[发明专利]微纳结构涂层及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了微纳结构涂层及其制备方法和应用，制备方法包括：将纳米ZnO和微米ZnO添加到树脂材料中，混合均匀，得到涂料；将涂料涂布在基材的表面上，得到微纳结构涂层。在本发明中，微纳结构的设计可以缓解填料最大添加量的限制。同时微纳结构可以改善ZnO颜料在树脂体系中的分散问题，而且改善涂层表面的粗糙度，进而有利于调节涂层的红外发射率。

技术领域

本发明涉及涂料领域，更具体地，涉及微纳结构涂层及其制备方法和应用。

背景技术

红外隐身材料是指用于减弱武器系统红外特征信号以达到隐身技术要求的特殊功能材料，也称红外伪装材料或热伪装材料。近年来，红外隐身材料的研究和开发，尤其是纳米结构材料的出现，大大推进了红外隐身技术的发展。影响热红外隐身涂料性能的因素很多，可以说，低发射率的热红外隐身涂料主要靠颜料的调节作用来制备。

ZnO可以采用各种方法来制备，诸如气相法、直接沉淀法、溶胶-凝胶法和水热法等。ZnO作为一种重要的金属氧化物无机颜料，广泛地用于红外隐身涂层中，其颗粒形态、粒径、含量和种类均显著影响涂层的光学性能。在基体材料中，单一粒径的氧化锌的添加量存在限制，使得不能达到期望的红外发射率。

发明内容

本发明提供了微纳结构涂层，可以缓解填料ZnO的最大添加量的限制，改善填料在树脂材料中的分散性，进而有利于调节涂层的发射率。

本发明提供了一种制备微纳结构涂层的方法，包括：将纳米ZnO和微米ZnO添加到树脂材料中，混合均匀，得到涂料；将所述涂料涂布在基材的表面上，得到所述微纳结构涂层。

在上述方法中，所述纳米ZnO和所述微米ZnO的总质量与所述树脂材料的质量的比率为1-4:6-9。

在上述方法中，所述纳米ZnO和所述微米ZnO的质量比为1-3:1-3。

在上述方法中，所述树脂材料包括水性聚氨酯、聚酯树脂和氰酸酯树脂中的一种或多种。

在上述方法中，在将所述涂料涂布在所述基材的表面上之前，对所述基材的表面实施磨砂处理。

在上述方法中，所述基材包括金属板基材、聚合物板基材和纤维板基材中的一种或多种。

在上述方法中，还包括通过研磨ZnO粉体的方法得到所述纳米ZnO和所述微米ZnO。

在上述方法中，通过自动涂膜机按逐层涂敷的方式将所述涂料涂布在所述基材的表面上。

本发明还提供了通过上述方法制备的微纳结构涂层。

本发明还提供了微纳结构涂层在红外隐身材料中的应用。

在本发明中，微纳结构的设计可以缓解填料最大添加量的限制。同时微纳结构可以改善ZnO颜料在树脂体系中的分散问题，而且改善涂层表面的粗糙度，进而有利于调节涂层的红外发射率。

附图说明

图1示出了本发明的微纳结构涂层的制备流程的示意图。

具体实施方式

ZnO作为一种重要的金属氧化物无机颜料，其颗粒形态、粒径、含量和种类均显著影响涂层的光学性能。红外理论可知，不同离子间的相对振动将产生一定的电偶极距，因而离子晶体的长光学波可以和红外辐射场相互作用，并交换能量，从而产生红外吸收和红外辐射。因此，粒径大小对红外吸收产生较大的影响，如纳米ZnO微晶中存在的晶格畸变现象，使得其发射率比微米ZnO的发射率大。为解决涂层发射率受单一粒径氧化锌最大添加量的限制，本发明通过将微米ZnO和纳米ZnO按不同比例混合，以更好地调节涂层的红外发射率。