铝粉涂层的红外发射率研究

研究了影响铝粉涂层在8～14μm波段红外发射率的因素.铝粉粉末粒径在0.105～0.125mm范围发射率最低,为0.58;粘合剂的加入使涂层试样的发射率与原来的粉末发射率相比升高,粘合剂用量有一个最佳的比例,如过氯乙烯在40%～50%时对发射率影响最小;着色颜料的添加一般使涂层的发射率升高;涂层浸水引起红外发射率迅速升高,涂层在表层部分水分挥发后,红外发射率基本恢复初始值.     

聚氨酯基低红外发射率涂层的力学性能研究

以铝粉为主要填料,聚氨酯为粘合剂,制备了8~14μm波段发射率低至0.10的低红外发射率涂层。研究了基板处理、涂层厚度和固化温度对涂层力学性能的影响,并对其在涂料中的作用机理进行了探讨。结果表明,当基板用偶联剂处理、涂层厚度为30μm、热处理温度为80℃时,制得的涂层能在保持低红外发射率的同时具有最佳的力学性能。     

聚氨酯NCO/OH值对低发射率涂层耐环境性能的影响

为了探究聚氨酯树脂中NCO/OH值对涂层红外低发射率涂层耐环境性能的影响，优选3种不同NCO/OH值的聚氨酯作为粘合剂制备涂层，并对其进行红外发射率(8～14μm)测试、力学性能测试、电子显微镜(SEM)测试、耐环境性能测试、发射率与附着力的跟踪测试等。结果表明：较高的NCO/OH比例保证树脂双组分之间可以充分地交联，最终形成致密的交联网状结构，对提升涂层的耐环境性能具有积极作用。     

低红外发射率耐高温涂层的制备及机理

以漂浮态铝粉为填料,有机硅树脂作为粘合剂,制备了耐高温低红外发射率涂层。对填料的添加量、涂层的固化温度进行了优化研究,对填料及涂层进行了结构、形貌的表征,并测试了涂层的红外发射率与耐热性能。研究结果表明,填料添加量为30%、400℃固化2h,涂层红外发射率(3～5μm,8～14μm)最低可达0.10～0.12,且涂层可在600℃条件下长时间使用。此外,分析认为涂层发射率的降低是消除粘合剂吸收及致密的片层连续结构两者协同作用的结果,并提出新的涂层结构模型对低发射率机理进行了阐述。     

低红外发射率涂层力学寿命预测

采用环氧聚氨酯(EPU)和铝(Al)分别作为粘合剂和填料制备低红外发射率涂层.EPU/Al复合涂层的力学性能通过耐冲击强度实验进行了测试.我们发现,力学性能随着加热温度的升高和时间的延长而下降,涂层的最高耐受温度为573K.此外,采用Arrhenius关系计算了低红外发射率EPU/Al复合涂层在不同马赫数下冲击强度下降至某一水平的力学寿命.与观测数据相比,计算结果验证了模型预测的有效性.目前的工作表明,低红外发射率EPU/Al复合涂层表现出良好的力学寿命,Arrhenius关系是有效的并在工程应用方面表现出潜力.     

铜粉的改性及其在聚氨酯基低红外发射率复合涂层中的应用

使用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)作为偶联剂,对铜粉(Cu)进行了表面化学改性;研究了采用不同偶联剂浓度改性Cu粉时对50% Cu/聚氨酯(PU)复合涂层力学性能、红外发射率、耐腐蚀性能的影响,并对其影响机制进行了分析。结果表明：经过改性后,硅烷偶联剂接枝于Cu粉表面。与未改性样品比较,适当硅烷偶联剂浓度改性的50% Cu/PU涂层在8～14μm波段的红外发射率仍然保持很低(0.1);涂层力学性能有较大的提高,附着力从2级增加到1级,铅笔硬度由4H增加到6H,两者均达到最高级;在保持涂层红外发射率不变的前提下,涂层耐碱、酸、盐时间分别从1、50、10h改善到90、60、50h;分析认为Cu粉的改性改善了其与聚氨酯界面的相容性及涂层致密性。     

