一種兼容雷達(dá)和紅外隱身織物及其制備和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種兼容雷達(dá)和紅外隱身織物及其制備和應(yīng)用，該隱身織物包括基布和兼容雷達(dá)和紅外的隱身層；所述的兼容雷達(dá)和紅外的隱身層是由有序介孔C-ZAO粉體經(jīng)涂層制備的；其制備方法包括（1）將分散劑加入到溶劑中，攪拌均勻后加入有序介孔C-ZAO粉體得到混合體，將上述混合體研磨得到介孔C-ZAO涂料；（2）將涂層劑與輔料混合溶解到溶劑中，加入步驟（1）得到的介孔C-ZAO涂料后研磨，最后在基布上進(jìn)行涂層制備即可。本發(fā)明的隱身織物具有較低的紅外發(fā)射率，制備的紅外隱身層附著力強(qiáng)，并且兼容雷達(dá)隱身，制備方法簡單，成本低，物理機(jī)械性能良好，可廣泛應(yīng)用于人體、軍事武器的紅外偽裝和光電隱身工程領(lǐng)域。
【專利說明】一種兼容雷達(dá)和紅外隱身織物及其制備和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于隱身材料及其制備和應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種兼容雷達(dá)和紅外隱身織物及其制備和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，現(xiàn)代電子技術(shù)和先進(jìn)探測系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，極大拓展了戰(zhàn)爭中搜索、跟蹤目標(biāo)的能力，作戰(zhàn)士兵和武器裝備所受到的威脅日益嚴(yán)重。為了提高武器裝備的生存能力，增強(qiáng)其作戰(zhàn)效能，使其難以被敵方發(fā)現(xiàn)、識別、跟蹤和攻擊，隱身技術(shù)應(yīng)運而生。采用隱身技術(shù)，如通過改變目標(biāo)外部結(jié)構(gòu)，或進(jìn)行表面涂裝，或偽裝處理，降低目標(biāo)的可探測信號特征，使敵方的探測、制導(dǎo)、偵察系統(tǒng)失去功效，從而盡可能地隱蔽自己，掌握戰(zhàn)場的主動權(quán)。因此，隱身技術(shù)作為提高武器系統(tǒng)生存、突防及縱深打擊能力的有效手段，已成為世界強(qiáng)國角逐軍事高新技術(shù)的熱點之一。
[0003]根據(jù)軍事目標(biāo)探測技術(shù)的不同，隱身技術(shù)有雷達(dá)隱身、紅外隱身、激光隱身、聲隱身以及可見光隱身等。現(xiàn)階段對軍用飛行器的目標(biāo)探測中，雷達(dá)大約為60%，紅外30%，其它10%。因此，軍事領(lǐng)域的主要威脅目前仍然是雷達(dá)與紅外探測。隱身技術(shù)研究也以雷達(dá)和紅外隱身為重點，同時控制激光、聲、可見光等其它信號特征，以期獲得多功能、高性能的隱身功能材料和結(jié)構(gòu)材料。
[0004]但是，研究表明雷達(dá)吸波材料要求材料高吸收、低反射，但吸收的電磁能在材料內(nèi)部轉(zhuǎn)化為熱能，增加了材料的表面溫度，極易被紅外探測器識別。另外，紅外隱身要求材料低吸收、高反射，這使得雷達(dá)波在材料表面直接反射回去，達(dá)不到雷達(dá)隱身的效果。因此，研究兼容紅外和雷達(dá)多波段隱身已成為研究的熱點。
[0005]目前，多波段隱身技術(shù)主要是采用多層涂層的方式實現(xiàn)的，導(dǎo)致涂層厚度較厚，耐久性較差，壽命短，無法適應(yīng)不同背景中的隱身。而關(guān)于同時兼容雷達(dá)和紅外雙波段納米復(fù)合隱身材料的報道鮮有。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種兼容雷達(dá)和紅外隱身織物及其制備和應(yīng)用，該織物同時兼容了雷達(dá)和紅外兩個波段隱身，其雷達(dá)和紅外隱身層附著力強(qiáng)、質(zhì)輕，制備簡單、耐久性好，避免了多層涂層的繁瑣和厚重，可廣泛應(yīng)用于人體，軍事武器的紅外偽裝和光電隱身工程領(lǐng)域。
