本發(fā)明屬于紅外隱身材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種控制紅外輻射的復合涂層的制備方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)Stefan-Boltzmann定律，M＝εσT4，物體的紅外輻射能量M取決于表面發(fā)射率ε和溫度T，因此，可通過降發(fā)射率和降溫兩種途徑減小目標的紅外輻射能量。
金屬填料是迄今為止報道最多的低發(fā)射率填料，光學研究表明，不透明體反射率越高，其發(fā)射率就越低，因此具有較高反射率的金屬受到研究人員的青睞。近年來，有研究者發(fā)現(xiàn)相變材料在發(fā)生相變時能夠吸收或釋放熱量，同時溫度保持不變，將其作為填料制備出的相變涂層具有一定的降溫作用，因此相變材料逐漸應用于紅外隱身領(lǐng)域。隔熱材料具有高熱阻能抑制熱量的傳遞，從而有助于降低表面溫度。
然而，相變材料、隔熱材料和金屬粉體材料各有優(yōu)缺點，如金屬粉體材料可降低涂層發(fā)射率但同時提高了涂層熱導率導致表面溫度升高，而相變材料和隔熱材料可以有效控制溫度但卻具有很高的發(fā)射率(0.9左右)，因此如何將這幾種材料復合使用，優(yōu)勢互補，揚長避短，成為本發(fā)明的方向和重點。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種控制紅外輻射的復合涂層的制備方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種控制紅外輻射的復合涂層的制備方法，其特征在于，復合涂層的底層為控溫涂層，表層為控發(fā)射率涂層，制備方法如下：
1)在粘合劑中，加入一定質(zhì)量百分數(shù)的相變填料、隔熱填料和分散劑，混合攪拌，并滴加適量溶劑，攪拌并超聲振蕩，靜置后獲得控溫涂料，其中，以控溫涂料的重量百分數(shù)計，相變填料用量占總重量的10-30％，隔熱填料用量占總重量的10-30％，粘合劑用量占總重量的20-70％，溶劑用量占總重量的10-60％，分散劑用量占總重量的0.3-3％；
2)將控溫涂料刮涂或噴涂于馬口鐵板上，60℃固化6小時，獲得控溫涂層；
3)在粘合劑中，加入一定質(zhì)量百分數(shù)的漂浮態(tài)填料和分散劑，混合攪拌，并滴加適量溶劑，攪拌并超聲振蕩，靜置后獲得控發(fā)射率涂料，其中，以控發(fā)射率涂料重量百分數(shù)計，漂浮態(tài)填料用量占總重量的20-40％，粘合劑用量占總重量的20-70％，溶劑用量占總重量的10-60％，分散劑用量占填料總重量的0.2-3％；
4)將控發(fā)射率涂料刮涂或噴涂于經(jīng)過打磨處理的控溫涂層表面上，室溫固化1天后，60℃固化6小時，獲得控制紅外輻射的復合涂層。
為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括：
步驟1)中，相變填料是含有下述的一種或其混合物或其改性物的微膠囊或多孔顆粒：石蠟、硬脂酸、棕櫚酸、聚乙二醇；隔熱填料是下述的一種或其混合物：SiO2氣凝膠、空心微珠。
步驟3)中，漂浮態(tài)填料是下述的一種或其混合物：銅粉、鋁粉、銅金粉、銀粉、不銹鋼粉，漂浮態(tài)填料的漂浮率大于50％。
步驟1)和步驟3)中，粘合劑由聚氨酯和N-75固化劑組合形成；溶劑為下述的一種或其混合物：乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、環(huán)己烷、丙酮；分散劑是硅烷偶聯(lián)劑。
本發(fā)明的有益效果是：將低發(fā)射率與控溫相結(jié)合，降低目標的紅外輻射能量，將相變涂層作為底層，有效降低溫度；將控發(fā)射率涂層作為表層，有效降低發(fā)射率，兩者結(jié)合可以協(xié)同降低涂層的輻射能，突破現(xiàn)有紅外隱身涂層只具備低紅外發(fā)射率或控溫單一功能的局限。
附圖說明
