城市用近红外伪装涂料、其制备方法、相应的织物及制备方法

1.本发明属于军事装备技术领域，用于近红外伪装，具体地说是城市用近红外伪装涂料、其制备方法、相应的织物及制备方法。


背景技术：

2.随着现代侦察技术和精确制导武器在战场上的广泛应用，传统意义上的可见光伪装技术已不能满足需求，大多数发达国家的军队均不同程度地装备了各种红外侦察器材，比如像增强器、弱光电视系统、星光镜、武器瞄准器以及各类夜视装具。
3.近红外探测仪器的运用更是使军事行动不分白昼与黑夜，成为各国军队必不可少的侦察工具。近红外伪装，亦称“防近红外侦察伪装”，使工作波段约在0.76～2.50微米的侦察和制导设备难以进行侦察、制导或造成错觉的光学伪装。
4.近年来，近红外伪装技术迅速发展，尤其是在军工方面。诸多的学者和研究人员对近红外伪装技术进行了深入的研究，特别是在丛林和荒漠环境下的近红外伪装。
5.然而，针对城市环境的近红外伪装，相关研究较少。城市与丛林、荒漠相比，环境由其特殊之处，城市环境多由水泥、柏油、砖头等建筑材料组成，在针对城市环境进行近红外伪装时需要针对城市常见背景环境进行相应的伪装处理。


技术实现要素：

6.本发明的目的，是要提供一种城市用近红外伪装涂料，能够适用于城市的多个背景环境；本发明还有一个目的是提供上述城市用近红外伪装涂料的制备方法。
7.本发明的第三个目的是提供涂覆上述城市用近红外伪装涂料的城市用近红外伪装织物；本发明的第四个目的是提供上述城市用近红外伪装织物的制备方法。
8.本发明为实现上述目的，所采用的技术方案如下：
9.一种城市用近红外伪装涂料，以质量分数计，制成它的有效成分的原料为：1-50份铝粉体、49-100份树脂、0.1-5份增稠剂、0.1-5份消泡剂。
10.作为限定，以质量分数计，制成它的有效成分的原料为：15份铝粉体、85份树脂、1.5份增稠剂、1.5份消泡剂，其中铝粉体粒径为50nm-50μm。
11.上述城市用近红外伪装涂料的一种制备方法，其特征在于，按照以下步骤顺序进行：
12.s1、按照比例称取各原料；
13.s2、将各原料混匀，即得所述城市用近红外伪装涂料。
14.本发明还公开了一种城市用近红外伪装织物，其采用上述的城市用近红外伪装涂料制成。
15.本发明进一步公开了上述城市用近红外伪装织物的一种制备方法，按照以下步骤顺序进行：
16.t1、涤棉织物前处理
17.制备50g/l-160g/l的naoh溶液，并升温至50℃-70℃；将需要前处理的涤棉织物放入所述naoh溶液中，恒温处理10min-20min，然后烘干，得前处理后的织物；
18.t2、涂覆
19.将所述前处理后的织物放置平整，然后将所述城市用近红外伪装涂料涂敷在所述前处理后的织物表面，接着至于80℃-100℃环境中烘干30min-60min，最后晾至20℃～30℃，即得所述城市用近红外伪装织物。
20.本发明由于采用了上述的技术方案，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：
21.(1)本发明提供的城市用近红外伪装涂料及其织物，能够适用于城市的多个背景环境，与环境完全融合，近红外伪装效果较好；
22.(2)本发明提供的城市用近红外伪装织物，浆料粘度大，适合涂层处理；
23.(3)本发明提供的城市用近红外伪装织物，透气性好、适合长时间穿着，适用于军事使用中的长时间伪装；
24.(4)本发明提供的城市用近红外伪装织物耐摩擦牢度强，寿命长；