[0007]本發(fā)明的一種兼容雷達(dá)和紅外隱身織物，該隱身織物包括基布和兼容雷達(dá)和紅外的隱身層；所述的兼容雷達(dá)和紅外的隱身層是由有序介孔C-ZAO粉體經(jīng)涂層制備的。
[0008]所述的基布為的紡織品或薄膜材料，所述的紡織品可以為任何形式(機(jī)織、針織、無紡布)任何材質(zhì)(天然纖維、合成纖維、再生纖維)，所述的薄膜材料的材質(zhì)不限。
[0009]所述的兼容雷達(dá)和紅外的隱身層表面涂覆厚度微米級的有機(jī)導(dǎo)電薄膜涂層。
[0010]所述的有機(jī)導(dǎo)電薄膜涂層為聚噻吩、聚吡咯和聚苯胺薄膜的一種或幾種。[0011]本發(fā)明的一種兼容雷達(dá)和紅外隱身織物的制備方法，包括:
[0012]( I)介孔C-ZAO涂料的制備:
[0013]將分散劑加入到所選溶劑中，攪拌溶解后加入有序介孔C-ZAO粉體得到混合體，將上述混合體研磨均勻得介孔C-ZAO涂料；
[0014](2)雷達(dá)和紅外隱身涂層整理:
[0015]將涂層劑與輔料混合溶解到溶劑中，加入步驟(I)得到的介孔C-ZAO涂料后研磨，最后在基布上進(jìn)行涂層制備即可。
[0016]步驟(2)中所述的輔料為消泡劑、增稠劑、交聯(lián)劑、流平劑中的一種或幾種。
[0017]步驟(I)中所述的研磨為在800?1200rpm轉(zhuǎn)速下研磨6_12h。
[0018]步驟(I)得到的介孔C-ZAO涂料的平均粒徑在200nm左右。
[0019]步驟(2)中所示的涂層劑為紡織用水性粘合劑、油性粘合劑中的一種；所示的水性粘合劑包括PVC、PU、水性丙烯酸樹脂；所示的油性粘合劑包括有機(jī)硅類涂層、三元乙丙橡膠涂層。
[0020]步驟(2)中所述的涂層制備為刮涂、噴涂、流涂、印花、電沉積中的一種。
[0021]本發(fā)明的一種兼容雷達(dá)和紅外隱身織物應(yīng)用于紅外、雷達(dá)偽裝以及光電隱身工程領(lǐng)域。
[0022]本發(fā)明的兼容雷達(dá)和紅外隱身織物的紅外發(fā)射率測得為0.78，較原布降低0.16，匹配厚度7mm時，最小反射率可達(dá)-31.5dB，有效吸收帶寬為4.1GHz0
[0023]本發(fā)明所述的有序介孔C-ZAO納米復(fù)合材料是一種性能優(yōu)異紅外和雷達(dá)雙波段隱身材料，具有有序的納米孔陣列，可以精確控制各組分的比列獲得最佳阻抗匹配，而且孔徑分布可調(diào)，極高的比表面積和豐富的孔道結(jié)構(gòu)能造成多重散射，質(zhì)輕，導(dǎo)電性強(qiáng)。另外，半導(dǎo)體ZAO的存在，顯著降低了紅外發(fā)射率。
[0024]有益效果:
[0025](I)本發(fā)明兼容雷達(dá)和紅外隱身織物能同時兼容雷達(dá)和紅外隱身兩個波段隱身；
[0026](2)本發(fā)明的隱身織物在8?14 μ m波段紅外的發(fā)射率可達(dá)到0.7，匹配厚度7mm時，最小反射率可達(dá)-31.5dB，有效吸收帶寬為4.1GHz0
[0027](3)本發(fā)明的兼容雷達(dá)和紅外隱身織物質(zhì)輕，操作簡單，成本較低，具有良好的應(yīng)用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明的一種兼容雷達(dá)和紅外隱身織物的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，I是基布，2是兼容雷達(dá)和紅外隱身層。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0030]實施例1[0031](I)首先制備ZAO溶膠，其具體制備方法如下:將無機(jī)前軀體氯化鋅、穩(wěn)定劑單乙醇胺和溶劑乙醇混合，攪拌溶解，然后加入摻雜劑硝酸鋁，25-100°C條件下，回流反應(yīng)l_4h，冷卻，得ZAO溶膠，其中前軀體、穩(wěn)定劑和溶劑的加入量比為0.01-0.02mol:0.01-0.02mol:10ml,摻雜劑的添加量按Al2O3 = ZnO摩爾比為0.03-0.09進(jìn)行換算；