低红外发射率水性聚氨酯/青铜复合涂层的制备及性能表征

为改善传统低红外发射率聚氨酯(PU)/青铜复合涂层的环保性能,以自制水性聚氨酯(WPU)为黏合剂,片状青铜粉为功能颜料,采用简单的刮涂法制备了具有低发射率、低光泽特性和良好力学性能的绿色环保型WPU/青铜复合涂层;系统地研究了固化温度、青铜粉添加量及交联剂对涂层性能的影响规律。结果表明:该涂层的发射率和光泽度均随着固化温度的升高而逐渐降低,较高的固化温度有利于实现涂层的低发射率和低光泽特性;随着青铜粉添加量的增加,涂层发射率呈先降低后升高的趋势,涂层光泽度呈逐渐降低并趋于稳定的变化规律;水性交联剂的使用可明显提高涂层的硬度,当交联剂添加量为3%(质量分数)时,涂层具有良好的综合性能,发射率和光泽度可分别低至0.269和6.4,硬度、附着力和耐冲击强度可分别达到3H、1级和500N·cm。     

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。     

胶原-氧化铟锡复合红外低发射率涂料的制备及性能研究

采用共沉淀法制备红外低发射率的氧化铟锡(ITO)粉体,用液-液分散法制备了胶原-ITO复合物.以胶原-ITO复合物为颜料,环氧树脂为粘合剂,加入各种助剂,制得胶原-ITO复合红外低发射率涂料,并将涂料制成涂层.试验结果表明:胶原-ITO复合红外低发射率涂料的临界颜料体积(CPVC)为47.5%,涂层的红外发射率(1～22μm,8～14μm,3～5μm)为0.648～0.674,涂层耐温性为354.9℃,硬度、耐磨性、附着力等力学性能良好.     

哑光军绿漆低红外发射改性研究

研究了不同铝银浆加入量对市售哑光军绿漆的红外发射率及耐腐蚀性能的影响.研究结果表明:在1～14μm波段,哑光军绿漆涂层的红外发射率为0.95,随着铝银浆加入量的增加,涂层的红外发射率降低,当添加量为60％时,红外发射率低至0.73;在8～14μm波段,添加铝银浆涂层试样的FT-IR反射率明显高于未添加试样的;经酸液、盐溶液浸泡24h,添加铝银浆涂层的红外发射率及表面质量变化不大,但经碱液浸泡24h后,涂层质量严重变差.     

Al-Sm2O3/聚氨酯复合涂层的近红外低反射与8~14 μm低发射率性能

以Al粉与Sm₂O₃为复合颜料,聚氨酯（PU）为黏合剂,制备了Al-Sm₂O₃/PU复合涂层。系统研究了涂层的微结构、红外发射率、近红外反射性能及力学性能。研究结果表明：Sm₂O₃的存在可有效降低涂层对1.06 μm近红外光的反射率,Al粉的存在可有效降低涂层在8~14 μm波段的红外发射率。通过调节Al粉与Sm₂O₃质量比,涂层在8~14 μm波段的红外发射率可在0.556~0.834范围内调节,涂层对1.06 μm近红外光的反射率可在35.1%~57.7%范围内调节。所制备Al-Sm₂O₃/PU涂层具备优良的力学性能,在不同Al-Sm₂O₃质量比下,其附着力与耐冲击强度分别可达到1级和50 kg·cm。Al-Sm₂O₃/PU复合涂层有望成为一种新型的具备低近红外光反射率与优良力学性能的低红外发射率涂层材料。     

低红外发射率涂层的力学性能研究

以铝粉为主要填料,以环氧改性有机硅树脂为粘合剂,制备了发射率低至0.10的环氧有机硅低红外发射率涂层.研究了分散剂、滑石粉和固化温度对涂层力学性能的影响,并对其在涂料中的作用机理进行了探讨.结果表明,当滑石粉的质量加入量为2%、分散剂的加入量为2%、热处理温度为200°C时,制得的涂层能在保持低红外发射率的同时具有最佳的力学性能.     

