專利名稱：一種耐高溫耐腐蝕紅外隱身涂層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂層的制備方法，尤其是一種耐高溫耐腐蝕紅外隱身涂層的制備 方法，屬于材料科學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
紅外線輻射在大氣中傳播遵循可見光的折射、反射、吸收、和散射等定律，具有光 的一般物理特性，它在大氣中的透射能力與大氣中水和二氧化碳的含量有關(guān)。物體向外發(fā) 射紅外輻射時，大氣中的水和二氧化碳要吸收一定波段的輻射，而使此波段的紅外輻射信 號衰減。不被吸收的波段無衰減地穿過大氣，這樣的波段被稱為大氣窗口。紅外大氣窗口 分為4個，分別是近紅外(0. 76 3 μ m)、中紅外(3 5 μ m)、遠紅外(8 14 μ m)和超遠 紅外(15 ΙΟΟΟμπι)，前三個波段內(nèi)大氣窗口相對透明，超遠紅外波段基本是不透明的，紅 外探測器的工作波段主要針對前三個大氣窗口，因此紅外隱身涂層的開發(fā)也應(yīng)針對這三個 大氣窗口進行。關(guān)于紅外隱身材料的研制，國內(nèi)外已有一些報道。美國學(xué)者將直徑為70 μ m的片 狀鋁(質(zhì)量比占38% )摻雜到無機磷酸鹽粘合劑中，獲得一種低發(fā)射率熱隱身漆，該漆在 10.6μπι頻譜區(qū)內(nèi)發(fā)射率僅為0. 18。英國杜菲-迪坦寧公司生產(chǎn)的熱隱身涂料幾乎能適應(yīng) 任何需要的紅外反射率。德國某公司發(fā)明了一種半導(dǎo)體，可進行有效的多光譜偽裝，在紅外 波段具有低發(fā)射率，在高頻波段具有高吸收率。國內(nèi)已經(jīng)開發(fā)和正在開發(fā)的紅外隱身涂料 品種有粉樹脂型控溫涂層、金屬粉(如鋁粉)樹脂型紅外隱身涂料、低發(fā)射多層薄膜型無 機金屬氧化物類紅外隱身涂料、金屬超細粉材料以及用金屬氧化物作為樹脂添加劑的涂料 型紅外隱身材料等。綜上所述，以上紅外隱身材料的耐溫性都處于中、低溫范圍，無法達到耐高溫和耐 沖擊等指標，滿足不了航空發(fā)動機等的工作條件要求即耐高溫、具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、 與基料的結(jié)合力強、耐尾噴氣流的熱沖擊和腐蝕等。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述問題，使紅外隱身涂層能夠滿足航空發(fā)動機等的工作條件要求，本 發(fā)明提供一種耐高溫、耐腐蝕紅外隱身涂層及制備方法為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是本發(fā)明的配方如下分散介質(zhì)去離子水10 50份，高熔點紅外吸收劑30 60份，粘結(jié)劑5 20份，玻璃化物質(zhì)二氧化鈦10 20份，高熔點氧化物15 25份，改性劑3 7份；本發(fā)明的具體制備工藝如下
A、稱取高熔點紅外吸收劑30 60份、高熔點氧化物15 25份和玻璃化物質(zhì)二 氧化鈦10 20份，經(jīng)過改性劑3 7份干法改性之后，加入到粘結(jié)劑5 20份中，再加入 分散介質(zhì)去離子水10 50份，球磨混合1 12小時后，得到紅外隱身涂料。B、將鎳基合金板噴砂處理，采用線噴法在合金板上噴一層含有NiCrAlY的粘合 層，厚度在0. 2 0. 3mm ；在粘合層上噴涂步驟A中得到的紅外隱身涂料，厚度為0. 08 0. 13mm,晾干；在650 850°C范圍內(nèi)過火1 2小時(升溫速率為10°C /min)，得到粗糙 度在1100 1800微英尺的紅外隱身涂層。步驟A中的高熔點紅外吸收劑為錳酸鑭鍶(LSM)、氧化鉈、氧化鎢、氧化錸、氧化 鈮、氧化鉬和氧化鉻中的任何一種，較佳的為錳酸鑭鍶。