[发明专利]一种含石墨烯的红外低发射率涂料

说明书

一种含石墨烯的红外低发射率涂料，采用树脂为基料，漂浮性铝粉为金属颜料，在涂料中还分散有掺杂至漂浮性铝粉之间，以作为漂浮性铝粉颗粒之间桥接组分的改性石墨烯，其中，改性石墨烯和漂浮性铝粉在涂料中加入量的重量百分比分别为改性石墨烯0.1—10%、漂浮性片状铝粉15—35%。改性石墨烯加入到纯金属涂料中后分布在金属粉末碎片之间，利用其自身的高导电性达到对铝粉颜料碎片之间的“桥接”作用，提高涂料的整体导电性，并降低发射率。同时采用高弹性高韧性树脂为基料，制备出具有低发射率和低面密度的红外低发射率涂料，可用于水面舰船等武器装备红外特征信号明显部位，有效降低舰船的红外辐射强度。

技术领域

本发明涉及一种红外隐身涂层涂料，具体地说是一种含石墨烯的红外低发射率涂料。

背景技术

传统红外隐身涂层中低发射率颜填料多采用金属粉末，金属颜料对降低涂层红外发射率起决定性作用。但由于金属粉末是以碎片形式分布在涂料中的，金属粉末碎片的分布是不连续的，碎片之间的间隙会影响涂料整体的导电性和强度。并且涂料中加入大量金属颜料时，制备的低发射率涂层存在金属颜料连续性差、重量大、耐久性差、与雷达波涂层不兼容等缺点，无法满足低红外发射率的需求。美国的国防机构在红外隐身涂料上做了很多工作。陆军的Natick研究发展实验室在低发射率红外隐身涂料方面做了不少研究开发工作；美国国防部材料研究实验室研制了在监测频带内具有低发射率的表面涂层；美国空军研制了低发射率红外隐身涂料，该涂料由肟固化的有机硅粘结剂组成；一些美国学者研制的一种低发射率隐身涂料是用70μm的片状铝（质量比占38%），掺杂到无机磷酸盐粘结剂中，获得了8—14μm发射率为0.18的良好效果。美国哥伦布大学研制出一种红外隐身涂料是在聚四氟乙烯基质中加入被氧化物包覆的银粒子而形成，其中Ag粒子起吸收作用，发射率可达到0.46。德国也研制出一种飞行器用的涂覆材料，其组成中含有碳化硼、石墨导电性炭黑、碳化硅或聚乙炔等，该涂料在波长≤14 μm范围内具有较低发射率，且本身具有较强的防腐性能。西德的工业经营有限公司发明了一种半导体（或半金属材料）可进行有效的多频谱伪装，在红外波段具有较低的发射率，同时在高频波段具有较高的吸收率，该公司还发明了一种用于可见光、红外、微波和毫米波频区隐身的含半导体材料的红外低发射率涂层。

石墨烯具有优良的导电性，多用于导电涂料，如Pham等以一种便捷的方法制备了石墨烯导电涂料，该方法将氧化石墨烯与还原剂水合肼混合形成分散液，将该分散液喷涂在提前预热的基底上，两者反应的同时，形成涂膜，该涂层表面电阻率为2.2×10³ Ω•cm；Samulski等首先将水溶性的氧化石墨烯用硼氢化钠进行预还原，去掉大部分的含氧官能团，然后对其进行磺酸化处理，最后利用肼进行还原，得到磺酸基改性的石墨烯，该方法除去了氧化石墨烯表面多数含氧官能团，很大程度上恢复了石墨烯的共轭结构，其导电性显著提高（1250 s/m），且具有良好的分散性。

申请号为CN200610039597.6的专利公开了一种采用鳞片铝粉为颜料掺杂半导体材料铟锡氧化物做辅助填料制备的低发射率红外隐身涂料，涂层中所用铟锡氧化物虽能起到一定的作用，但制备方法复杂，成本较高，且导电性不理想，所得涂层发射率大于0.5。申请号为CN201210169104.6的专利公开了一种改性漂浮性片状铝粉为颜料及红外隐身涂料制备方法，该专利需要对铝粉进行接枝改性，然后选择与之对应的粘结剂，较为费时，且改性之后的铝粉导电性降低，涂层发射率为0.68，达不到低发射率的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服金属颜料连续性差的问题，提供一种高耐久性的低红外发射率金属涂料。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种含石墨烯的红外低发射率涂料，采用树脂为基料，漂浮性铝粉为金属颜料，在涂料中还分散有掺杂至漂浮性铝粉之间，以作为漂浮性铝粉颗粒之间桥接组分的改性石墨烯，其中，改性石墨烯和漂浮性铝粉在涂料中加入量的重量百分比分别为改性石墨烯0.1—10%、漂浮性片状铝粉15—35%。

进一步地，所述的改性石墨烯为经接枝硅烷偶联剂改性的石墨烯。