[0032](2)將模板劑三嵌段共聚物F127和酸催化劑硝酸溶解在有機(jī)溶劑中，得到澄清溶液，然后在溶液中加入高分子前驅(qū)體酚醛樹脂和上述ZAO溶膠，模板劑、酸催化劑、高分子前驅(qū)體、無機(jī)前驅(qū)體的加入質(zhì)量比為l-2g:l-4g:5g:0.5-4g，然后揮發(fā)溶劑，固化，惰性氣體條件下，350-40(TC煅燒，得到介孔高分子-ZAO復(fù)合材料，然后在惰性氣體條件下，400-900°C煅燒，即得高度有序的介孔碳-ZAO復(fù)合材料。
[0033]實施例2
[0034]( I)首先制備ZAO溶膠，其具體制備方法如下:將無機(jī)前軀體醋酸鋅、穩(wěn)定劑單乙醇胺和溶劑異丙醇混合，攪拌溶解，然后加入摻雜劑氯化鋁，25-10(TC條件下，回流反應(yīng)l_4h，冷卻，得ZAO溶膠，其中前軀體、穩(wěn)定劑和溶劑的加入量比為0.01-0.02mol:0.01-0.02mol:10ml,摻雜劑的添加量按Al2O3 = ZnO摩爾比為0.03-0.09進(jìn)行換算；
[0035](2)將模板劑三嵌段共聚物F127和酸催化劑鹽酸溶解在有機(jī)溶劑中，得到澄清溶液，然后在溶液中加入高分子前驅(qū)體糠醛和上述ZAO溶膠，模板劑、酸催化劑、高分子前驅(qū)體、無機(jī)前驅(qū)體的加入質(zhì)量比為l-2g: l-4g:5g:0.5-4g,然后揮發(fā)溶劑，固化,惰性氣體條件下，350-40(TC煅燒，得到介孔高分子-ZAO復(fù)合材料，然后在惰性氣體條件下，400-90(TC煅燒，即得高度有序的介孔碳-ZAO復(fù)合材料。
[0036]實施例3
[0037](I)首先制備ZAO溶膠，其具體制備方法如下:將無機(jī)前軀體硝酸鋅、穩(wěn)定劑二乙醇胺和溶劑乙二醇甲醚混合，攪拌溶解，然后加入摻雜劑硫酸鋁，25-100°C條件下，回流反應(yīng)l_4h，冷卻，得ZAO溶膠，其中前軀體、穩(wěn)定劑和溶劑的加入量比為
0.01-0.02mol:0.01-0.02mol: 10ml，摻雜劑的添加量按 Al2O3: ZnO 摩爾比為 0.03-0.09 進(jìn)行
換算；
[0038](2)將模板劑三嵌段共聚物F127和酸催化劑醋酸溶解在有機(jī)溶劑中，得到澄清溶液，然后在溶液中加入高分子前驅(qū)體糠醛和上述ZAO溶膠，模板劑、酸催化劑、高分子前驅(qū)體、無機(jī)前驅(qū)體的加入質(zhì)量比為l-2g: l-4g:5g:0.5-4g,然后揮發(fā)溶劑，固化,惰性氣體條件下，350-40(TC煅燒，得到介孔高分子-ZAO復(fù)合材料，然后在惰性氣體條件下，400-90(TC煅燒，即得高度有序的介孔碳-ZAO復(fù)合材料。
[0039]實施例4
[0040](I)首先制備ZAO溶膠，其具體制備方法如下:將無機(jī)前軀體硫酸鋅、穩(wěn)定劑檸檬酸銨和溶劑甲氧基乙醇混合，攪拌溶解，然后加入摻雜劑氯化鋁，25-100°C條件下，回流反應(yīng)l_4h，冷卻，得ZAO溶膠，其中前軀體、穩(wěn)定劑和溶劑的加入量比為
0.01-0.02mol:0.01-0.02mol: 10ml，摻雜劑的添加量按 Al2O3: ZnO 摩爾比為 0.03-0.09 進(jìn)行
換算；