高熔點氧化物為氧化鋁、氧化鎂、氧 化鋯、氧化釔等中的任何一種或兩種，較佳的為粒徑在0. 4 2 μ m之間的氧化鎂(較佳加 入量為10份)和氧化鋁(較佳加入量為15份)。改性劑為甘油和聚甲基丙烯酸酯鈉，甘油 的較佳加入量為3份，聚甲基丙烯酸酯鈉的較佳加入量為2份。粘結(jié)劑為硅酸鈉、硅酸鋰、硅 酸鋁和硅酸鉀中的任何一種，較佳的為硅酸鉀，該硅酸鉀是固含量為50 60%的水玻璃。 最佳的玻璃化物質(zhì)為二氧化鈦。步驟A中的高熔點紅外吸收劑為錳酸鑭鍶可吸收2 12 μ m波段的紅外線后，釋 放出來的紅外輻射線向長波轉(zhuǎn)移，使之處于紅外線探測系統(tǒng)的工作效應(yīng)波段之外。錳酸鑭 鍶對中遠紅外線的吸收效果非常顯著，可以大大降低目標物的紅外特征。高熔點氧化物在 涂層中起熱平衡作用，添加氧化鎂可以提高玻璃化物質(zhì)的熔點，添加氧化鋁是為了在過火 時與粘結(jié)劑反應(yīng)，使涂層遇水后不會變濕，也不會沾水。此外粒徑為0. 4 2 μ m的氧化鎂 和氧化鋁顆粒能使過火之后的涂層的粗糙度達到1100 1800微英尺，有利于將沒有被吸 收的紅外線以漫反射的形式散射出去。改性劑為甘油和聚甲基丙烯酸酯鈉，二者作為表面 改性劑可以協(xié)助提高固載量和控制涂料黏度，且有效防止固體粉末團聚。玻璃化物質(zhì)二氧 化鈦與粘結(jié)劑混合可以促進玻璃相的形成，650 850°C過火之后就變成了陶瓷材料。在步驟B的升溫即被燒過程中，水先失去，然后是改性劑，在650°C以上焙燒后，涂 層就轉(zhuǎn)變成了玻璃-陶瓷相，這樣就可以抵御來自環(huán)境的破壞，比如氧化、腐蝕、污染等。在 850°C燒1小時之后，紅外隱身涂層的耐溫性可達950°C以上，超過了飛機發(fā)動機的所有紅 外抑制系統(tǒng)的耐溫上限。涂層的粗糙度達到1100微英尺以上后，可以提供更多的微小斜 面，有利于將沒有被吸收的紅外線以漫反射的形式散發(fā)出去，而不是以光束的形式反射出 去，避免被探測器發(fā)現(xiàn)。
具體實施例方式實施例1稱取錳酸鑭鍶60份、氧化鋁5份、氧化鎂10份和二氧化鈦15份，經(jīng)過甘油3份和 聚甲基丙烯酸酯鈉2份干法改性之后，加入到10份固含量為52. 5%的硅酸鉀水玻璃中，再 加入分散介質(zhì)去離子水50份，球磨混合10小時后，得到紅外隱身涂料。將鎳基合金板噴砂處理，采用線噴法在合金板上噴一層含有NiCrAlY的粘合層， 厚度在0. 3mm ；在粘合層上噴涂紅外隱身涂料，厚度為0. 08mm,晾干；在650 850°C范圍內(nèi) 過火2小時(升溫速率為10°C /min)，得到粗糙度在1400微英尺的紅外隱身涂層。實施例2
4
稱取錳酸鑭鍶35份、氧化鋁15份、氧化鎂10份和二氧化鈦15份，經(jīng)過甘油4份 和聚甲基丙烯酸酯鈉1份干法改性之后，加入到20份固含量為52. 5%的硅酸鉀水玻璃中， 再加入分散介質(zhì)去離子水20份，球磨混合5小時后，得到紅外隱身涂料。將鎳基合金板噴砂處理，采用線噴法在合金板上噴一層含有NiCrAlY的粘合層， 厚度在0. 3mm;在粘合層上噴涂紅外隱身涂料，厚度為0. 13mm，晾干；在650 850°C范圍內(nèi) 過火2小時(升溫速率為10°C /min)，得到粗糙度在1800微英尺的紅外隱身涂層。實施例3稱取錳酸鑭鍶45份、氧化鋁10份、氧化鎂10份和二氧化鈦15份，經(jīng)過甘油1份 和聚甲基丙烯酸酯鈉4份干法改性之后，加入到15份固含量為52. 5%的硅酸鉀水玻璃中， 再加入分散介質(zhì)去離子水30份，球磨混合8小時后，得到紅外隱身涂料。將鎳基合金板噴砂處理，采用線噴法在合金板上噴一層含有NiCrAlY的粘合層， 厚度在0. 3mm ；在粘合層上噴涂紅外隱身涂料，厚度為0. 08mm,晾干；在650 850°C范圍內(nèi) 過火1. 4小時(升溫速率為10°C /min)，得到粗糙度在1100微英尺的紅外隱身涂層。
