基于環(huán)氧樹脂的低紅外發(fā)射率材料研究

1、DOI ：CNKI:33-1331/TJ.20110318.1315.044 網(wǎng)絡(luò)出版時間：2011-3-18 13:15:18網(wǎng)絡(luò)出版地址：第34卷第2期兵器材料科學(xué)與工程11年3月342M a r . 11基于環(huán)氧樹脂的低紅外發(fā)射率材料研究任玥華萍龔榮洲1. 中國地質(zhì)大學(xué)武漢材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院湖北武漢4300742華中科技大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)系湖北武漢430074. 摘要將環(huán)氧樹脂與對醇酸清漆聚氨酯清漆酯膠清漆在紅外性能力學(xué)性能和耐化學(xué)性能方面進(jìn)行比較在紅外性能差別不大的條件下環(huán)氧樹脂的力學(xué)性能和耐化學(xué)試劑性能優(yōu)勢突出是制備紅外復(fù)合涂層的理想粘合劑對環(huán)氧樹脂摻雜平均粒徑48m 片狀鋁粉對

2、不同鋁粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)和不同厚度的涂層進(jìn)行測試和表征結(jié)果表明以環(huán)氧樹脂為基體制備出的低紅外發(fā)射率材料在鋁粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%漆膜厚為3045m 時紅外發(fā)射率為0. 25關(guān)鍵詞紅外隱身環(huán)氧樹脂粘合劑發(fā)射率中圖分類號TN 976文獻(xiàn)標(biāo)識碼文章編號1004-244201102-0045-03M a t e r i a l swi t h l o w i n f r a r e d e mi s s i v i t y a s e d o n e o y r e s i n1N ei n 1N o n h o 21. h a n 430074h i M a t e r i a lS i e n ea n d

3、h e mi s t r y n i n e e r i n h i n a n i v e r s i t y o fG e o s i e n e s n a 2. e a r t me n t o fE l e t r o n i i e n ea n d Te h n o l o y a h o n n i v e r s i t y o fS i e n ea n d Te h n o l o y h a n 430074h i n a s t r a tC o mp a r i s o n o fi n f r a r e d r o e r t y me h a n i a lp

4、 r o e r t y a n d r e s i s t a n et oc h e mi a lr e a e n t so fe o y wi t h t h o s eo fa l y de v a r n i s h o l y r e t h a n e v a r n i s h e s t e r m v a r n i s h we r e ma d e . n d e r t h e s a me i n f r a r e d r o e r t y o n d i t i o n s o y s h o wsg r e a t wh i a d v a n t a e

5、 si n t h e a s e t so fme h a n i a lp r o e r t y a n d r e s i s t a n e t o h e mi a lr e a e n t s h i sa n i d e a lc a n d i d a t e o fi n f r a r e do mp o s i t e o a t i n a d h e s i v e . Th e r o e r t i e so ft h e e o y o a t i n d o e d wi t h 48m f l a e lp o wd e r wi t h v a r i

6、o sc o n t e n t so f a l mi n m o wd e r a n d d i f f e r e n t o a t i n t h i n e s swe r e t e s t e d a n d h a r a t e r i e d . Th e e e r i me n t a lr e s l t sd e mo n s t r a t e t h a t l o w i n f r a r e d e mi s s i v i t y o ft h e ma t e r i a l sp r e a r e d wi t h e o y r e s i

7、n ma t r i a n a t t a i n 0. 25wh e n t h e o n t e n t o fa l mi n m o wd e r i s 30a n d o a t i n t h i n e s si s3045m.e y wo r d s i n f r a r e d s t e a l t h e o y a d h e s i v e e mi s s i v i t y20世紀(jì)50年代以來的發(fā)展1軍事國的重視紅外探測技術(shù)有了突破性各種紅外隱身技術(shù)也越來越得到了世界各紅外隱身技術(shù)i n f r a r e d s t e a l t h y實驗聚氨酯t

8、e h n i e 是指通過降低目標(biāo)與背景的紅外輻射差異使其難于被紅外成像系統(tǒng)探測識別跟蹤從而提高武器系統(tǒng)的生存力和戰(zhàn)斗力降低目標(biāo)的紅外發(fā)射率依然是目前研究的關(guān)鍵所在特別是降低其在814m 波段的紅外熱發(fā)射率2原料及儀器實驗原料主要有工業(yè)級的醇酸樹脂清漆清漆酯膠清漆環(huán)氧樹脂平均粒徑48m 的片狀鋁粉分析純的丙酮硫酸氫氧化鈉氯化鈉以及蒸餾水主要儀器有美國熱電制造的v a t a r 37型傅立葉變換紅外光譜儀中科院上海技術(shù)物理研究所制造的以及目前國內(nèi)研究較多的是填料劑的研究較少3-7對紅外高透明樹脂粘合涂層的紅外發(fā)射率至少有60%取決-2型雙波段發(fā)射率測量儀深圳瑞格爾儀器有限公司制造的T-301

