CN106634283A - 一种飞行器防雷达涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种飞行器防雷达涂料及其制备方法,原料为:聚醋酸乙烯乳液、氯磺化聚乙烯、环氧树脂、石墨粉、二羟甲基丙烷、二乙醇胺、三氧化二铬、二异氰酸酯、氧化锰、茚树脂、玻璃粉、环己酮、醋酸丁酯和颜料;产品抵御超高频。高强度雷达探测,电磁参数和频率好,附着力1级;磁损耗与介电损耗高,耐腐蚀性好,温度稳定性好,易储存,导热系数0.01‑0.014W/m·k;耐‑100~400℃不脱落,对金属不腐蚀,涂层密度0.1‑0.5g/cm3;硬度2‑6H,电磁辐射吸收率高,红外反射率高,合成简单,成本低廉,可以广泛生产并不断代替现有材料。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器隐身涂料技术领域,尤其涉及一种飞行器防雷达涂料及其制备方法。
背景技术
隐身涂料是固定涂覆在武器系统结构上的隐身材料,按其功能可分为雷达隐身涂料、红外隐身涂料、可见光隐身涂料、激光隐身涂料、声纳隐身涂料和多功能隐身涂料。隐身涂层要求具有:较宽温度的化学稳定性;较好的频带特性;面密度小,重量轻;粘结强度高,耐一定的温度和不同环境变化。
纳米材料是指三维尺寸中至少有一维为纳米尺寸的材料,如薄膜、纤维、超细粒子、多层膜、粒子膜及纳米微晶材料等,由于它具有小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应,因而出现常规材料所没有的一些特别性能。如高强度和高韧性、高热膨胀系数、高比热和低熔点、奇特的磁性和极强的吸波性能等,从而使纳米材料获得广泛的应用。因为纳米超细粉末具有很大的比表面积,能吸收电磁波,同时纳米粒子尺寸远小于红外及雷达波波长,对波的透过率很大,因此由它制成的涂层在很宽的频带范围内可以躲避雷达波的侦察,同时能很好地吸收可见光、红外线,具有红外隐身作用,可以显著改善飞机的隐身性能。目前纳米材料作为隐身技术的关键技术之一,易于实现高吸收、涂层薄、重量轻、吸收频带宽、红外微波吸收兼容等要求,是一种极具发展前景的高性能、多功能材料。
综合防雷达、防红外、可见光、激光、声纳等隐身涂料的基本原理是降低目标自身发出的或反射外来的信号强度,或减小目标与环境的信号反差,使其低于探测器的门槛值;或者使目标与环境反差规律混乱,造成目标几何形状识别上的困难。一般认为,纳米吸波材料对电磁波能量的吸收由晶格缺陷引起的电子散射以及电子与电子之间的相互作用三种效应决定。
纳米材料复合涂料一般都是由纳米材料与有机涂料复合而成的,已有无机纳米材料与有机高分子树脂复合的纳米涂料,它是通过精细控制无机纳米粒子使其均匀分散在高聚物基体中的性能更加优异的新型涂料。纳米材料复合涂料必须满足以下两个条件:一是其中至少有一相的尺寸在1~100nm;二是纳米相的存在使涂料性能得到显著提高或有新功能。广义地讲纳米材料复合涂料还包括金属纳米涂层材料和无机纳米涂层材料。金属纳米涂层材料主要是指材料中含有纳米晶相;无机纳米涂层材料则是由纳米粒子之间的熔融、烧结复合而成。通常所说的纳米涂料均为有机纳米复合涂料。
利用纳米粒子的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等特殊性质可以制备紫外屏蔽涂料、吸波涂料、导电涂料、隔热涂料等,从而为提高涂料的性能和赋予涂料新的功能开辟了一条新的途径。当这种涂料用于隐身时,就成为纳米隐身涂料。可使涂覆目标能够对可见光、雷达、红外等现代探测仪器有隐身作用。
雷达和红外隐身技术是隐身领域中研究的重点。传统的隐身涂料往往以特定的波段为对象,有些兼顾型隐身涂料则往往牺牲主要隐身方向的优越性能,或降低装备的战斗能力。而纳米材料与有机涂料结合后,有如下特点:机械性能如粘结性、耐磨性等大大提高,可以减少其他助剂及填料的使用;高效的宽频带吸波性能可以覆盖电磁波、微波、红外等波段;能够增强基体的防腐蚀能力;耐候性好;涂装性能优良,施工性大为改善。