權(quán)利要求
1.一種耐高溫耐腐蝕紅外隱身涂層的制備方法，其特征在于本發(fā)明的配方如下分散介質(zhì)去離子水10 50份，高熔點紅外吸收劑30 60份，粘結(jié)劑5 20份，玻璃化物質(zhì)10 20份，高熔點氧化物15 25份，改性劑3 7份；本發(fā)明的具體制備工藝如下A、稱取高熔點紅外吸收劑30 60份、高熔點氧化物15 25份和玻璃化物質(zhì)二氧化 鈦10 20份，經(jīng)過改性劑3 7份干法改性之后，加入到粘結(jié)劑5 20份中，再加入分散 介質(zhì)去離子水10 50份，球磨混合1 12小時后，得到紅外隱身涂料；B、將鎳基合金板噴砂處理，采用線噴法在合金板上噴一層含有NiCrAlY的粘合層，厚 度在0. 2 0. 3mm ；在粘合層上噴涂步驟A中得到的紅外隱身涂料，厚度為0. 08 0. 13mm, 晾干；在650 850°C范圍內(nèi)過火1 2小時，得到粗糙度在1100 1800微英尺的紅外隱 身涂層。
2.如權(quán)利要求1所述的一種耐高溫耐腐蝕紅外隱身涂層的制備方法，其特征在于步 驟A中所述的高熔點紅外吸收劑為錳酸鑭鍶、氧化鉈、氧化鎢、氧化錸、氧化鈮、氧化鉬或氧 化鉻中的任何一種，較佳的為錳酸鑭鍶。
3.如權(quán)利要求1所述的一種耐高溫耐腐蝕紅外隱身涂層的制備方法，其特征在于步 驟A中所述的高熔點氧化物為氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯或氧化釔中的任何一種或兩種。
4.如權(quán)利要求1所述的一種耐高溫耐腐蝕紅外隱身涂層的制備方法，其特征在于步 驟A中所述的改性劑為甘油和聚甲基丙烯酸酯鈉。
5.如權(quán)利要求1所述的一種耐高溫耐腐蝕紅外隱身涂層的制備方法，其特征在于步 驟A中所述的粘結(jié)劑為硅酸鈉、硅酸鋰、硅酸鋁或硅酸鉀中的任何一種。
6.如權(quán)利要求1所述的一種耐高溫耐腐蝕紅外隱身涂層的制備方法，其特征在于步 驟A中所述的最佳的玻璃化物質(zhì)為二氧化鈦。
7.如權(quán)利要求1所述的一種耐高溫耐腐蝕紅外隱身涂層的制備方法，其特征在于步 驟B中過火的升溫速率為10°C /min。
8.如權(quán)利要求3所述的一種耐高溫耐腐蝕紅外隱身涂層的制備方法，其特征在于所 述的高熔點氧化物較佳的為粒徑在0. 4 2 μ m之間的10份氧化鎂和15份氧化鋁。
9.如權(quán)利要求4所述的一種耐高溫耐腐蝕紅外隱身涂層的制備方法，其特征在于甘 油的加入量為3份，聚甲基丙烯酸酯鈉的加入量為2份。
10.如權(quán)利要求5所述的一種耐高溫耐腐蝕紅外隱身涂層的制備方法，其特征在于所 述的粘結(jié)劑較佳的為硅酸鉀，該硅酸鉀是固含量為50 60%的水玻璃。
全文摘要
一種耐高溫耐腐蝕紅外隱身涂層的制備方法，具體制備工藝如下A、稱取高熔點紅外吸收劑30～60份、高熔點氧化物15～25份和玻璃化物質(zhì)二氧化鈦10～20份，經(jīng)過改性劑3～7份干法改性之后，加入到粘結(jié)劑5～20份中，再加入分散介質(zhì)去離子水10～50份，球磨混合1～12小時后，得到紅外隱身涂料。B、將鎳基合金板噴砂處理，采用線噴法在合金板上噴一層含有NiCrAlY的粘合層，厚度在0.2～0.3mm；在粘合層上噴涂步驟A中得到的紅外隱身涂料，厚度為0.08～0.13mm，晾干；在650～850℃范圍內(nèi)過火1～2小時(升溫速率為10℃/min)，得到粗糙度在1100～1800微英尺的紅外隱身涂層。
文檔編號C09D5/00GK102086311SQ200910220610
公開日2011年6月8日 申請日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者亢永珍, 張明, 張瑩瑩, 薛健, 許壯志, 韓紹娟 申請人:沈陽臨德陶瓷研發(fā)有限公司