一种可见光伪装和雷达吸波的伪装草及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种伪装草，具体涉及一种可见光伪装和雷达吸波的伪装草及其制备方法，属于吸波材料技术领域。


背景技术：

2.地面装备、防护工程等采用隐身材料可以降低被探测率，提高自身的生存率，增加攻击性，获得最直接的军事效益。对于地面武器装备，主要防止空中雷达和高光谱探测，常需要雷达、可见光隐身技术。传统的人造伪装草只是外形和颜色接近自然界的草，只能做到可见光伪装，并不具备雷达隐身效果。有研究将隐身涂料喷涂在伪装草上，但涂料的附着能力差、易磨损，耐候性不好，针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的能吸收电磁波的伪装草及其制备方法，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的问题，本发明的第一个目的在于提供一种可见光伪装和雷达吸波的伪装草，该伪装草中的吸波草体采用加捻工艺，长度在5～40mm内呈梯度分布，有效避免了吸波材料分层脱落问题，且梯度分布的吸波草体可实现低频至高频雷达波的全吸收，大幅提升了隐身性能。
4.本发明的第二个目的在于提供一种可见光伪装和雷达吸波的伪装草的制备方法，该方法可通过螺杆挤压方式制备吸波纤维丝的长度，再利用加捻工艺，通过调节纤维丝的加捻量和加捻参数，可有效控制吸波草体的吸波角度，且可以强化吸波草体的应力性能。该方法工艺简单，适合于大规模工业化生产。
5.为实现上述技术目的，本发明提供了一种可见光伪装和雷达吸波的伪装草，包括吸波草体、底布和背胶；所述吸波草体编织于底布表面，所述背胶涂覆于底布未编织吸波草体的一面；所述吸波草体的长度为5～40mm。
6.本发明基于各组件间的协同作用，在大幅提升伪装草的隐身性能的同时，还有效提升了伪装草的使用寿命和力学强度。该伪装草直接采用吸波纤维丝制备吸波草体，相较于传统的喷涂工艺，有效避免了隐身材料层的脱落分层，且将不同长度的吸波草体梯度分布，有效拓宽了工作频带，对于低频和宽频电磁波均有着优异的吸收效果，进一步的，结合伪装草本身的视觉伪装效果，实现了该伪装草的多功能、多频谱伪装。
7.作为一项优选的方案，所述吸波草体由吸波纤维丝加捻形成。
8.作为一项优选的方案，所述吸波纤维丝的加捻方式为双丝束单向缠绕/或单丝束单向缠绕。进一步优选，所述吸波草体≥15mm时，吸波纤维丝的加捻方式采用双丝束单向缠绕，所述吸波草体《15mm时，吸波纤维的丝加捻方式采用单丝束单向缠绕。
9.双丝束单向缠绕可大幅提升材料的力学强度，当吸波草体较长时，径向拉伸为主要受力方向，为防止吸波草体断裂，因此采用双丝束单向缠绕方式进行加捻；双丝束之间存有空隙，使得电磁波在空隙中不断反射和吸收。单丝束单向缠绕的加捻方式可强化支撑性，
有利于紧密编织，当吸波草体较短时，横向拉伸为主要受力方向，为防止吸波草体撕裂，因此采用单丝束单向缠绕方式进行加捻。
10.作为一项优选的方案，所述双丝束单向缠绕加捻的条件为：缠绕直径为0.2～1.2mm，捻回角为30～60
°
。
11.作为一项优选的方案，所述单丝束单向缠绕加捻的条件为：缠绕直径为0.1～0.8mm，捻回角为45～75
°
。
12.作为一项优选的方案，所述吸波纤维丝包括以下质量比原料组分：树脂基体100份，抗氧剂0.1～0.5份，紫外线吸收剂0.1～0.5份，色母粒10～20份和吸收剂10～30份。吸波纤维丝的原料组分要严格按照上述比例执行，树脂基体对吸波纤维丝起到强度支撑，色母粒对纤维丝进行调色，起到可见光伪装效果，抗氧剂和紫外线吸收剂用以提高草丝的耐老化性能延长使用寿命，吸收剂针对电磁波，起到电磁伪装作用，只有在上述比例下执行，才能保障材料在一定的力学强度下，达到最优的伪装效果。
13.所述吸波纤维丝含吸收剂起到吸收电磁波的作用，并采用色母粒调色，可调成与背景颜色一致起到可见光伪装作用
14.作为一项优选的方案，所述树脂基体为pp、lldpe和hdpe中的至少一种。
15.作为一项优选的方案，所述抗氧剂为四[β-(3.5-二叔丁基，4-羟基苯基)丙酸]季戊四酯醇或β-(3.5-二叔丁基，4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯。
[0016]
作为一项优选的方案，所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或2-(2
’‑
