具有可见光与红外双重伪装图层复合面料制备与性能研究

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具有可见光与红外双重伪装的涂层复合面料在军事和民用领域都有重要的应用价值和研究意义。当前对于实现可见光与红外双重伪装的涂层面料研究报道较少,主要途径是采用铝粉填料与颜料混合进行涂层整理,一方面,由于此种方法导致涂层表面光泽度过高,涂层发射率显著升高,且颜色单一,不利于可见光伪装;另一方面,通过对铝粉进行改性后涂层的工艺复杂,成本较高,不利于实际生产应用。
  本文以300D涤纶牛津布面料为基础,设计采用油溶性聚氨酯(PU)作为面料的涂层材料,系统地研究具有可见光防伪和近红外防伪性能的颜料体系在基质材料的相容性,分析研究油溶性聚氨酯作为涂层粘合剂、颜料以及其他助剂等对可见光与红外伪装性能的影响规律。研究金属微纳米材料在聚氨酯涂层中的掺杂性能,红外反射性能,获得适合于目标红外防伪的混合微纳米金属材料配方和涂层技术。制备低发射率中绿色涂层装饰布、中发射率沙土色涂层装饰布和高发射率褐土色涂层装饰布,采用傅里叶红外光谱仪和可见光与近红外分光光度计表征伪装涂层面料的热红外发射率性能及可见光与近红外反射性能。通过比较所制备织物的耐摩擦性能、耐洗性能、耐日晒性能、耐盐水腐蚀性能、力学性能和抗静电性能等研究涂层复合面料的应用性能。
  研究结果表明,通过测试计算酞菁蓝、钴蓝、铬绿、钴绿、铁黄、中铬黄、铁红、钼铬红、钛白、碳黑等颜料的涂层面料平均红外发射率,其中钴蓝、钴绿、中铬黄和钼铬红的相对较低,钛白对发射率有一定的降低作用,碳黑则会升高涂层发射率。通过研究颜料在380~1100nm波段的反射率可知,钴蓝、铬绿、钴绿、中铬黄、钼铬红等颜料经涂层后在近红外波段具有高反射率。当以油溶性聚氨酯为涂层粘合剂,铝粉与铜粉混合比例为2:1,用量为7%,涂层厚度为60~80μm,涂料粘度为20000~25000mPa·s时,经涂层的伪装面料发射率达到57%,且表面光泽度较铝粉涂层面料下降13%。采用油溶性聚氨酯、铜粉与铝粉混合金属填料以及颜料制备的低反射率中绿色装饰涂层布发射率达到61.22%,中发射率沙土色装饰涂层布发射率为75.45%,高发射率褐土色装饰涂层布发射率为89.04%,形成三种在可见光与热红外区不同颜色斑块的伪装织物,同时绿色和土色近红外反射率曲线与对应背景反射特性相吻合,达到可见光与红外双重伪装的性能。
  制备的三种伪装涂层装饰布,高发射率褐土色装饰涂层布在耐摩擦、耐洗、耐日晒、耐腐蚀及力学性能、抗静电性能均能达到要求;低反射率中绿色装饰涂层布和中发射率沙土色装饰涂层布在耐洗、耐日晒以及力学性能、抗静电性能方面应用较好。
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