纳米材料具有极好的吸波特性,同时具有兼容好、质量小和厚度薄等特点,由它制成的涂料在很宽的频带范围内可以降低探测器的探测距离,同时也有可见光、红外和声隐身作用。因此,一些西方国家都在加速发展纳米隐身涂料,把纳米隐身涂料作为新型隐身手段进行研究和探索。经过几十年的发展,隐身涂料已不仅仅用于飞航导弹等飞行器上,几个主要工业化国家和军事强国已开始将隐身涂料技术应用于各种技术装备上。
美国在隐身技术基础理论和实际应用研究方面始终居于前列。其F-117A机身表面包覆了红外与微波隐身材料,这种隐身材料中含有多种超微粒子特别是纳米粒子,其对不同波段的电磁波有强烈的吸收能力,可以逃避雷达的监视。美国花费巨资研制的纳米雷达波吸波涂料技术,可以使每辆坦克花5000多美元,就可获得涂层薄、吸收率高、吸收波带宽的隐身涂层,它采用金属、铁氧体等纳米微粒与聚合物形成的复合涂层和采用多层结构的复合涂层,能吸收和衰减电磁波和声波,达到电磁隐身和声隐身,有很高的军事价值。法国研制成功的一种宽频纳米隐身涂料,由粘合剂和纳米级微填充材料(含Co、Ni合金和SiC纳米颗粒)构成。这种涂层具有超薄电磁吸收夹层结构,有很好的微波磁导率和红外辐射率,吸波涂层在50M~50GHz频率范围内有良好的吸波性能。
我国纳米科技研究始于20世纪80年代末,目前的研究主要集中在纳米材料的合成和制备、扫描探针显微学、分子电子学以及极少数纳米技术的应用方面。国内一些研究机构,在隐身方面取得了一定的突破,在某些方面达到了较高水平。由于科研条件的限制,我国与一些工业发达国家仍然存在很大差距。纵观国内外纳米隐身涂料的应用研究,可以认为纳米科技的发展程度及纳米材料的制备技术制约和影响着纳米隐身涂料在军事上的应用,随着纳米科技的快速发展,纳米材料将为纳米隐身涂料提供更坚实的物质基础,促使纳米隐身涂料向更高层次发展。目前,一些发达国家已实现纳米隐身涂料在装备上的应用,国内一些企业和研究机构利用纳米技术在民用涂料的生产和研制方面取得了可喜的进展,其研制和开发思路对我国纳米隐身涂料的发展有很大的参考价值。
发明内容
本发明提供一种飞行器防雷达涂料及其制备方法,解决现有飞行器涂料材料电磁辐射吸收率低、红外反射率低、电磁参数差和不能抵御超高频雷达等技术问题。
本发明采用以下技术方案:一种飞行器防雷达涂料,其原料按质量份数配比如下:聚醋酸乙烯乳液100份,氯磺化聚乙烯10-30份,环氧树脂20-40份,石墨粉5-9份,二羟甲基丙烷4-8份,二乙醇胺1-5份,三氧化二铬为2-6份,二异氰酸酯10-30份,氧化锰8-12份,茚树脂2-8份,玻璃粉10-30份,环己酮20-40份,醋酸丁酯15-35份,颜料0.1-2份。
作为本发明的一种优选技术方案:所述飞行器防雷达涂料的原料按质量份数配比如下:聚醋酸乙烯乳液100份,氯磺化聚乙烯10份,环氧树脂20份,石墨粉5份,二羟甲基丙烷4份,二乙醇胺1份,三氧化二铬为2份,二异氰酸酯10份,氧化锰8份,茚树脂2份,玻璃粉10份,环己酮20份,醋酸丁酯15份,颜料0.1份。
作为本发明的一种优选技术方案:所述飞行器防雷达涂料的原料按质量份数配比如下:聚醋酸乙烯乳液100份,氯磺化聚乙烯30份,环氧树脂40份,石墨粉9份,二羟甲基丙烷8份,二乙醇胺5份,三氧化二铬为6份,二异氰酸酯30份,氧化锰12份,茚树脂8份,玻璃粉30份,环己酮40份,醋酸丁酯35份,颜料2份。
作为本发明的一种优选技术方案:所述飞行器防雷达涂料的原料按质量份数配比如下:聚醋酸乙烯乳液100份,氯磺化聚乙烯15份,环氧树脂25份,石墨粉6份,二羟甲基丙烷5份,二乙醇胺2份,三氧化二铬为3份,二异氰酸酯15份,氧化锰9份,茚树脂3份,玻璃粉15份,环己酮25份,醋酸丁酯20份,颜料0.5份。