羟基-3’,5
’‑
二叔苯基)-5-氯化苯并三唑。
[0017]
作为一项优选的方案，所述吸收剂为碳纤维、导电炭黑、多晶铁纤维、磁铁矿粉和羰基铁粉中的至少一种。
[0018]
作为一项优选的方案，所述底布为三层结构，第一层为pp布，第二层为高强碳纤维布，第三层为玻纤网格布。底布由pp布、高强碳纤维布、和玻纤网格布复合而成，具有收缩小、拉力高、不变形、抗紫外线、抗老化性好等特点，pp布位于吸波草体和高强碳纤维布之间，可起到透波层的作用，而高强碳纤维布则可以起到反射层的作用，从而实现对电磁波的吸收与屏蔽，玻纤网格布可增强底部的强度和草纤维的束缚力。
[0019]
作为一项优选的方案，所述背胶为丁苯乳胶、pu胶、水性丙烯酸酯乳胶中的至少一种。背胶是将胶水涂在草坪底部，一方面起到防水防尘的作用，另一方面可以进一步固定草体防止脱落。
[0020]
本发明还提供了一种可见光伪装和雷达吸波的伪装草的制备方法，包括以下步骤：将包括树脂基体、抗氧剂、紫外线吸收剂、色母粒和吸收剂在内的原料混合均匀，依次经过喷丝、牵伸、定型和收卷，得吸波纤维丝；将吸波纤维丝加捻后得到吸波草体；将吸波草体交错编织于底布上，再经过背胶涂覆和烘干，即得。
[0021]
本发明采用一体化制备方式，全体结构均采用柔性材料，实现了伪装草的轻量化质备，且该方法工艺简单，整体稳定性高，适合连续化生产。
[0022]
作为一项优选的方案，所述喷丝方式为螺杆挤压，条件为：条件为：lldpe和hdpe喷嘴温度190～300℃，其中，第一段温度230～300℃、第二段温度220～290℃、下料段温度210～280℃；pp喷嘴温度230～300℃，其中，第一段温度220～290℃、第二段温度210～270℃、下料段温度200～250℃。
[0023]
本发明所提供的伪装草利用加捻工艺和一体化制备方式，不仅有效避免了吸波材料分层脱落问题，还大幅提升了材料的力学强度，进一步的，将吸波草体按长度进行梯度编织，可实现对雷达电磁波的宽频吸收，经测试，采用本发明所提供伪装草伪装单位目标后，该单位目标与相邻背景色差小于2l*a*b*；雷达伪装l波段反射率≤-12db；x波段反射率≤-15db；1ghz～18平均ghz反射率≤-20db。
[0024]
相对现有技术，本发明的有益效果有：
[0025]
1)本发明所提供的伪装草中的吸波草体采用加捻工艺，长度在5～40mm内呈梯度分布，有效避免了吸波材料分层脱落问题，且梯度分布的吸波草体可实现低频至高频雷达波的全吸收，大幅提升了隐身性能。
[0026]
2)本发明所提供的技术方案中，通过螺杆挤压方式制备吸波纤维丝的，再利用加捻工艺，通过调节纤维丝的加捻量和加捻参数，可有效控制吸波草体的吸波频宽和强度，且可以强化吸波草体的应力性能。该方法工艺简单，适合于大规模工业化生产。
[0027]
3)本发明所提供的技术方案中，底布由pp布、高强碳纤维布、和玻纤网格布复合而成，具有收缩小、拉力高、不变形、抗紫外线、抗老化性好等特点，pp布位于吸波草体和高强碳纤维布之间，可起到透波层的作用，而高强碳纤维布则可以起到反射层的作用，从而实现对电磁波的吸收与屏蔽，玻纤网格布可增强底部的强度和草纤维的束缚力。
附图说明
[0028]
为了更清楚地说明本发明实施或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对与本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0029]
图1为本发明所提供伪装草的结构示意图；
[0030]
图2为实施例1制得的可见光伪装和雷达吸波的伪装草的雷达吸收效能图；
[0031]
图3为实施例2制得的可见光伪装和雷达吸波的伪装草的雷达吸收效能图；
[0032]
图4为实施例3制得的可见光伪装和雷达吸波的伪装草的雷达吸收效能图。
具体实施方式
[0033]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
[0034]
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0035]
无特殊说明，所使用的药品/试剂均为市售。
[0036]
实施例1
[0037]
本发明提出一种可见光伪装和雷达吸波的伪装草，所述伪装草包括吸波纤维丝、底布、背胶。所述吸波纤维丝含吸收剂起到吸收电磁波的作用，并采用色母粒调色，可调成
