褐土色低红外发射率涂层的制备及性能研究

以环氧树脂为黏合剂,片状Cu粉为功能颜料,石墨烯和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)为界面结构改性剂,制备得到了一种具有良好综合性能的褐土色低红外发射率涂层。系统研究了片状Cu粉添加量(质量分数)、石墨烯添加量(质量分数)及DOP添加量(质量分数)对涂层微结构、发射率、光泽度及力学性能的影响规律。结果表明:合适的片状Cu粉添加量可以构建出表面结构规整、颜料分散均匀、片状Cu粉定向与涂层表面平行的微观结构,从而使涂层实现较低的发射率性能。石墨烯改性可提高涂层的致密度,减少由树脂填充的空隙,从而可进一步降低涂层的发射率。黑色石墨烯改性可明显强化涂层对可见光的吸收作用,从而降低涂层的光泽度。另外,利用石墨烯固有的高强度及高韧性特点,可改善涂层的柔韧性和耐冲击强度。DOP可通过减弱环氧树脂分子间作用力和增强分子链的移动性来提高涂层的塑性和韧性,从而可明显改善涂层的柔韧性和耐冲击强度。当涂层中片状Cu粉、石墨烯和DOP的添加量分别为40%、8%和7%时,所制备的褐土色涂层具有最佳的发射率(0.222)、光泽度(20.4)、附着力(1级)、柔韧性(2mm)及耐冲击强度(50kg·cm)性能。

低红外发射率环氧树脂/黄铜复合涂层的制备及性能研究

以环氧树脂为粘合剂,片状黄铜粉为功能颜料,硅烷偶联剂为界面改性剂,邻苯二甲酸二辛酯(DOP)为增塑剂,采用玻璃棒刮涂法制备了具有良好力学性能、光学性能和耐盐水性能的低红外发射率环氧树脂/黄铜复合涂层,研究了黄铜粉添加量、硅烷偶联剂种类、硅烷偶联剂添加量及DOP添加量对涂层性能的影响。结果表明:黄铜粉添加量的增加会使涂层的红外发射率和光泽度明显降低,当黄铜粉添加量为50%(质量分数)时,复合涂层具有最低的红外发射率(0.585)和光泽度(21.9)。在涂层配方中引入硅烷偶联剂KH570和DOP,可增强树脂基体与颜料间的结合强度及改善环氧树脂基体的韧性,从而显著提高复合涂层的力学性能。当复合涂层中KH570和DOP添加量均为7%(质量分数)时,复合涂层具有较低红外发射率(0.468)、较低光泽度(21.5)和优异的力学性能(附着力为1级,柔韧性为2mm,冲击强度为50kg·cm)。采用最佳配方制备的复合涂层在盐水中浸泡21d后,涂层的红外发射率和光泽度基本稳定,力学性能变化有限,表明制备的复合涂层具有良好的耐盐水性能。

8～14μm波长低红外发射率涂料的研究

研究了红外隐身涂料粘合剂的物理和化学性能,以及红外隐身涂料粘合剂、填料、颜料颗粒的红外发射率。通过研究发现,铝粉和氧化铅具有较低的发射率,并得到了以有机硅清漆和EPDM(三元乙丙橡胶)接枝聚合物为基体的低红外发射率涂料,它有助于对红外隐身涂料粘合剂、填料、颜料颗粒的选择。

低红外发射率材料研究进展

低红外发射率材料是目前公认的可实现飞行器红外隐身的特种功能材料。现已报道了纳米复合薄膜、单层(多层)膜结构材料、树脂/金属复合涂层、树脂/半导体复合涂层、核壳结构材料等多种类型的低红外发射率材料。介绍了上述低红外发射率材料的优缺点及最新研究进展,指出低红外发射率涂层的理论研究、红外与激光兼容隐身材料、树脂/半导体复合涂层及红外光谱选择性低发射率涂层是未来的重点研究方向。

低红外发射率涂层的制备及耐高温性能研究

选用漂浮性片状铝(Al)粉为填料、三元乙丙橡胶(EPDM)为黏合剂,采用喷涂法制备了低红外发射率涂层。探讨了填料掺量对涂层红外发射率和微观形貌的影响,同时对涂层的附着力和耐温性能进行了表征。研究结果表明:当w(Al粉)=90%(相对于干胶总质量而言)时,涂层的红外发射率(为0.399)相对最低,Al粉能均匀分散在EPDM基体中,并且涂层的附着力达到1级;经200℃老化8 h后,涂层的红外发射率仍保持在0.45以下;经300℃老化后涂层内部开始出现孔洞,经400℃老化后涂层的红外隐身效果则完全失效。

改性环氧树脂的合成及在低红外发射率涂层上的应用

合成了聚氨酯改性环氧树脂,研究了合成改性环氧树脂的最佳反应时间,通过红外光谱(IR)研究了聚氨酯预聚体和环氧树脂之间的化学反应,不同聚氨酯预聚物添加量对改性树脂固化物冲击韧性和拉伸强度的影响,并以该树脂制备了低红外发射率涂层,研究了聚氨酯不同添加量及固化剂种类对涂层柔韧性和硬度的影响。结果表明,制备改性环氧树脂的最佳反应时间为3h,红外谱图显示聚氨酯预聚体成功接枝到环氧树脂上。当聚氨酯预聚体的添加量为环氧树脂质量的10%时,改性树脂冲击韧性和拉伸强度达到最大值;选用聚酰胺为固化剂时,涂层的柔韧性可达1mm,铅笔硬度始终保持在3H。

