其特征在于：喷涂时，先喷涂防腐层涂料，再喷涂隔热降温层涂料，最后喷涂伪装面层涂料。
技术总结
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种多波段伪装隔热降温涂料及其制备方法。包括由分散剂、流平剂和防沉剂及树脂构成的防腐层；由流平剂、分散剂、消泡剂、防沉剂、附着力促进剂及树脂构成的隔热降温层；由分散剂、流平剂、防沉剂及树脂构成的伪装面层。本发明使用方法简单，可实现可见光、近红外和热红外等多波段综合隐身的同时，兼具降温效果，且涂料的附着力和耐盐雾等物理机械性能良好。和耐盐雾等物理机械性能良好。


技术研发人员：王向伟 彭锐晖 沙建军 吕永胜 耿光强
受保护的技术使用者：青岛九维华盾科技研究院有限公司
技术研发日：2020.11.19
技术公布日：2021/3/9