[0041](2)將模板劑三嵌段共聚物F127和酸催化劑草酸溶解在有機(jī)溶劑中，得到澄清溶液，然后在溶液中加入高分子前驅(qū)體糠醛和上述ZAO溶膠，模板劑、酸催化劑、高分子前驅(qū)體、無機(jī)前驅(qū)體的加入質(zhì)量比為l-2g: l-4g:5g:0.5-4g,然后揮發(fā)溶劑，固化,惰性氣體條件下，350-400°C煅燒，得到介孔高分子-ZAO復(fù)合材料，然后在惰性氣體條件下，400-900°C煅燒，即得高度有序的介孔碳-ZAO復(fù)合材料。
[0042]實施例5
[0043]( 1)介孔C-ZAO涂料的制備
[0044]介孔C-ZAO30%
[0045]分散劑 5%
[0046]二甲苯 65%
[0047]將分散劑加入到二甲苯中，攪拌溶解后加入有序介孔C-ZAO粉體得到混合體，將上述混合體與氧化鋯陶瓷珠置于球磨儀中，SOOrpm轉(zhuǎn)速下研磨8h，得到介孔C-ZAO分散液，平均粒徑在200nm左右。
[0048](2)雷達(dá)和紅外隱身涂層整理
[0049]
有機(jī)硅粘合劑80%
消泡劑0.5%
增猶劑4.5%
苯15%
[0050]按配方用量將上述材料混合均勻，加入已制得的介孔C-ZAO漿料后600rpm轉(zhuǎn)速下研磨30min,涂覆在棉織物上。
[0051]該兼容雷達(dá)和紅外隱身織物的紅外發(fā)射率測得為0.78，較原布降低0.16，匹配厚度7mm時，最小反射率可達(dá)-31.5dB，有效吸收帶寬為4.1GHz0
[0052]實施例6
[0053]( 1)介孔C-ZAO涂料的制備
[0054]介孔C-ZAO 粉體40%
[0055]分散劑 10%
[0056]水50%
[0057]將分散劑溶于水中，攪拌均勻后加入介孔C-ZAO粉體，將混合體與氧化鋯陶瓷珠置于球磨儀中，1000rpm轉(zhuǎn)速下研磨10h，得到介孔C-ZAO分散液，平均粒徑在170nm左右。經(jīng)抽濾，二次研磨，制備出固相質(zhì)量百分含量為40wt%的介孔C-ZAO濃縮漿。
[0058](2)雷達(dá)和紅外隱身涂層整理
[0059]
聚鉍酷粘合徹65%
消泡劑0,5%
交聯(lián)劑3.5%
水31%
[0060]按配方用量將上述材料混合,攪拌均勻后加入已配制好的C-ZAO衆(zhòng)料后500rpm轉(zhuǎn)速下研磨60min，涂覆在牛津布上。整理完成后在織物上再涂覆一層聚吡咯有機(jī)導(dǎo)電膜。
[0061]該兼容雷達(dá)和紅外隱身織物的紅外發(fā)射率測得為0.72，匹配厚度9mm時，最小反射率可達(dá)-29dB，有效吸收帶寬為3.9GHzο
[0062]實施例7
[0063]( I)介孔C-ZAO涂料的制備
[0064]介孔C-ZAO45%
[0065]分散劑(S-2108)12%
[0066]甲苯43%
[0067]將分散劑溶于甲苯中，攪拌均勻后加入介孔C-ZAO粉體，將混合體與氧化鋯陶瓷珠置于球磨儀中，800rpm轉(zhuǎn)速下研磨IOh,得到介孔C-ZAO分散液,平均粒徑在190nm左右。
[0068](2)雷達(dá)和紅外隱身涂層整理
[0069]聚氨酯粘合劑70%
[0070]流平劑3%
[0071]甲苯27%
[0072]按配方用量將上述材料混合,攪拌均勻后加入已配制好的C-ZAO衆(zhòng)料后500rpm轉(zhuǎn)速下研磨60min，在抗菌層上 面進(jìn)行涂覆。整理完成后再涂覆一層聚苯胺有機(jī)導(dǎo)電膜。
[0073]該兼容雷達(dá)和紅外隱身織物的紅外發(fā)射率測得為0.70，匹配厚度5mm時，最小反射率可達(dá)_28dB，有效吸收帶寬為3.8GHzο
[0074]實施例8
[0075]( I)介孔C-ZAO涂料的制備
[0076]
介孔 C-ZAO25%
%1化鈦20%
分散劑12%
水43%
[0077]將分散劑溶于水中，攪拌均勻后加入介孔C-ZAO粉體和氧化鈦粉體，將混合體與氧化錯陶瓷珠置于球磨儀中，1000rpm轉(zhuǎn)速下研磨IOh,得到分散液,平均粒徑在200nm左右。