Nacre biomimetic design—A possible approach to prepare low infrared emissivity composite coatings

Mimicking the highly organized brick-and-mortar structure of nacre, a kind of nacre-like organic–inorganic composite material of polyurethane (PU)/flaky bronze composite coatings with low infrared emissivity was successfully designed and prepared by using PU and flaky bronze powders as adhesives and pigments, respectively. The infrared emissivity and microstructure of the coatings were systematically investigated by infrared emissometer and scanning electron microscopy, respectively, and the cause of low infrared emissivity of the coatings was discussed by using the theories of one-dimensional photonic structure. The results show that the infrared emissivity of the nacre-like PU/flaky bronze composite coatings can be as low as 0.206 at the bronze content of 60 wt. %, and it is significantly lower than the value of PU/sphere bronze composite coatings. Microstructure observation illustrated that the nacre-like PU/flaky bronze composite coatings have similar one-dimensional photonic structural characteristics. The low infrared emissivity of PU/flaky bronze composite coatings is derived from the similar one-dimensional photonic structure in the coatings.     

Ge/ZnS一维光子晶体的设计、制备及低红外发射率性能

通过从理论上分析介质层厚度、不同介质材料的折射率差及周期数对一维光子晶体红外发射率的影响规律,设计得到了可实现8~14μm波段低红外发射率性能的Ge/ZnS一维光子晶体。随后采用光学镀膜技术在石英基片上通过交替沉积Ge层和ZnS层的方法制得所设计的一维光子晶体,并采用扫描电镜(SEM)及傅里叶变换红外光谱(FTIR)分别对其微结构及光谱发射率进行了系统研究。结果表明,所制备一维光子晶体在8~14μm波段具有低红外发射率性能,其平均发射率可低至0.195。采用Ge、ZnS等无机半导体材料,通过合理的一维光子晶体设计同样可以获得低至0.2以下的红外发射率。     

石墨烯红外低发射率涂料制备及性能研究

将石墨烯应用在红外低发射率涂料中,研究了其漆膜电导率、红外发射率和力学性能.研究表明,当石墨烯添加量为1.5%时,电阻率降至0.59×10^6Ω·cm,漆膜发射率可降至0.13,相对传统纯金属的,红外低发射率漆膜红外发射率明显降低,且漆膜具有更优异的力学性能.     

高温红外低发射率涂层研究现状

随着红外探测技术的飞速发展,武器装备被发现即被摧毁已成事实,因此通过提升武器装备的红外隐身性能来提高其生存与突防能力具有重要意义。红外低发射率涂层技术利用表面涂层技术在目标表面涂覆低发射率涂层,从而降低目标表面发射率,是提高其红外隐身性能的一种简单、有效的方法。飞行器速度的不断提升要求红外低发射率涂层在高温环境中仍具有优异的低发射率特性与高温稳定性,本文重点介绍了高温红外低发射率涂层研究现状,分析了现有涂层技术的特点及其高温应用前景。     

不同粘结剂对碳纳米管红外吸收涂层性能的影响

碳纳米管涂层已在低温工作环境中大量应用,所选用的粘结剂在很大程度上影响其红外吸收性能及与基体的结合性能。分别用水玻璃粘结剂和磷酸盐粘结剂与碳纳米管、镍粉混合制成涂料,并将其涂覆在铜基体表面。采用XRD和SEM对涂层的红外吸收性能、物相、晶体结构及形貌进行了表征;测试了涂层的抗热震性能。结果表明:当粘结剂为磷酸盐、含量为90%~85%时,1 400~3 570 cm~(-1)(2.80~7.14μm)波段内涂层的平均光吸收度达1.992~2.084,红外吸收性能最佳,抗热震次数可达35次(25~120℃),满足了用户要求(10次)。     

酸蚀Al粉对Al-聚氨酯复合涂层光泽度与红外发射率的影响

在不明显升高Al-聚氨酯(PU)复合涂层红外发射率的前提下,通过酸蚀Al粉提高Al粉表面粗糙度的方法来明显降低涂层的光泽度。系统研究了Al粉酸蚀时间对Al-PU复合涂层的微结构、光泽度、红外发射率及力学性能的影响。结果表明:Al粉酸蚀可明显降低涂层的光泽度,酸蚀10min即可使涂层的光泽度从20.1降低为13.0,而Al粉酸蚀对涂层的微结构基本没有影响,对涂层发射率的影响非常有限,酸蚀50min仅使涂层的发射率从0.208增大为0.254,仍然具有较低的发射率。酸蚀20min可使涂层同时具有较低的光泽度和发射率,其值分别为12.8和0.228。涂层的力学性能对Al粉酸蚀处理并不敏感,处理前后涂层的硬度、附着力和耐冲击强度等力学性能分别可达到3H、1级和50kg·cm。