多波段伪装隐身涂层织物的制备研究与应用

采用着色颜料、红外低发射率填料、水性聚氨酯树脂等制备水性多波段伪装涂料,采用刮涂工艺,制备可见光/近红外/热红外多波段伪装涂层织物。通过双波段发射率测量仪、光谱反射率测试仪、光泽度仪等测试手段对涂层的红外发射率、光谱反射率、镜面光泽度等性能进行了表征,此外还对涂层的理化及环境性能进行了测试。结果表明:涂层的颜色满足《GJB 1082—1991伪装网用颜色》的要求,近红外光谱反射特性在380~1100nm范围内与应用背景基本实现了"同色同谱",不同颜色斑块的发射率梯度在0.13以上,在红外成像下能够形成有效的梯度分割,与应用背景具有较好的融合效果,具有可见光/近红外/热红外隐身性能,各项指标均达到了实用要求。     

复合型水性聚氨酯涂料的制备与防腐性能研究

水性聚氨酯涂膜的附着力、致密性和收缩性等方面存在不足,使其在金属防腐涂料领域没有获得广泛的应用。针对水性聚氨酯反应性官能团少和交联度低的特点对其进行改性,并对涂层的性能进行了研究。采用Tafel曲线外推法,EIS交流阻抗等电化学方法研究不同—NCO/—OH值涂层在5%NaCl溶液中的电化学行为。结果表明,红外光谱分析表明实验成功制得了预期产物,热分析表面涂层具有良好的耐热性。—NCO/—OH值为1.90的涂膜性能最优,腐蚀电流为1.83×10-7 A/cm~2,阻抗模值为666 723Ω·cm~2。     

固化温度对有机硅基低发射率涂层耐腐蚀性能的影响

将环氧改性有机硅(EA)与Al粉按质量比(3:2)形成EA/40%Al低红外发射率复合涂层,研究了固化温度对EA/40%Al复合涂层耐腐蚀性能的影响及其机理。利用扫描电镜观察涂层的形貌,并通过动电位极化技术及耐腐蚀实验对涂层的耐腐蚀性能进行了表征。结果表明,在保证低发射率前提下,固化温度为200℃时,涂层的耐盐雾、耐人工加速老化和耐湿热腐蚀性能时间均能达到2000 h,基本满足工程应用要求。固化温度为200℃时,涂层的固化度最合适,涂层交联最佳,使得树脂基体与颜填料结合紧密,涂层致密,耐腐蚀性能最佳。     

聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液的合成及其涂膜性能

传统的合成乳液,综合性能差.不使用有机溶剂,合成了高t<,g>(20.2℃)、低成膜温度(13.2℃)、力学性能较好的聚氨酯丙烯酸酯(PUA)共聚乳液,研究了n(NCO)/n(OH)、固化剂等因素对涂膜性能的影响.傅立叶红外光谱(FT-IR)证实,聚氨酯(PU)和聚丙烯酸酯(PA)发生了共聚反应.TEM和粒径分布测试表明,PUA乳液粒径为200 nm左右,分布较均匀.DSC分析表明:涂膜中PU链的硬段及PA分子链之间具有一定的相容性和共混程度.力学测试及涂膜综合性能测试显示,当n(NCO)/n(OH)为1.2～1.3,固化剂质量分数为1.2%～2.0%时,涂膜的力学性能、耐盐雾性能以及耐老化性能优异.     

水性油墨用环氧改性聚氨酯乳液的合成研究

以环氧树脂(CYD-011)为改性树脂,甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(GE-210)等为主要原料,采用丙酮法制备了环氧改性聚氨酯复合乳液(PUE)。并以炭黑为颜料,改性树脂为连接料树脂配制成凹版水性油墨。讨论了初始R(NCO/OH)对乳液和胶膜性能的影响与环氧树脂种类及用量对乳液和水性油墨性能的影响,通过FT-IR、DSC对树脂分子结构进行了分析和表征。研究表明,环氧树脂与聚氨酯发生共聚反应,达到改性目的。当初始R(NCO/OH)为7.5,环氧树脂CYD-011用量为6%时,所得PUE乳液性能最优,由其配制的水性油墨光泽度、耐摩擦性能好,耐水、耐碱性可达5级,满足实际应用要求。     

超支化聚酯/端羟基聚丁二烯型聚氨酯互穿网络的固化动力学

通过傅立叶红外光谱,在不同温度下测试了端羟基聚丁二烯(HTPB)型聚氨酯和含有20 %(质量分数)第4代超支化聚酯的HTPB型聚氨酯的固化过程,探索了超支化聚酯的加入对异氰酸酯(NCO)与OH之间反应的影响.结果表明:超支化聚酯的加入对NCO与OH之间的反应有很大的促进作用,反应的活化能由28.3 kJ/mol降低到18.3 kJ/mol,反应均为二级动力学反应.     

CR/PU共混粘合剂红外透明性对涂层发射率的影响

用氯丁橡胶(CR)共混聚氨酯(PU)制备了不同红外透明性的粘合剂,并分别添加不同含量的铜粉等填料,制得不同发射率的红外隐身涂层。对粘合剂的红外光谱、发射率及涂层的发射率、微观形貌等进行了分析。结果表明,随粘合剂中聚氨酯含量的增大,粘合剂的透明性变差、发射率增大,涂层的发射率也增大;当铜粉添加量较大时,涂层发射率较小,粘合剂的红外透明性对涂层发射率的影响也相对小一些;并着重对其原因进行了分析。     

单组分水性聚氨酯涂料的制备与性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)或甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、聚醚多元醇(GE220)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,制得不含有机溶剂的单组分水性聚氨酯分散液,研究了NCO/OH的摩尔比和DMPA含量对水性聚氨酯分散液及其成膜后性能的影响。结果表明,当NCO/OH(摩尔比)=1.8,DMPA与GE220比值为2时,水性聚氨酯分散液的物理性能及其成膜后的力学性能最佳。     