低红外发射率韧性涂料的制备与表征

通过资料调研和大量的实验研究,采用质量分数20%的片状铝粉(50μm)为功能粒子,环化橡胶为胶粘剂,在柔性薄膜上5次涂覆后,其红外发射率可降至0.55,满足了轻质诱饵红外隐身的实用要求。

三种聚氨酯基低红外发射率涂层的防腐蚀效果研究

为了考察低红外发射率涂层的防护效果,利用腐蚀电化学手段研究了以聚氨酯为粘合剂,分别以铜粉、硅烷偶联剂改性铜粉、丙烯酸改性铜粉为填料的三种低红外发射率涂层在模拟海水(3.5wt.%NaCl溶液)环境中对于碳钢基体的电化学腐蚀防护行为,比较了该三种涂层体系的防腐蚀性能。结果表明:在浸泡初期,添加改性填料的两种涂层表现出较好的防腐蚀性能,但随着浸泡时间延长,该两种涂层失效速率加快;而添加未改性填料的涂层在整个浸泡过程中的防腐蚀性能最好。根据涂层试样的电化学参数与涂层特征频率推测,在长期浸泡过程中,由填料改性所引入的亲水基团-COOH、-OC2H5促进了水向涂层内部的渗入,从而影响了含有改性填料涂层的长期防护性。

低红外发射率TiO_2/Ag/TiO_2纳米多层膜研究

利用磁控溅射在玻璃衬底上制备了具有良好的光谱选择性透过率的TiO2/Ag/TiO2纳米多层膜。通过用X射线衍射、扫描电子显微镜、UV-VIS-NIR分光光度计、傅里叶红外光谱仪对样品进行表征,优化了薄膜的制备工艺,研究了多层膜的光学特性。结果表明,当Ag膜的厚度为12nm时,多层膜具有高的可见光透过率和优良的导电性能。样品在555nm波长处的透过率最高达93.5%,红外波段平均反射率为90%左右,8μm-14μm波段红外发射率∈<0.2。Ag层厚度的增加使可见光高透过率波段变窄,透过率下降。内层及外层TiO2厚度的变化引起薄膜可见光透过峰的位置及强度发生变化,外层的影响高于内层。

低红外发射率半导体颜料的制备方法与应用现状

论述了低红外发射率半导体颜料研究的必要性,介绍了低发射率半导体颜料的特性、研究进展与制备方法。建议低发射率半导体颜料的研究按以下方面进行:深入研究半导体的掺杂理论,探索半导体颜料掺杂含量对涂料红外性能的影响,不同半导体颜料的制备方法和工艺条件的选择研究,以及不同颜色体系的半导体颜料的合成等。

石墨烯对低红外发射率聚氨酯/铝复合涂层耐温性能的影响

有机硅树脂涂层需180℃固化,才具有耐高温氧化和优异稳定的力学性能,生产中难以达到。以Al粉为颜料、聚氨酯(PU)为黏合剂、石墨烯为改性剂,采用喷涂法制备了石墨烯改性PU/Al复合涂层。利用现代表面分析技术和国家标准方法,系统研究了石墨烯改性剂对复合涂层功能及其耐温性能形貌的影响规律。结果表明:石墨烯改性剂可强化复合涂层的导热和散热效果,使其耐温性能明显增强;改性后的复合涂层热老化时颜色加深及起泡现象不明显,且在240℃以上高温热老化条件下具有更低的发射率性能,当热老化温度为250℃时,改性前后涂层的发射率分别为0.241和0.184;改性后的复合涂层保持了优异稳定的力学性能,经不同温度热老化后的硬度、附着力和耐冲击强度可分别保持在3 H,1级和500 N·cm,能很好地满足实际工程的应用要求。

三种环氧改性聚氨酯基低红外发射率涂层的腐蚀电化学行为

采用电化学阻抗谱(EIS)研究了以环氧树脂(EP)、改性聚氨酯(PU)为粘合剂,铜粉、硅烷偶联剂改性铜粉、丙烯酸改性铜粉为填料的三种低红外发射率涂料在模拟海水环境(3.5%NaCl溶液)中的电化学腐蚀行为,并比较了这三种涂层体系的防腐蚀性能。结果表明,浸泡初期,铜粉填充环氧改性聚氨酯基涂料表现出较好的防腐蚀性能,但随着浸泡时间延长其失效速度加快,在整个浸泡过程中防腐蚀性能最差。根据涂层电阻(Rcoat)和涂层特征频率(fb)推测,丙烯酸改性铜粉填充环氧改性聚氨酯基涂料的防腐蚀性能优于硅烷偶联剂改性铜粉填充环氧改性聚氨酯基涂料。