与背景颜色一致起到可见光伪装作用。底布是指将草丝编织固定在一起的部分，由pp布、高强碳纤维布和玻纤网格布复合而成，具有收缩小、拉力高、不变形、抗紫外线、抗老化性好等特点。背胶是将胶水涂在草坪底部，固定草丝以防脱落及拔出。
[0038]
本实施例还提供上述可见光伪装和雷达吸波的伪装草的制备方法，包括以下步骤：
[0039]
s1.按重量份配比lldpe树脂100份、四[β-(3.5-二叔丁基，4-羟基苯基)丙酸]季戊四酯醇0.5份、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.1份、绿色母粒10份、碳纤维10份称取原料；
[0040]
s2.用高速搅拌机进行共混配料，混好的物料在高温下经过螺杆挤出喷丝孔成丝，再经过牵伸、定型、加捻、收卷等工艺制成吸波纤维丝；
[0041]
s3.将吸波纤维丝加捻，用簇绒机织在底布上，簇绒密度10500，草丝长度以5mm和20mm交替编制；
[0042]
s4.在草皮背后涂丁苯乳胶；
[0043]
s5.80℃烘干。
[0044]
本实施例制备的能可见光伪装、雷达吸波的伪装草，绿色草丝适合丛林伪装，雷达隐身效能好。在1～18ghz频段内平均吸收能达到-20db以下。
[0045]
实施例2
[0046]
本发明提出一种可见光伪装和雷达吸波的伪装草，所述伪装草包括吸波纤维丝、底布、背胶。所述吸波纤维丝含吸收剂起到吸收电磁波的作用，并采用色母粒调色，可调成与背景颜色一致起到可见光伪装作用。底布是指将草丝编织固定在一起的部分，由pp布、高强碳纤维布和玻纤网格布复合而成，具有收缩小、拉力高、不变形、抗紫外线、抗老化性好等特点。背胶是将胶水涂在草坪底部，固定草丝以防脱落及拔出。
[0047]
本实施例还提供上述可见光伪装和雷达吸波的伪装草的制备方法，包括以下步骤：
[0048]
s1.按重量份配比pp树脂100份、β-(3.5-二叔丁基，4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯0.4份、2-(2
’‑
羟基-3’,5
’‑
二叔苯基)-5-氯化苯并三唑0.3份、黄色母粒20份、多晶铁纤维10份称取原料；
[0049]
s2.用高速搅拌机进行共混配料，混好的物料在高温下经过螺杆挤出喷丝孔成丝，再经过牵伸、定型、加捻、收卷等工艺制成吸波纤维丝；
[0050]
s3.用簇绒机织在底布上，簇绒密度10500，草丝长度以10mm和40mm交替编织；
[0051]
s4.在草皮背后涂水性丙烯酸酯乳胶；
[0052]
s5.80℃烘干；
[0053]
本实施例制备的能可见光伪装、雷达吸波的伪装草，土黄色草丝适合荒漠伪装，雷达隐身效能好，在1～18ghz频段内平均吸收能达到-20db以下。
[0054]
实施例3
[0055]
本发明提出一种能可见光伪装、雷达吸波的伪装草制备方法，所述伪装草包括吸波纤维丝、底布、背胶。所述吸波纤维丝含吸收剂起到吸收电磁波的作用，并采用色母粒调色，可调成与背景颜色一致起到可见光伪装作用。底布是指将草丝编织固定在一起的部分，由pp布、高强碳纤维布和玻纤网格布复合而成，具有收缩小、拉力高、不变形、抗紫外线、抗老化性好等特点。背胶是将胶水涂在草坪底部，固定草丝以防脱落及拔出。
[0056]
本实施例还提供一种上述所述一种能可见光伪装、雷达吸波的伪装草制备方法，包括以下步骤：
[0057]
s1.按重量份配比pp树脂100份、β-(3.5-二叔丁基，4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯0.4份、2-(2
’‑
羟基-3’,5
’‑
二叔苯基)-5-氯化苯并三唑0.3份、黄色母粒20份、短切碳纤维10份、磁铁矿粉20份称取原料。
[0058]
s2.用高速搅拌机进行共混配料，混好的物料在高温下经过螺杆挤出喷丝孔成丝，再经过牵伸、定型、加捻、收卷等工艺制成吸波纤维丝；
[0059]
s3.用簇绒机织在底布上，簇绒密度10500，草丝长度以8mm和25mm交替编织；
[0060]
s4.在草皮背后涂水性丙烯酸酯乳胶；
[0061]
s5.80℃烘干。
[0062]
本实施例制备的能可见光伪装、雷达吸波的伪装草，土黄色草丝适合荒漠伪装，雷达隐身效能好，在1～18ghz频段内平均吸收能达到-20db以下。
[0063]
综合3个实施例可以发现，本发明的能可见光伪装、雷达吸波的伪装草在宽频段对雷达波有高效、稳定的吸收效果。
[0064]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。