25.(5)本发明提供的城市用近红外伪装织物，经过两次皂洗之后，其近红外伪装效果不衰减，能够重复利用，节能环保，节约成本；
26.(6)本发明中，涂覆城市用近红外伪装涂料后增加了织物的拉伸断裂性能，能够增强其使用寿命；
27.(7)本发明中，城市用近红外伪装涂料的制备工艺过程简洁，易于实现；
28.(8)本发明中，制备城市用近红外伪装织物时，因为浆料的存在阻碍了化学助剂和涂料与纤维的接触，影响后续的涂层牢度，因此需要对涤棉织物进行前处理；
29.(9)本发明采用naoh溶液对涤棉织物进行前处理，能够洗去其表面的油和杂质，为后续工艺做准备，提高最终制得的城市用近红外伪装织物的品质；
30.(10)本发明在制备城市用近红外伪装织物时的涂覆过程，烘干时间为30min-60min，在此过程中，涂料中的数值与涤棉织物发生共价交联反应，最终能够提高涂层的耐洗性和牢固度。
31.本发明属于军事装备技术领域，用于近红外伪装。
附图说明
32.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
33.在附图中：
34.图1a～图1e依次为本发明实施例的20中1号织物、2号织物、3号织物、4号织物、5号织物的实物效果对比图；
35.图2为本发明实施例21中的城市用近红外伪装织物的实物图；
36.图3a为本发明实施例21中城市用近红外伪装织物在水泥背景下的实物图，图3b是相应的近红外伪装效果图；
37.图4a为本发明实施例21中城市用近红外伪装织物在草丛背景下的实物图，图4b是相应的近红外伪装效果图；
38.图5a为本发明实施例21中城市用近红外伪装织物在树干背景下的实物图，图5b是
相应的近红外伪装效果图；
39.图6a为本发明实施例21中城市用近红外伪装织物在木板背景下的实物图，图6b是相应的近红外伪装效果图；
40.图7a为本发明实施例21中城市用近红外伪装织物在落叶丛背景下的实物图，图7b是相应的近红外伪装效果图；
41.图8为本发明实施例22中城市用近红外伪装织物透气性能检测结果图；
42.图9为本发明实施例23中城市用近红外伪装织物耐摩擦牢度测试图；
43.图10a～图10e分别一一对应为本发明实施例24中，涂覆涂料的织物皂洗1、2、3、4、5次之后的实物图；
44.图11a为本发明实施例24中将织物放在草丛中的实物图；
45.图11b～图11f分别一一对应本发明实施例24中皂洗1、2、3、4、5次的织物的在草丛中的近红外伪装效果图；
46.图12a为本发明实施例24中将织物放在水泥前的实物图；
47.图12b～图12f分别一一对应本发明实施例24中皂洗1、2、3、4、5次的织物的在水泥前的近红外伪装效果图；
48.图13a为本发明实施例24中将织物放在木板前的实物图；
49.图13b～图13f分别一一对应本发明实施例24中皂洗1、2、3、4、5次的织物的在木板前的近红外伪装效果图；
50.图14为本发明实施例25，涂覆涂料前后织物拉伸断裂强力性能对比图；
51.图15为本发明实施例25，涂覆涂料前后5组织物经纬向拉伸断裂强力取平均值的结果图。
具体实施方式
52.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
53.实施例1～10城市用近红外伪装涂料
54.本实施例1～10分别公开了一种城市用近红外伪装涂料，制成它们的有效成分的原料及用量如下表1所示：
55.表1
[0056][0057]