三元乙丙橡胶低红外发射率涂层的制备与表征

为制备低红外发射率涂层,优选了三元乙丙橡胶(EPDM)为粘结剂、漂浮性片状铝粉(约15μm)为填料,用流延自成膜法制备涂层。研究了溶剂种类和填料质量分数对涂层红外发射率的影响,并对涂层的物相和微观形貌进行了表征。研究结果表明:EPDM具有良好的红外透明性;二甲苯为溶剂时,涂层发射率最低为0.686;环己烷为溶剂时,铝粉显示出更好的漂浮性,涂层发射率可低至0.358;涂层在室温环境中具有一定的耐候性。制得的涂层可以用作低红外发射率隐身材料。

1种低红外发射率涂层耐热性能研究

为有效降低飞行器高温部位表面的红外发射率,以改性有机硅为黏结剂体系、金属铝粉为主要填料,制备了在8～14μm波段具有较低红外发射率的涂层。在50～400℃温度范围内考察了涂层的耐热性能,并采用扫描电镜、TGA等手段对其进行表征,研究了涂层的红外发射率、光泽度和力学性能随温度的变化规律及影响机理。结果表明：制备的涂层在300℃以下具有良好的力学性能,可长期使用,在8～14μm波段的红外发射率与温度成反比,光泽度与温度成正比;当环境温度高于300℃,涂层开始发生热降解现象,光泽度降低,涂层的力学性能降低。

可见光迷彩低红外发射率薄膜制备及其特性

采用多弧离子镀技术,在Al基底上制备了TiO2/TiN多层膜。通过控制基底材料的粗糙度使制备出的薄膜在可见波段具有非镜面反射效果。采用扫描电镜、红外辐射率测量仪、紫外-可见-近红外光光度计等测试手段对薄膜样品进行了表征。结果表明,采用多弧离子镀法在Al基底上制备了结合力良好、具有迷彩效果的低红外发射率薄膜。研究发现,随氧化层厚度增加,薄膜发射率趋向稳定(0.2左右)。薄膜电阻随氧化层厚度的变化无明显变化。

低红外发射率材料的研究

叙述了在铝粉外包覆红外透明粘合剂设计低红外发射率材料的实验过程 ,讨论了填料、粘合剂、涂层厚度等影响发射率的几个关键因素 ,结果表明用该方法所研制的样品发射率最低可达到 0 .678。

磷酸铬铝基低红外发射率涂料的制备和表征

以铝粉为填料,磷酸铬铝为粘结剂制得铝-磷酸铬铝基低红外发射率涂料。系统研究了不同铝粉含量、涂料厚度及温度对涂料红外发射率的影响。并采用DSC-TG、XRD、IR等分析手段,对涂料的结构和性能进行表征。结果表明:涂料的红外发射率随铝粉含量的增加而降低,铝粉最佳加入量为30wt%,相应的红外发射率为0.68。铝-磷酸铬铝有良好的耐高温性和热稳定性,在低于1000℃时磷酸铬铝基体主要为无定形态,在1200℃的主要晶型为Al PO4和Al2O3及微量的Al,Al(PO3)3和Cr(PO3)3。

低发射率红外隐身涂料研究进展

简介红外隐身涂料的隐身原理,重点探讨构成低发射率红外隐身涂料的颜料、黏合剂及隐身涂料红外性能的各种因素,结合国内外研究进展状况,对低发射率红外隐身涂料的后续研究提出了基本设想。

低红外发射率TiO_2/Ag_xCu_(1-x)/Ti/TiO_2纳米多层膜

利用磁控溅射制备了银含量在100%至80%之间的单层银铜合金薄膜和TiO2/AgxCu1-x/Ti/TiO2纳米四层膜。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、扫描俄歇微探针,分光光度计、红外发射率测量仪对样品进行表征,研究了单层金属膜和多层膜的光学、电学性质随着银含量的变化以及热处理前后薄膜性能的变化。结果表明:相同厚度的合金膜,随着Ag含量的降低,导电性能下降,Ag含量低于80%的合金已不适合作为多层膜的金属层;150℃大气下热处理30min,纯银薄膜性质发生明显变化,明视透过率下降10%,方块电阻由2.5W/□增加至18W/□,红外发射率由0.17增加到0.69。AgCu合金薄膜性质未发生明显变化。方块电阻相近的TiO2/AgxCu1-x/Ti/TiO2纳米多层膜,经250℃大气下热处理40min后,TiO2/Ag/Ti/TiO2和TiO2/Ag80Cu20/Ti/TiO2纳米多层膜的性质变化较小,热稳定性较好,其余的多层膜性质发生较大变化,红外发射率显著增加。

两种低红外发射率涂层的防腐蚀效果研究

采用电化学阻抗谱(EIS)研究了分别以三元乙丙橡胶(EPDM)、马来酸酐改性三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)为粘合剂,铜粉为填料的两种低红外发射率涂料在模拟海水环境中的电化学腐蚀行为.结果表明:浸泡初期腐蚀介质均能渗入两种涂层内部,涂层表现出较弱的防护性能,马来酸酐改性三元乙丙橡胶基涂料的防腐蚀性能优于三元乙丙橡胶基涂料.