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.     

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。     

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.     

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.     

石墨烯对低红外发射率聚氨酯/铝复合涂层耐温性能的影响

有机硅树脂涂层需180℃固化,才具有耐高温氧化和优异稳定的力学性能,生产中难以达到。以Al粉为颜料、聚氨酯(PU)为黏合剂、石墨烯为改性剂,采用喷涂法制备了石墨烯改性PU/Al复合涂层。利用现代表面分析技术和国家标准方法,系统研究了石墨烯改性剂对复合涂层功能及其耐温性能形貌的影响规律。结果表明:石墨烯改性剂可强化复合涂层的导热和散热效果,使其耐温性能明显增强;改性后的复合涂层热老化时颜色加深及起泡现象不明显,且在240℃以上高温热老化条件下具有更低的发射率性能,当热老化温度为250℃时,改性前后涂层的发射率分别为0.241和0.184;改性后的复合涂层保持了优异稳定的力学性能,经不同温度热老化后的硬度、附着力和耐冲击强度可分别保持在3 H,1级和500 N·cm,能很好地满足实际工程的应用要求。     

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。     

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。     

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。     

石墨烯耐高温红外低发射率涂层制备研究

以改性有机硅树脂为基料,以低熔点玻璃粉为填料,以铝粉、石墨烯为红外低发射率填料,制备出一种能耐400℃的红外低发射率隐身涂料,并探究了填料、助剂等对耐高温涂料的影响规律。结果发现:改性有机硅树脂、玻璃料、石墨烯、铝粉在最优添加比例时,涂层红外发射率为0.35。     

聚氨酯/青铜-Sm_2O_3复合涂层的近红外吸收与发射率性能EI北大核心CSCD

以青铜（bronze）粉与Sm2O3为复合颜料,聚氨酯（PU）为黏合剂,制备了PU/bronze-Sm2O3复合涂层。系统研究了涂层的红外发射率、近红外吸收性能及力学性能。结果表明：Sm2O3的存在可有效降低涂层对1.06μm与1.54μm近红外光的反射率,青铜粉的存在可有效降低涂层在8-14μm波段的红外发射率;通过调节青铜粉与Sm2O3质量比,涂层在8-14μm波段的红外发射率可在0.422-0.782范围内调节,涂层对1.06μm与1.54μm近红外光的反射率可分别在46.8%-65.0%和49.3%-70.7%范围内调节;所制备PU/bronze-Sm2O3复合涂层具备优良的力学性能,在不同青铜粉与Sm2O3质量比下,其附着力与耐冲击强度分别可达到1级和50kg·cm。     

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。     

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.     

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。     

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。     

改性石蜡制备及低红外发射率研究

采用丙烯酸接枝石蜡与苯胺酰胺化的方法制备改性石蜡,以此为黏合剂,Al粉为填料,制备出发射率可调的复合相变材料,并对复合相变材料的结构、热性能、控温效果和红外发射率进行了表征。结果表明,改性石蜡的相变温度提高了16.3%,相变潜热提高近60%,控温效果提高了39.3%,添加40%Al粉的复合相变材料的红外发射率可降至最低。