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。     

不同后扩链剂对无溶剂型高固含水基聚氨酯的影响

分别以水、乙二胺(EDA)、异佛尔酮二胺(IPDA)、二乙烯三胺(DETA)、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(KH-602)和聚醚胺(D-230)为后扩链剂，制备一系列无溶剂高固含水基聚氨酯，研究不同后扩链剂对水基聚氨酯的乳液性能(乳液稳定性、粒径大小、乳液黏度)、成膜性能(耐水耐溶剂性、力学性能、热稳定性、玻璃化转变温度)及应用性能(常温耐折牢度、热粘性、耐温性)的影响。结果表明，在较高R值(—NCO/—OH摩尔比)条件下，采用后扩链法可制备无溶剂、高固含水基聚氨酯，其热力学性能满足应用需求。其中，含环状结构的后扩链剂如IPDA可提高聚氨酯力学性能和耐温性；含交联功能的后扩链剂如DETA与KH602可提高聚氨酯耐水耐溶剂性及涂层抗热粘性和耐温性；而含柔性链的后扩链剂如D-230所制备的聚氨酯具有非常低的模量，适合制备非常柔软的聚氨酯。     

以复合材料为基底的ITO薄膜红外隐身特性研究

利用直流磁控溅射法在树脂基复合材料基底上制备了ITO低红外发射率薄膜。选择了低发射率树脂作为基底复合材料的基体树脂。通过对材料表面进行表征、测试材料表面电阻率及红外发射率,研究了材料的红外隐身性能。结果表明,材料的红外发射率随ITO膜表面电阻率的增加先增加,后趋于一定值。     

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.     

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。     

硅烷偶联剂对Al-Sm_2O_3/聚氨酯复合涂层的改性及其耐润滑油性能

为了提高Al-Sm_2O_3/聚氨酯(PU)复合涂层的耐润滑油性能,采用硅烷偶联剂KH550对其进行了改性。从功能特性和力学性能角度,系统研究了复合涂层改性前后耐金吉星J600型润滑油性能的变化规律。结果表明:经KH550改性的Al-Sm_2O_3/PU复合涂层红外发射率对600型润滑油的稳定性得到了明显的增强,同等条件下的发射率明显低于未改性时的值;经KH550改性后复合涂层表面的Sm_2O_3颗粒分散更加均匀,经600型油润滑一定时间后复合涂层的表面出现了少量微孔,使涂层对1.06μm近红外光的反射率明显低于未改性涂层;改性前后复合涂层的硬度和附着力对600型润滑油均具有良好的稳定性,两者可分别保持在3 H和2级以上;经KH550改性后复合涂层的耐冲击强度比未改性的得到明显的加强,经润滑10 d后仍可达到450 N·cm。     

正交试验优选水性聚氨酯合成的最佳工艺条件

以聚酯多元醇、甲苯二异氰酸酯TDI、二羟基甲基丙酸DMPA为主要原料合成了水性聚氨酯。以聚酯多元醇的种类、n(NCO):n(OH)和DMPA含量为主要影响因素,并以各因素对BOPP薄膜剥离强度的影响为考核指标,采用L9(33)正交试验优选水性聚氨酯合成的最佳工艺条件。研究结果表明:当树脂为聚己二酸1,4丁二醇酯二醇、n(NCO):n(OH)为1.3,DMPA的添加质量分数为10%时,所制得的水性聚氨酯对BOPP薄膜的黏结性能最好。     

内交联水性聚氨酯涂膜性能的影响因素

以异氟尔酮二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、聚氧化丙烯二醇和聚己二酸-1,4丁二醇酯为原料,合成了一系列内交联水性聚氨酯分散体(WPU)。研究了NCO/OH物质的量比和内交联剂三羟甲基丙烷(TMP)用量对水性聚氨酯涂膜性能的影响,并通过红外光谱(FT-IR)、接触角测量、热重分析(TGA)和X射线衍射(XRD)等对涂膜性能进行了表征。实验结果表明,NCO/OH物质的量比和TMP含量的增加均会使涂膜拉伸强度增加。XRD分析表明,软段微区的结晶性能随着二羟甲基丙酸(DMPA)含量的增加而减小,当DMPA的质量分数增加至5.6%时,软段微区表现出非晶态。     

端羟基聚环氧氯丙烷聚氨酯的某些性能研究

本文研究了由端羟基聚环氧氯丙烷(PECH)制备的聚氨酯的力学性能,动态力学性能和耐介质性能。结果表明,这种聚氨酯的抗张强度,阻尼系数(tanδ),玻璃化温度和tanδ>0.7时的温度范围都与固化混合物的NCO/OH比值有关。控制这个比值,可以得到良好的阻尼材料,这种材料还具有优良的耐介质性能。     

聚甲基乙撑碳酸酯产品中聚醚多元醇的提取及用于聚氨酯的合成

探讨了聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)中副产物聚醚的提取方法,对其结构进行了红外光谱(FT-IR),核磁共振谱(1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)的表征,并进行了用其合成聚氨酯(PU)的应用研究。通过拉伸测试、邵氏硬度测试和热重分析(TG)考察了不同硬段比例、-NCO与-OH比例对所合成的PU的力学性能及热性能的影响。结果表明,当NCO∶OH略大于1时,随着硬段含量的增加,合成的聚氨酯的力学性能和邵氏硬度随之增加,T-5%、软硬段分解温度及玻璃化转变温度(Tg)无较大变化;当-NCO∶-OH值较低时,聚氨酯的力学性能、硬度及热性能均有降低的趋势。