实施例1-10中，铝粉体采用上海杳田新材料科技有限公司生产的粒径规格5微米的铝粉体；树脂采用合肥泰瑞克新材料科技有限公司生产的浓度为40％的树脂，该树脂的成分为水性聚氨酯601-a；增稠剂采用浙江锶通净新材料有限公司生产的stk-8011增稠剂；消泡剂采用浙江锶通净新材料有限公司生产的stk-8311消泡剂。
[0058]
实际上，铝粉体的粒径为50nm-50μm均可。
[0059]
实施例11城市用近红外伪装涂料的制备方法
[0060]
本实施例用于制备实施例1-10，具体过程按照以下步骤顺序进行：
[0061]
s1、按照比例称取各原料；
[0062]
s2、将各原料混匀，即得所述城市用近红外伪装涂料。
[0063]
实施例12城市用近红外伪装织物
[0064]
本实施例采用实施例11制备的城市用近红外伪装涂料制成。将城市用近红外伪装涂料涂覆在相应的织物表面制成。
[0065]
实施例13城市用近红外伪装织物的制备方法
[0066]
本实施例用于制备实施例12，具体过程按照以下步骤顺序进行：
[0067]
t1、涤棉织物前处理
[0068]
制备80g/l的naoh溶液，并升温至t1＝60℃；将需要前处理的涤棉织物放入所述naoh溶液中，恒温处理t1＝20min，然后烘干，得前处理后的织物；
[0069]
t2、涂覆
[0070]
将前处理后的织物放置平整，然后将城市用近红外伪装涂料涂敷在前处理后的织物表面，接着至于t2＝90℃环境中烘干t2＝30min，最后晾至t3＝25℃，即得城市用近红外伪装织物。
[0071]
实施例14～19城市用近红外伪装织物的制备方法
[0072]
实施例14～19分别公开了一种城市用近红外伪装织物的制备方法，其大致过程与实施例13相同，不同之处在于具体工艺参数有差别，涉及的参数如下表2所示：
[0073]
表2
[0074][0075][0076]
实施例13-19采用的需要前处理的织物为涤棉织物。浆料的存在阻碍了化学助剂和涂料与纤维的接触，影响后续的涂层牢度，因此实施例13-19需要对涤棉织物进行前处理，采用naoh溶液对涤棉织物进行前处理，能够洗去其表面的油和杂质，为后续工艺做准备，提高最终制得的城市用近红外伪装织物的品质。虽然面料的耐热性较好，但是涤纶的耐碱性较棉差，且高温碱缩下易发生水解，所以前处理加工时应谨慎，应严格按照实施例规定的参数控制温度。
[0077]
以下从实施例13-19制备好的城市用近红外伪装织物挑选5个样品进行检测，依次为1号织物、2号织物、3号织物、4号织物、5号织物，5个样品涂覆的城市用近红外伪装涂料的配方一一对应采用实施例1、2、3、4、5的配方。检测项目包括涂料粘度检测、近红外伪装性能检测、透气性能检测、耐摩擦牢度测试、耐皂洗色牢度测试、断裂强力测试。以下所提到的涂层指城市用近红外伪装涂料涂敷在相应织物表面所形成的涂层。
[0078]
实施例20城市用近红外伪装涂料粘度检测
[0079]
使用上海衡平仪器仪表厂的ndj-1型旋转式粘度计对1号织物、2号织物、3号织物、4号织物、5号织物对应的5种不同浓度的涂料进行粘度测量。首先经过校正粘度计，选择了3号转子，设定6转/分的转速对涂覆不同浓度的涂料的织物的进行测量，其中每个织物涂覆的涂料的总量为20g，1号织物、2号织物、3号织物、4号织物、5号织物实物效果对比图一一对应如图1a、图1b、图1c、图1d、图1e所示，图中所注百分比为铝粉体与树脂总量看做100％时铝粉体的占比，后续图表中所出现的百分比与此相同。
[0080]