9、0微機控制電子萬能試驗機捷克TE N 制造的制備與測試表征1. 2. 1粘合劑漆膜在常溫下按172779漆膜的一般制備法的標(biāo)準(zhǔn)在鋁板上制備漆膜控制漆膜為1020m 膜干后待漆在恒溫條件下用-2型雙波段發(fā)射率測量掃描電子顯微鏡于粘合劑8要制備出低發(fā)射率的紅外隱身材料研究紅外透明性好發(fā)射率低的粘合劑同樣至關(guān)重要79首先將環(huán)氧樹脂與醇酸樹脂清漆聚氨酯清漆酯膠清漆常見粘合劑在紅外特性力學(xué)性能和耐化學(xué)性能方面進(jìn)行了比較在紅外特性無明顯優(yōu)勢的情況下環(huán)氧樹脂在力學(xué)性能和耐化學(xué)性能方面的優(yōu)勢明顯為實際應(yīng)用制備低紅外發(fā)射率材料提供了基礎(chǔ)發(fā)射率良好的片狀鋁粉在環(huán)氧樹脂中摻雜密度小價格低廉工程實用性強紅外測試了不同

10、鋁粉含量及涂層厚度對于紅外發(fā)射率的影響并進(jìn)行表征收稿日期2010-01-14修回日期2011-02-18作者簡介任玥女碩士研究生研究方向為紅外隱身材料制備儀測定紅外發(fā)射率用同樣的涂料利用聚乙烯薄膜做載體控制漆膜為50m 在恒溫下采用v a t a r 37型傅立葉變換紅外光譜儀扣除載體背景測量的各粘合劑的紅外拉曼光譜7767769. -ma i l o m4兵器材料科學(xué)與工程第34卷 漆膜自然固化d 后按2120采用R 30微機控制電子萬能試驗機進(jìn)行拉開法附著力試驗測試漆膜附著力按313采用柔韌性測定器測試漆膜的柔韌性按323采用型漆膜沖擊器測試漆膜耐沖擊測試漆膜室溫下的耐化學(xué)試劑性能漆膜為2

11、0m 硫酸摩爾濃度為mol 氫氧化鈉摩爾濃度為mol 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為的氯化鈉水溶液耐酸堿鹽溶液的測試4430204a 醇酸清漆r a n s m i t t a n c e 36322824202av en u mb ers/c m 42222顯其他各組樣品無明顯差別紅外發(fā)射率I RFi g. 2I n f rared R aman sp ec t ra ofp ai n tf i l ms u si n gI R4種粘合劑22m I R3d i f f eren tmat eri al sm I R4m 基本相同綜合紅外性能力學(xué)性能耐化學(xué)腐蝕性各組樣品在紅外特性無明顯優(yōu)勢的情況下于實施粘合劑環(huán)氧

12、樹脂的力學(xué)性能和耐化學(xué)性能優(yōu)勢明顯具有較好的工藝性能易是實際應(yīng)用中制備低紅外發(fā)射率材料的理想根據(jù)各基體樹脂的紅外圖譜在大氣窗口34m 即232525c m 波數(shù)的吸收峰情況判明聚氨酯清漆紅外透明性良好其他無明顯區(qū)別不同粘結(jié)劑漆膜的力學(xué)性能及耐化學(xué)性能表2為4種粘結(jié)劑的附著力柔韌性耐沖擊及耐復(fù)合材料涂層的紅外發(fā)射率不同片狀鋁粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對涂層厚為254m 可以看出紅外這是吸收減化學(xué)試劑結(jié)果4種粘合劑基體力學(xué)性能環(huán)氧樹脂各方面優(yōu)勢紅外發(fā)射率的影響結(jié)果如圖3所示明顯其他三者均有無法克服的缺陷耐化學(xué)性能環(huán)氧樹脂耐堿性十分突出耐酸性和耐鹽性也明顯優(yōu)于其他三者發(fā)射率隨著涂層中填料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而減小涂層中片

13、狀鋁粉之間的空隙減小反射增大因為片狀鋁粉有較高的反射率隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大第2 期表任玥等基于環(huán)氧樹脂的低紅外發(fā)射率材料研究種粘合劑不同波段的紅外透過率和發(fā)射率紅外發(fā)射率471. 0I R醇酸清漆聚氨酯清漆酯膠清漆環(huán)氧樹脂0. 80. 60. 40. 20. 0101030質(zhì)量分?jǐn)?shù)/2040506035m /814m /I R84. 339. 830. 8050. 6390. 88385. 4984. 220. 8400. 6010. 1582. 6735. 820. 8650. 6920. 474. 35. 020. 8900. 800. 51122m I R I R35m 814m 表圖3片

14、狀鋁粉含量對涂層紅外發(fā)射率的影響種粘合劑的力學(xué)性能及耐化學(xué)性能 F ig . 3I n f n fm f io no fa m in m f nin f m is iv it ft in g但是隨片狀鋁當(dāng)鋁粉的質(zhì)量大多數(shù)漆4為不同片狀鋁為20空隙很質(zhì)量分紅外發(fā)紅外圖4不同鋁粉含量的照片F(xiàn) ig . 4n it nd if f n m f io no fa m in m 0. 380. 36I R圖5顯示了片狀鋁粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30時不同厚度對涂層紅外發(fā)射率的影響規(guī)律可以看出在紅外紅外發(fā)射率涂層比較薄時紅外發(fā)射率總體上隨著涂層厚度的增在涂層厚為35m 左右時發(fā)射率0. 340. 320. 0. 280. 260. 240204060801001