作为本发明的一种优选技术方案:所述飞行器防雷达涂料的原料按质量份数配比如下:聚醋酸乙烯乳液100份,氯磺化聚乙烯25份,环氧树脂35份,石墨粉8份,二羟甲基丙烷7份,二乙醇胺4份,三氧化二铬为5份,二异氰酸酯25份,氧化锰11份,茚树脂7份,玻璃粉25份,环己酮35份,醋酸丁酯30份,颜料1.5份。
作为本发明的一种优选技术方案:所述飞行器防雷达涂料的原料按质量份数配比如下:聚醋酸乙烯乳液100份,氯磺化聚乙烯20份,环氧树脂30份,石墨粉7份,二羟甲基丙烷6份,二乙醇胺3份,三氧化二铬为4份,二异氰酸酯20份,氧化锰10份,茚树脂5份,玻璃粉20份,环己酮30份,醋酸丁酯25份,颜料1份。
作为本发明的一种优选技术方案:所述颜料采用酞菁蓝、锌黄或氧化铁红。
一种制备所述的飞行器防雷达涂料的方法,步骤为:
第一步:按照质量份数配比称取聚醋酸乙烯乳液、氯磺化聚乙烯、环氧树脂、石墨粉、二羟甲基丙烷、二乙醇胺、三氧化二铬、二异氰酸酯、氧化锰、茚树脂、玻璃粉、环己酮、醋酸丁酯和颜料;
第二步:将聚醋酸乙烯乳液、氯磺化聚乙烯、环氧树脂、二乙醇胺和醋酸丁酯投入带有温度计和搅拌器的反应釜中,升温至50-60℃,在350-550r/min转速下搅拌45-55min;
第三步:继续升温至70-90℃,加入石墨粉、二羟甲基丙烷和三氧化二铬,搅拌1-3h;
第四步:加入剩余原料,升温至120-160℃,高速搅拌50-60min,冷却至25-35℃后投入球磨机中研磨8-12h后装桶即可。
作为本发明的一种优选技术方案:所述第四步的高速搅拌转速为2000-4000r/min。
有益效果
本发明所述一种飞行器防雷达涂料及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比,具有以下技术效果:1、产品抵御超高频。高强度雷达探测,电磁参数和频率好,附着力1级;2、磁损耗与介电损耗高,耐腐蚀性好,温度稳定性好,易储存,导热系数0.01-0.014W/m·k;3、耐-100~400℃不脱落,对金属不腐蚀,涂层密度0.1-0.5g/cm3;4、硬度2-6H,电磁辐射吸收率高,红外反射率高,合成简单,成本低廉,可以广泛生产并不断代替现有材料。
具体实施方式
以下结合实例对本发明作进一步的描述,实施例仅用于对本发明进行说明,并不构成对权利要求范围的限制,本领域技术人员可以想到的其他替代手段,均在本发明权利要求范围内。
实施例1:
第一步:按照质量份数配比称取聚醋酸乙烯乳液100份,氯磺化聚乙烯10份,环氧树脂20份,石墨粉5份,二羟甲基丙烷4份,二乙醇胺1份,三氧化二铬为2份,二异氰酸酯10份,氧化锰8份,茚树脂2份,玻璃粉10份,环己酮20份,醋酸丁酯15份,酞菁蓝0.1份。
第二步:将聚醋酸乙烯乳液、氯磺化聚乙烯、环氧树脂、二乙醇胺和醋酸丁酯投入带有温度计和搅拌器的反应釜中,升温至50℃,在350r/min转速下搅拌45min。
第三步:继续升温至70℃,加入石墨粉、二羟甲基丙烷和三氧化二铬,搅拌1h;
第四步:加入剩余原料,升温至120℃,高速搅拌50min,冷却至25℃后投入球磨机中研磨8h后装桶即可。
产品抵御超高频。高强度雷达探测,电磁参数和频率好,附着力1级;磁损耗与介电损耗高,耐腐蚀性好,温度稳定性好,易储存,导热系数0.014W/m·k;耐-100~400℃不脱落,对金属不腐蚀,涂层密度0.5g/cm3;硬度2H,电磁辐射吸收率高,红外反射率高,合成简单,成本低廉,可以广泛生产并不断代替现有材料。
实施例2:
第一步:按照质量份数配比称取聚醋酸乙烯乳液100份,氯磺化聚乙烯30份,环氧树脂40份,石墨粉9份,二羟甲基丙烷8份,二乙醇胺5份,三氧化二铬为6份,二异氰酸酯30份,氧化锰12份,茚树脂8份,玻璃粉30份,环己酮40份,醋酸丁酯35份,锌黄2份。
第二步:将聚醋酸乙烯乳液、氯磺化聚乙烯、环氧树脂、二乙醇胺和醋酸丁酯投入带有温度计和搅拌器的反应釜中,升温至60℃,在550r/min转速下搅拌55min。
