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。

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。

失效红外低发射率涂层发射率测量及分析

红外低发射率涂层容易产生鼓泡、脱落、磨损、划痕、积污等问题。为了保证红外低发射率涂层具有较长的使用寿命,需要对红外低发射率涂层在使用过程中的性能状态进行及时测量评估。采用便携式红外发射率测量仪和便携式红外热像仪对5种温度条件下的脱落、划痕和积污涂层进行对比测试,研究发现:脱落和积污对红外低发射率涂层的影响较大,划痕也将使得红外低发射率涂层的发射率增大,划痕宽度和划痕间距对发射率的影响程度需要及时定量地测量及评估;基于反射法的便携式发射率测量仪受测量区域的涂层粗糙度等表面状态影响较大,而便携式红外热像仪测量结果受温度影响较大。

红外低发射率隐身涂层对太赫兹波的反射光谱研究

为研究红外低发射率隐身涂层对太赫兹波的反射特性,制备了红外低发射率隐身涂料,测试了其可见光效果、红外热像图及红外发射率等特性参数。以土黄色红外低发射率涂料为测试样品,利用透射式太赫兹时域光谱系统获得了样品在太赫兹波段的复折射率。分析了特征矩阵理论,并利用特征矩阵理论计算了涂层厚度(0.3~0.5mm)与入射角度(0°~60°)的变化对入射太赫兹波反射特性的影响。结果表明,在相应厚度及入射角度范围内,太赫兹波在0.8THz频率下具有多个反射峰值,最高值可达90%以上,有利于实现太赫兹波对红外低发射率隐身涂层下金属目标的探测。此外,涂层厚度变化对入射太赫兹波反射率具有较大影响,涂层越厚,太赫兹波的反射振荡越多,反射峰值越大。入射角度对太赫兹波的反射特性具有一定的影响,但整体影响不大,有利于太赫兹波实现多角度目标的探测。最后,以表面均匀涂覆0.42mm厚涂料的金属板为测试样品,实验测量了样品在0.1~1.5THz频率范围内的反射特性,并与部分理论计算结果进行对比。结果表明:实验测量结果与理论计算结果在数值和趋势上较为吻合,但也存在一定的偏差。究其原因,主要由样品厚度和样品参数误差导致,但依然可利用特征矩阵理论研究红外低发射率涂层对太赫兹波的反射光谱特性。

高温红外低发射率涂层性能研究

针对装备高温部位红外隐身需求,本论文结合大气等离子喷涂和丝网印刷-烧结工艺制备高温红外低发射率涂层。经过900℃和1100℃耐温性试验后,涂层高温红外发射率变化较小,表面未出现裂纹、脱落等缺陷,表明涂层可在900℃下长时使用,短时耐温达到1100℃。并且涂层表现出优异的低发射率特性,具有较好的工程化应用前景。