通过图1可以看出，铝粉体占比不同的涂料涂覆的织物颜色深浅有明显的差别，铝粉体质量占比越多的相应织物的颜色便会越深，反之则颜色越浅。经检测，每组涂料的粘度数值随着铝粉体克重增加，粘度的数值也随之增大。因此，涂料的粘度会受到铝粉体占比的影响，铝粉体占比越大，涂料粘度越大。
[0081]
实施例21城市用近红外伪装织物近红外伪装性能检测
[0082]
本实施例以实施例3的配方制备的涂料为例，用奥尔法cs-6红外数码夜视仪检测其对应的城市用近红外伪装织物的近红外伪装效果，如图2是相应的城市用近红外伪装织物的实物图，图3a是城市用近红外伪装织物在水泥背景下的实物图，图3b是相应的近红外伪装效果图。图4a是城市用近红外伪装织物在草丛背景下的实物图，图4b是相应的近红外伪装效果图。图5a是城市用近红外伪装织物在树干背景下的实物图，图5b是相应的近红外伪装效果图。图6a是城市用近红外伪装织物在木板背景下的实物图，图6b是相应的近红外伪装效果图。图7a是城市用近红外伪装织物在落叶丛背景下的实物图，图7b是相应的近红外伪装效果图。
[0083]
以上五组环境的近红外伪装性能表征中，通过对比城市用近红外伪装织物与背景环境的色差，可分为三个等级：完全融合、大致融合、不融合。完全融合：我们几乎看不出涂层布与背景环境的差异；大致融合：我们可以看出涂层布的轮廓；不融合：我们直接能辨别出涂层布与背景环境。从图3-图7可以看出，上述五组环境中，测试效果为完全融合，说明本发明实施例制备的城市用近红外伪装织物近红外伪装效果较好。
[0084]
经检测，对于铝粉体用量为15份，树脂85份，增稠剂与消泡剂用量均为1.5份、1.5份时制备的涂料对面料进行伪装涂层时，具完全融合的伪装效果。
[0085]
此外，经检测，采用实施例1、2、4、5制备的涂料对面料进行伪装涂层时，具完全融合的伪装效果。
[0086]
实施例22城市用近红外伪装织物透气性能检测
[0087]
利用博莱德yg461e型号的织物透气性测试仪对1号织物、2号织物、3号织物、4号织物、5号织物的透气性能进行检测。对涂覆涂料前后织物透气性能的变化分析，每组每个透气性测5组，取其平均值，测试结果如图8所示，可以看出三组数据整体走势一致，每组数据在白布状态下透气性最好，在涂料中铝粉体质量占比上升的情况下，织物的透气性逐渐开始下降，铝粉体用量25份，树脂用量75份时，织物的透气性受到的影响最大，由此我们可以得出织物的透气性能随着涂层浓度的升高而不断下降；铝粉体质量在25份以内，树脂质量在75份以上时，织物的透气性能都比较好。
[0088]
实施例23城市用近红外伪装织物耐摩擦牢度测试
[0089]
利用山东卡斯特仪器有限公司y571g型号的摩擦色牢度测试仪，对1号织物进行耐摩擦牢度分析，样品的干、湿摩擦布及涂层织物沾色评级如图9所示。通过对图9中涂料在涤棉织物上的沾色级数分析，可以看出干摩较湿摩整体走势较缓，经过5次干摩，试样的沾色级数在4，而湿摩的沾色级数在3；在2-5次摩擦过程中，干摩在2-3次下降一个梯度，在4-5次中下降一个梯度，而湿摩在2-3次3-4次4-5次均下降一个梯度，由此得出该涤棉织物的干摩在实验过程中变化小，湿摩在实验过程中变化大，涤棉织物的耐摩擦牢度会受到潮湿环境的影响，环境越潮湿，涂层牢度所受到的影响便会越大。这说明本发明制备的城市用近红外伪装织物耐摩性能强。
[0090]
经检测，2号织物、3号织物、4号织物和5号织物，耐摩性能均强。
[0091]
实施例24城市用近红外伪装织物耐皂洗色牢度测试
[0092]