第三步:继续升温至90℃,加入石墨粉、二羟甲基丙烷和三氧化二铬,搅拌3h;
第四步:加入剩余原料,升温至160℃,高速搅拌60min,冷却至35℃后投入球磨机中研磨12h后装桶即可。
产品抵御超高频。高强度雷达探测,电磁参数和频率好,附着力1级;磁损耗与介电损耗高,耐腐蚀性好,温度稳定性好,易储存,导热系数0.013W/m·k;耐-100~400℃不脱落,对金属不腐蚀,涂层密度0.4g/cm3;硬度3H,电磁辐射吸收率高,红外反射率高,合成简单,成本低廉,可以广泛生产并不断代替现有材料。
实施例3:
第一步:按照质量份数配比称取聚醋酸乙烯乳液100份,氯磺化聚乙烯15份,环氧树脂25份,石墨粉6份,二羟甲基丙烷5份,二乙醇胺2份,三氧化二铬为3份,二异氰酸酯15份,氧化锰9份,茚树脂3份,玻璃粉15份,环己酮25份,醋酸丁酯20份,锌黄0.5份。
第二步:将聚醋酸乙烯乳液、氯磺化聚乙烯、环氧树脂、二乙醇胺和醋酸丁酯投入带有温度计和搅拌器的反应釜中,升温至50℃,在350r/min转速下搅拌45min。
第三步:继续升温至70℃,加入石墨粉、二羟甲基丙烷和三氧化二铬,搅拌1h;
第四步:加入剩余原料,升温至120℃,高速搅拌50min,冷却至25℃后投入球磨机中研磨8h后装桶即可。
产品抵御超高频。高强度雷达探测,电磁参数和频率好,附着力1级;磁损耗与介电损耗高,耐腐蚀性好,温度稳定性好,易储存,导热系数0.012W/m·k;耐-100~400℃不脱落,对金属不腐蚀,涂层密度0.3g/cm3;硬度4H,电磁辐射吸收率高,红外反射率高,合成简单,成本低廉,可以广泛生产并不断代替现有材料。
实施例4:
第一步:按照质量份数配比称取聚醋酸乙烯乳液100份,氯磺化聚乙烯25份,环氧树脂35份,石墨粉8份,二羟甲基丙烷7份,二乙醇胺4份,三氧化二铬为5份,二异氰酸酯25份,氧化锰11份,茚树脂7份,玻璃粉25份,环己酮35份,醋酸丁酯30份,氧化铁红1.5份。
第二步:将聚醋酸乙烯乳液、氯磺化聚乙烯、环氧树脂、二乙醇胺和醋酸丁酯投入带有温度计和搅拌器的反应釜中,升温至60℃,在550r/min转速下搅拌55min。
第三步:继续升温至90℃,加入石墨粉、二羟甲基丙烷和三氧化二铬,搅拌3h;
第四步:加入剩余原料,升温至160℃,高速搅拌60min,冷却至35℃后投入球磨机中研磨12h后装桶即可。
产品抵御超高频。高强度雷达探测,电磁参数和频率好,附着力1级;磁损耗与介电损耗高,耐腐蚀性好,温度稳定性好,易储存,导热系数0.011W/m·k;耐-100~400℃不脱落,对金属不腐蚀,涂层密度0.2g/cm3;硬度5H,电磁辐射吸收率高,红外反射率高,合成简单,成本低廉,可以广泛生产并不断代替现有材料。
实施例5:
第一步:按照质量份数配比称取聚醋酸乙烯乳液100份,氯磺化聚乙烯20份,环氧树脂30份,石墨粉7份,二羟甲基丙烷6份,二乙醇胺3份,三氧化二铬为4份,二异氰酸酯20份,氧化锰10份,茚树脂5份,玻璃粉20份,环己酮30份,醋酸丁酯25份,氧化铁红1份。
第二步:将聚醋酸乙烯乳液、氯磺化聚乙烯、环氧树脂、二乙醇胺和醋酸丁酯投入带有温度计和搅拌器的反应釜中,升温至55℃,在450r/min转速下搅拌50min。
第三步:继续升温至80℃,加入石墨粉、二羟甲基丙烷和三氧化二铬,搅拌2h;
第四步:加入剩余原料,升温至140℃,高速搅拌55min,冷却至30℃后投入球磨机中研磨10h后装桶即可。
产品抵御超高频。高强度雷达探测,电磁参数和频率好,附着力1级;磁损耗与介电损耗高,耐腐蚀性好,温度稳定性好,易储存,导热系数0.01W/m·k;耐-100~400℃不脱落,对金属不腐蚀,涂层密度0.1g/cm3;硬度6H,电磁辐射吸收率高,红外反射率高,合成简单,成本低廉,可以广泛生产并不断代替现有材料。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