[0078](2)雷達(dá)和紅外隱身涂層整理
[0079]
水蝕㈨烯酸酷70%
[0080]馳:劑1%
交聯(lián)劑3%
水26%
[0081]按配方用量將上述材料混合,攪拌均勻后加入已配制好上述衆(zhòng)料后500rpm轉(zhuǎn)速下研磨60min,在尼龍布上面進(jìn)行涂覆。
[0082]該兼容雷達(dá)和紅外隱身織物的紅外發(fā)射率測得為0.79，匹配厚度4mm時，最小反射率可達(dá)_24dB，有效吸收帶寬為3.3GHzο
【權(quán)利要求】
1.一種兼容雷達(dá)和紅外隱身織物，該隱身織物包括基布(I)和兼容雷達(dá)和紅外的隱身層(2);所述的兼容雷達(dá)和紅外的隱身層(2)是由有序介孔C-ZAO粉體經(jīng)涂層制備的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼容雷達(dá)和紅外隱身織物，其特征在于:所述的基布為的紡織品或薄膜材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼容雷達(dá)和紅外隱身織物，其特征在于:所述的兼容雷達(dá)和紅外的隱身層(2 )表面涂覆厚度微米級的有機(jī)導(dǎo)電薄膜涂層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種兼容雷達(dá)和紅外隱身織物，其特征在于:所述的有機(jī)導(dǎo)電薄膜涂層為聚噻吩、聚吡咯和聚苯胺薄膜的一種或幾種。
5.如權(quán)利要求1所述的兼容雷達(dá)和紅外隱身織物的制備方法，包括: (1)介孔C-ZAO涂料的制備: 將分散劑加入到溶劑中，攪拌均勻后加入有序介孔C-ZAO粉體得到混合體，將上述混合體研磨得到介孔C-ZAO涂料； (2)雷達(dá)和紅外隱身涂層整理: 將涂層劑與輔料混合溶解到溶劑中，加入步驟(I)得到的介孔C-ZAO涂料后研磨，最后在基布上進(jìn)行涂層制備即可。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種兼容雷達(dá)和紅外隱身織物的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述的輔料為消泡劑、增稠劑、交聯(lián)劑、流平劑中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種兼容雷達(dá)和紅外隱身織物的制備方法，其特征在于:步驟(I)中所述的研磨為在800?1200rpm轉(zhuǎn)速下研磨6_12h。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種兼容雷達(dá)和紅外隱身織物的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所示的涂層劑為紡織用水性粘合劑、油性粘合劑中的一種；所示的水性粘合劑包括PVC、PU、水性丙烯酸樹脂；所示的油性粘合劑包括有機(jī)硅類涂層、三元乙丙橡膠涂層。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種兼容雷達(dá)和紅外隱身織物的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述的涂層制備為刮涂、噴涂、流涂、印花、電沉積中的一種。
10.如權(quán)利要求1所述的兼容雷達(dá)和紅外隱身織物應(yīng)用于紅外、雷達(dá)偽裝以及光電隱身工程領(lǐng)域。
【文檔編號】D06M15/564GK103710991SQ201310746527
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】毛志平, 王薇, 張琳萍, 徐紅, 鐘毅 申請人:東華大學(xué)