选取1号织物，在30℃的耐洗色牢度试验仪皂洗作用下，依次经过1-5次皂洗，每次皂洗时间30min，皂洗完毕后取出待测织物，清洗干净，并在烘箱内烘干。皂洗1、2、3、4、5次之后的织物实物图分别一一对应图10a、图10b、图10c、图10d、图10e。我们可以看出经过不
同次数的皂洗，织物的涂层效果发生明显的变化。皂洗次数越多，皂洗时间越久，相关的织物涂层效果受到的影响便越大。
[0093]
晚上用红外数码夜视仪，选取草丛、水泥、木板三种背景环境拍照，比较近红外伪装效果发生的变化。
[0094]
如图11是草丛环境下的拍摄图，其中图11a是将织物放在草丛中的实物图，图11b、图11c、图11d、图11e、图11f分别一一对应皂洗1、2、3、4、5次的织物的近红外伪装效果图。
[0095]
如图12是水泥环境下的拍摄图，其中图12a是将织物放在水泥前的实物图，图12b、图12c、图12d、图12e、图12f分别一一对应皂洗1、2、3、4、5次的织物的近红外伪装效果图。
[0096]
如图13是木板环境下的拍摄图，其中图13a是将织物放在木板前的实物图，图13b、图13c、图13d、图13e、图13f分别一一对应皂洗1、2、3、4、5次的织物的近红外伪装效果图。
[0097]
从草丛、水泥、木板三组近红外夜视仪拍摄图片的对比分析，随着皂洗次数增加，织物的轮廓越来越明显，由此可见织物的近红外效果会受皂洗时间的影响，皂洗时间越长，城市用近红外伪装织物的近红外伪装效果受到的影响便会越大。此外，可以看出第一次和第二次皂洗之后，织物的近红外效果与背景相差不大，第三次皂洗后织物的轮廓在近红外效果下慢慢显露出来，近红外效果逐渐受到影响，第四次皂洗后织物的轮廓基本已经大致可见，近红外伪装效果受影响不大，第五次皂洗后织物的轮廓清晰可见，近红外伪装效果受到较大影响。
[0098]
本实施例采用杭州德为仪器科技有限公司的12a型号的耐洗色牢度试验机，采用上海市纺织工业技术监督所的sfjj规格的皂片，采用orpha optics technology co.,td的cs-6红外数码夜视仪。
[0099]
经检测，1号织物，皂洗次数两次之内，织物质量无明显降低，表面无明显损伤，近红外伪装效果未受皂洗影响。
[0100]
此外，经检测，树脂质量占比越大的涂料涂覆的织物，其皂洗色牢固度越大。
[0101]
实施例25城市用近红外伪装织物断裂强力测试
[0102]
将涂覆涂料的织物与未涂覆涂料的织物分别进行拉伸力学性能的测定，对其经向、纬向分别拉伸断裂强力进行对比，对于经纬向拉伸断裂强力分别取五组数据并求平均值。
[0103]
从图14涂覆涂料前后织物拉伸断裂强力性能对比，可以看出涂覆涂料前后织物的纬向拉伸断裂强力发生了变化，未涂覆涂料前纬向拉伸断裂强力围绕在700n上下波动，而涂覆涂料后的织物纬向拉伸断裂强力值却均在750n以上，涂覆涂料后纬向织物拉伸断裂强力较之前有明显的增加；同时，涂覆涂料前后经向织物的拉伸断裂强力也发生了相类似的变化，未涂覆涂料前织物经向的拉伸断裂强力如图中曲线所示，拉伸断裂强力在800n上下浮动，变化不大，而涂覆涂料后的织物经向拉伸断裂强力如图中紫色曲线，均达到900n以上，涂覆涂料后经向织物拉伸断裂强力较之前有明显的增加。
[0104]
图15为，涂覆涂料前后5组织物经纬向拉伸断裂强力取平均值的结果图，从图中我们可以看出，涂覆涂料后的织物经纬向拉伸断裂强力较未涂覆涂料前均有显著的增强。
[0105]
从本实施例可以看出，涂覆涂料增加了织物的拉伸断裂性能。