以上对本申请的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本申请并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本申请的实质内容。
Claims (9)
1.一种飞行器防雷达涂料,其特征在于,所述飞行器防雷达涂料的原料按质量份数配比如下:聚醋酸乙烯乳液100份,氯磺化聚乙烯10-30份,环氧树脂20-40份,石墨粉5-9份,二羟甲基丙烷4-8份,二乙醇胺1-5份,三氧化二铬为2-6份,二异氰酸酯10-30份,氧化锰8-12份,茚树脂2-8份,玻璃粉10-30份,环己酮20-40份,醋酸丁酯15-35份,颜料0.1-2份。
2.根据权利要求1所述的一种飞行器防雷达涂料,其特征在于,所述飞行器防雷达涂料的原料按质量份数配比如下:聚醋酸乙烯乳液100份,氯磺化聚乙烯10份,环氧树脂20份,石墨粉5份,二羟甲基丙烷4份,二乙醇胺1份,三氧化二铬为2份,二异氰酸酯10份,氧化锰8份,茚树脂2份,玻璃粉10份,环己酮20份,醋酸丁酯15份,颜料0.1份。
3.根据权利要求1所述的一种飞行器防雷达涂料,其特征在于:所述飞行器防雷达涂料的原料按质量份数配比如下:聚醋酸乙烯乳液100份,氯磺化聚乙烯30份,环氧树脂40份,石墨粉9份,二羟甲基丙烷8份,二乙醇胺5份,三氧化二铬为6份,二异氰酸酯30份,氧化锰12份,茚树脂8份,玻璃粉30份,环己酮40份,醋酸丁酯35份,颜料2份。
4.根据权利要求1所述的一种飞行器防雷达涂料,其特征在于:所述飞行器防雷达涂料的原料按质量份数配比如下:聚醋酸乙烯乳液100份,氯磺化聚乙烯15份,环氧树脂25份,石墨粉6份,二羟甲基丙烷5份,二乙醇胺2份,三氧化二铬为3份,二异氰酸酯15份,氧化锰9份,茚树脂3份,玻璃粉15份,环己酮25份,醋酸丁酯20份,颜料0.5份。
5.根据权利要求1所述的一种飞行器防雷达涂料,其特征在于:所述飞行器防雷达涂料的原料按质量份数配比如下:聚醋酸乙烯乳液100份,氯磺化聚乙烯25份,环氧树脂35份,石墨粉8份,二羟甲基丙烷7份,二乙醇胺4份,三氧化二铬为5份,二异氰酸酯25份,氧化锰11份,茚树脂7份,玻璃粉25份,环己酮35份,醋酸丁酯30份,颜料1.5份。
6.根据权利要求1所述的一种飞行器防雷达涂料,其特征在于:所述飞行器防雷达涂料的原料按质量份数配比如下:聚醋酸乙烯乳液100份,氯磺化聚乙烯20份,环氧树脂30份,石墨粉7份,二羟甲基丙烷6份,二乙醇胺3份,三氧化二铬为4份,二异氰酸酯20份,氧化锰10份,茚树脂5份,玻璃粉20份,环己酮30份,醋酸丁酯25份,颜料1份。
7.根据权利要求1所述的一种飞行器防雷达涂料,其特征在于:所述颜料采用酞菁蓝、锌黄或氧化铁红。
8.一种制备权利要求1所述的飞行器防雷达涂料的方法,其特征在于,包括如下步骤:
第一步:按照质量份数配比称取聚醋酸乙烯乳液、氯磺化聚乙烯、环氧树脂、石墨粉、二羟甲基丙烷、二乙醇胺、三氧化二铬、二异氰酸酯、氧化锰、玻璃粉、环己酮、醋酸丁酯和颜料;
第二步:将聚醋酸乙烯乳液、氯磺化聚乙烯、环氧树脂、二乙醇胺和醋酸丁酯投入带有温度计和搅拌器的反应釜中,升温至50-60℃,在350-550r/min转速下搅拌45-55min;
第三步:继续升温至70-90℃,加入石墨粉、二羟甲基丙烷和三氧化二铬,搅拌1-3h;
第四步:加入剩余原料,升温至120-160℃,高速搅拌50-60min,冷却至25-35℃后投入球磨机中研磨8-12h后装桶即可。
9.根据权利要求8所述的飞行器防雷达涂料的方法,其特征在于:所述第四步的高速搅拌转速为2000-4000r/min。
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