技术领域
[0001] 本发明涉及红外隐身领域,具体为一种常温下快速固化的红外隐身涂料及其使用,此涂料还同时具备常温下快速固化、优异的力学性能。
相关背景技术
[0002] 在当今的科技领域中,红外隐身技术在军事、航空航天和安全领域中具有至关重要的作用。红外隐身涂料固化后的涂层作为红外隐身技术的重要组成部分,能够有效减弱或遮蔽目标物体在红外频段的辐射信号,提高作战平台的隐蔽性和生存能力。
[0003] 传统的红外隐身涂层通常需要高温固化或长时间处理,这不仅限制了其在特定材料或设备上的应用,也增加了生产成本。因此,迫切需要一种能够在常温下快速固化的红外隐身涂料,以提高生产效率、降低成本,并使其适用于更广泛的应用场景。
[0004] 红外隐身涂层在实际应用中,不仅要求具备优异的红外隐身性能,还需要考虑涂层的力学性能和耐久性,以确保在各种恶劣环境下能够稳定地发挥作用;并且作战单位存在红外隐身涂层局部损坏时,若红外隐身涂层能常温快速固化,则作战单位可快速修补返回既定战略位置。因此,研究人员致力于开发一种既能在常温条件下快速固化,又具备出色红外隐身效果和优异力学性能的红外隐身涂层。在这一背景下,针对常温下快速固化的红外隐身涂层制备的研究具有重要意义,以为军事、航空航天等领域提供更先进、更可靠的红外隐身涂层解决方案,提升作战平台的隐蔽性和生存能力,推动相关领域的发展和进步。
具体实施方式
[0021] 为了使本发明的目的、技术方案以及优势更加的清楚明了,以下结合具体实例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0022] 本实施例中:采用超声波清洗机来分散红外隐身涂料的A、B组分;采用气动喷枪在基材表面喷涂固化后形成具有红外隐身效果的快速固化涂层;采用傅里叶红外光谱仪测试红外发射率,采用光学显微镜观察其涂层的表面形貌,采用万能材料试验机测试其附着力,采用冲击试验仪测试其耐冲击性,采用柔韧性测定器测定其柔韧性。上述仪器均为本领域常规仪器,本领域技术人员均可通过商业渠道获得。
[0023] 对比例1:
[0024] 步骤1、备料:
[0025] 准备15g的丙烯酸树脂,溶剂乙酸乙酯18g、二甲苯12g,片状金属铝粉18g,将以上组分均匀搅拌混合后得到组分A。
[0026] 准备15g的HDI固化剂和4.2g的乙酸乙酯,2.8g的二甲苯作为组分B。
[0027] 步骤2、分别将组分A和组分B用超声波清洗机进行均匀分散,之后将组分B倒入组分A当中分散均匀,得到混合溶液并静置后过100目的筛网。
[0028] 步骤3、将步骤2过筛网后的混合溶液倒入喷枪当中,调整喷枪的气压大小,在距离基材30cm处,使用喷枪对基材进行喷涂,等待其固化完成,即可得到所需红外隐身涂层。
[0029] 实施例1:
[0030] 步骤1、备料:
[0031] 准备15g的丙烯酸树脂,三乙醇胺2g,二月桂酸二丁基锡0.02g,MOCA 1g,溶剂乙酸乙酯18g、二甲苯12g,片状金属铝粉18g,将以上组分均匀搅拌混合后得到组分A。
[0032] 准备15g的HDI固化剂和4.2g的乙酸乙酯,2.8g的二甲苯作为组分B。
[0033] 步骤2、分别将组分A和组分B用超声波清洗机进行均匀分散,之后将组分B倒入组分A当中分散均匀,得到混合溶液并静置7min后过100目的筛网。
[0034] 步骤3、将步骤2过筛网后的混合溶液倒入喷枪当中,调整喷枪的气压大小,在距离基材30cm处,使用喷枪对基材进行喷涂,喷涂的涂层厚度为0.4mm,等待其固化完成,即可得到所需红外隐身涂层。
[0035] 实施例2:
[0036] 本实施例与实施例1的区别在于:A组分中金属铝粉的用量变为15g。
[0037] 实施例3:
[0038] 本实施例与实施例一的区别在于:A组分中金属铝粉的用量变为11.25g。
[0039] 测试表征:对实施例1‑3获得的如图1所示的红外隐身涂层样品进行性能表征和表面形貌观察可以得到图2、图3、图4、图5。其中红外隐身性能测试按照GB/T 21186‑2007标准测试,结果图5所示,力学性能根据GB/T 5210‑2006《色漆和清漆——拉开法附着力试验》中的试柱法测试涂层附着力。柔韧性按照在12cm×5cm的马口铁板上喷涂待测涂料,喷涂厚度为0.4mm,然后参照GB‑T1731‑93《漆膜柔韧性测试法》,分别测试其2mm的柔韧度,观察弯曲表面是否出现裂纹。耐冲击性按照GB‑T1732‑93《漆膜耐冲击试验方法》进行测试。固化时间按照GB1728‑1979《漆膜、腻子膜干燥时间测定法》进行测定。固化时间以及力学性能的测试结果如下表1所示:
[0040] 表1
[0041]
[0042] 由测试结果所得到的图2、3、4可以看出当铝粉的添加量越多,在涂层当中越能形成连续相,片状铝粉可以有序紧密地搭接在胶粘剂的上层,涂层中的空隙大大减少,能够对红外辐射产生有效的反射,从而极大地降低了涂层的发射率。由图5实施例和对比例的红外发射曲线图也能看出,当加入铝粉的量最大时(18g),此时红外发射率最低,只有0.45。同时,从上表1中可以看出,本发明通过对胶粘剂中助剂的调控成功缩短了固化时间,相对于对比例而言力学性能又有着很明显的提升,在铝粉含量一样的情况下,附着力、柔韧性、耐冲击性强度都有增强,这表明本发明的方法是有效的。按照本发明红外隐身涂料制备的相应红外隐身涂层因其制备过程简单,工艺要求比较低,适合大规模生产,且具有常温快速固化、力学性能优异的特征,因此可适用于各类场景之下。
[0043] 通过以上实施例和对比例可见,本发明采用丙烯酸树脂与HDI的双组分配方作为红外隐身涂层中的胶黏剂,金属铝粉作为功能填料降低涂层的发射率实现红外隐身。胶黏剂中,通过催化剂实现固化时间缩短,通过扩链交联剂来进一步调控整体机能;其中使用的三乙醇胺为醇胺类化合物,加入适量的三乙醇胺后,涂层的固化速度得到了明显的提高,MOCA作为受阻胺类的二胺类扩链剂,氨基会与异氰酸酯基反应产生脲基,其具有较高的内聚能,能够赋予涂层好的机械性能。最终本发明提供的红外隐身涂料在3h55min时就能完成常温条件下的固化形成红外隐身涂层,并保有优良的力学性能;同时,该涂料具有价格低廉,工艺简单,易于工业化生产应用,可适用于不同的场景。