[发明专利]一种超疏水低红外发射率涂层的制备方法

说明书

本发明公开了超疏水低红外发射率涂层的制备方法，以片状Al粉为功能颜料，纳米SiO₂为微纳结构改性剂，含氢硅油(HCSO)改性聚氨酯(PU)为黏合剂，聚醚多元醇为固化剂，无水乙醇为稀释剂，将上述原料置于一次性塑料杯中经玻璃棒充分搅拌，再用超声波充分分散后用适量稀释剂调节粘度至涂料能呈直线状连续流下，即得超疏水低红外发射率涂料，随后，通过玻璃棒刮涂法将0.8～1.2g上述涂料涂覆到已准备好的基板上，在室温下干燥5h，然后在80℃的烘箱中放置10h，获得超疏水低红外发射率涂层。该超疏水低红外发射率涂层的制备方法，所制备的涂层具有较低的红外发射率、光泽度和附着力性能，具备红外隐身效果的同时具有突出的超疏水和自清洁性能。

技术领域

本发明涉及精细化工技术领域，具体为一种超疏水低红外发射率涂层的制备方法。

背景技术

各种战机、导弹等飞行器由于热动、气动加热会在8～14μm红外大气窗口波段产生远高于背景的红外辐射强度而易被高灵敏度红外探测设备和红外制导武器发现并摧毁，严重威胁到军事目标的安全。因此，降低和削弱敌方红外探测设备效能的红外隐身技术是提高飞行器战时生存能力的重要手段，已引起国内外学者的广泛关注。

采用低红外发射率材料是目前公认的可实现目标红外隐身的最行之有效的技术方法。已报道了纳米复合薄膜、单层(多层)膜结构材料、核壳结构复合材料、光子晶体及复合涂层材料等多种类型的低红外发射率材料。其中树脂基低红外发射率涂层材料，主要以聚氨酯(PU)、环氧树脂等为树脂基体，铝粉、铜粉、青铜粉等金属颜料为功能填料制备而成。具有红外发射率低、制备工艺简单、施工方便、使用不受目标表面形状限制等突出优点，是实现各类飞行器红外隐身的主要技术措施，有望实现大规模工程化应用。

然而，传统的树脂基低红外发射率涂层主要以聚氨酯和环氧树脂等强极性树脂基体为黏合剂，上述树脂基体虽可赋予涂层良好的黏结强度、稳定性和力学性能。但上述树脂基体中存在的大量异氰酸酯基、氨基、羟基及醚键等亲水性极性基团会使涂层的总体表面能较高，从而使涂层在长期使用过程中容易沾染灰尘和污渍，削弱涂层的红外隐身效能。另外，表面能较高的低红外发射率涂层在海洋环境中使用时极易被海水或盐雾中的电解质所腐蚀，从而破坏涂层内部的微观结构，进而使涂层的功能特性降低，外观结构粉化，最终报废。上述问题已成为目前各类飞行器红外隐身涂层使用效能在现有基础上实现本质突破的瓶颈，有效解决上述难点问题对于从本质上提高各类飞行器的红外隐身效能具有重要的理论及现实意义。

超疏水涂层是指水接触角在150°以上及滚动角在10°以下的涂层，具有突出的自清洁性能和耐腐蚀性能。其主要以低表面能树脂及纳米粉体材料在涂层表面形成特殊的微纳结构而产生良好的疏水特性。如采用具有低表面能特性的含氢硅油(HCSO)作为黏合剂可明显降低涂层的表面能。采用纳米SiO₂等轻质疏水性纳米颗粒来改性涂层，可使涂层表面形成微纳粗糙结构，从而使涂层具有突出的疏水特性。因此，将超疏水涂层设计理念引入到低红外发射率涂层设计中，通过合理的涂层配方设计及界面结构构建来显著降低涂层的表面能，使涂层在保持较低发射率的前提下具备超疏水特性是解决上述问题的有效途径。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种超疏水低红外发射率涂层的制备方法，解决了现有低红外发射率涂层不具备超疏水及自清洁性能的技术问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种超疏水低红外发射率涂层的制备方法，具体操作步骤如下：

S1，使用标准马口铁板、铝合金板和钛合金板作为基板，用砂纸打磨使基板具有3～10μm的粗糙度，用自来水冲洗后置于80℃烘箱中干燥30min，然后用一块蘸有酒精的棉布将基板搽拭干净待用；