圖1是控制紅外輻射的復合涂層的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
本發(fā)明的控制紅外輻射的復合涂層的制備方法，低發(fā)射率/控溫復合涂層(即控制紅外輻射的復合涂層)如圖1所示，底層為控溫涂層，表層為控發(fā)射率涂層，制備方法如下：
一、在粘合劑中，加入一定質(zhì)量百分數(shù)的相變填料、隔熱填料和分散劑，混合攪拌，并滴加適量溶劑，攪拌并超聲振蕩，靜置后獲得控溫涂料，以控溫涂料的重量百分數(shù)計，相變填料用量占總重量的10-30％，隔熱填料用量占總重量的10-30％，粘合劑用量占總重量的20-70％，溶劑用量占總重量的10-60％，分散劑用量占總重量的0.3-3％。
其中，相變填料是含有下述的一種或其混合物或其改性物的微膠囊或多孔顆粒：石蠟、硬脂酸、棕櫚酸、聚乙二醇；隔熱填料是下述的一種或其混合物：SiO2氣凝膠、空心微珠；粘合劑由聚氨酯和N-75固化劑組合形成；溶劑為下述的一種或其混合物：乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、環(huán)己烷、丙酮；分散劑是硅烷偶聯(lián)劑。
二、將控溫涂料刮涂或噴涂于馬口鐵板上，60℃固化6小時，獲得控溫涂層。
三、在粘合劑中，加入一定質(zhì)量百分數(shù)的漂浮態(tài)填料和分散劑，混合攪拌，并滴加適量溶劑，攪拌并超聲振蕩，靜置后獲得控發(fā)射率涂料，以控發(fā)射率涂料重量百分數(shù)計，漂浮態(tài)填料用量占總重量的20-40％，粘合劑用量占總重量的20-70％，溶劑用量占總重量的10-60％，分散劑用量占填料總重量的0.2-3％。
其中，漂浮態(tài)填料是下述的一種或其混合物：銅粉、鋁粉、銅金粉、銀粉、不銹鋼粉，漂浮態(tài)填料的漂浮率大于50％；粘合劑由聚氨酯和N-75固化劑組合形成；溶劑為下述的一種或其混合物：乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、環(huán)己烷、丙酮；分散劑是硅烷偶聯(lián)劑。
四、將控發(fā)射率涂料刮涂或噴涂于經(jīng)過打磨處理的控溫涂層表面上，室溫固化1天后，60℃固化6小時，獲得控制紅外輻射的復合涂層。
實施例1
步驟1：鋁基板用砂紙打磨并用無水乙醇清洗、烘干；
步驟2：稱取10g聚氨酯樹脂，依次加入3g相變材料石蠟、3g隔熱填料SiO2氣凝膠和0.5g硅烷偶聯(lián)劑，混合攪拌；加入10gN-75固化劑，加入10g乙酸丁酯，攪拌并超聲震蕩，靜置后獲得控溫涂料；
步驟3：將步驟2所得涂料噴涂于步驟1所得基板表面，室溫下表干，然后在60℃固化6小時，獲得控溫涂層；
步驟4：稱取10g聚氨酯樹脂，依次加入5g鋁粉、0.5g硅烷偶聯(lián)劑，混合攪拌均勻，加入10.5gN-75固化劑，加入8g乙酸丁酯，攪拌并超聲震蕩，靜置后獲得低發(fā)射率涂料；
步驟5：將步驟4所得涂料噴涂于步驟3所得控溫涂層表面，室溫下晾干24h，然后60℃固化6小時，即獲得低發(fā)射率/控溫雙層復合型紅外低輻射涂層。
實施例2-3的操作步驟如實施例1，底層配方和表層配方見表1。
表1 實施例1-3和比較例1-2的配方參數(shù)
性能測試
采用測溫裝置對涂層加熱(加熱平臺溫度設(shè)置為60℃)，并測量涂層表面溫度；
用IR-2型雙波段發(fā)射率儀測量涂層常溫下的發(fā)射率ε；
根據(jù)公式E＝σεT4計算涂層的表面輻射能，其中σ為常數(shù)，σ＝5.67×10-8J·s-1·m-2·K-4；ε為涂層表面發(fā)射率，T為涂層表面熱力學溫度；
實施例1-3的表面輻射能比較如表2所示，由此可知，本發(fā)明將低發(fā)射率與控溫相結(jié)合，可以協(xié)同降低涂層的輻射能。
表2 實施例1-3和比較例1-2的表面輻射能比較
以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，應視為本發(fā)明的保護范圍。