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軍用涂料技術發展現狀及前景趨勢

http://www.798790.tw    2020-05-22 10:56:32
    近年來,軍民融合發展上升為國家戰略,軍用技術轉民用,是企業發展新的經濟增長點。本文介紹幾種重要涂料,分別是:軍用汽車偽裝涂料、軍用航空航天涂料和軍用裝備用太陽熱反射涂料。

    1.軍用汽車偽裝涂料

    目前,我國軍用汽車的偽裝涂料常用雙組分脂肪族聚氨酯涂料,部分車輛使用高性能的氟碳偽裝涂料,使得車輛的防腐蝕性能大幅度增強;軍用汽車的偽裝類型由變形迷彩取代了保護迷彩,從而提高了軍用車輛的偽裝性能;常用的迷彩偽裝有防可見光、防近紅外線、防紅外線等類型。

    防可見光及防近紅外線偽裝功能是我國軍用車輛迷彩必備的功能,我國軍用汽車使用的2000型軍用迷彩涂料為雙組分聚氨酯涂料,該涂料具有近紅外、可見光(0.38~1.20μm波段)偽裝性能,該涂料實干時間小于4h,耐鹽霧試驗最高可達到1,200h,綜合性能達到美國耐化學劑脂肪族聚氨酯偽裝涂料的水平。

    紅外偽裝方面,需要在偵測波段為3~5μm和8~14μm,目標與背景之間的溫差在3℃之內才能實現紅外隱身效果。我國的紅外偽裝涂料還處于探索研發階段,軍用紅外偽裝涂料的標準還未完善,GJB 2674《防中遠紅外偵察偽裝遮障規范》對熱紅外變形迷彩的發射率作了規定:裝飾布的高發射率涂層面8~14μm發射率不小于0.95,低發射率涂層面應為0.60~0.80。紅外偽裝涂料的技術和標準需要進一步的完善。

    2.軍用航空航天涂料

    我國軍用飛機涂料產品品種與國外相比差別較大。底漆方面品種也較少,國內目前僅有飛機蒙皮用底漆、復合材料用聚氨酯底漆、氟聚氨酯無光磁漆配套聚氨酯底漆、艦船富鋅防銹底漆、環氧有機硅耐熱底漆和鋁粉瀝青船等六類底漆產品及相應軍用標準。

    GJB 5591—2006《軍用飛機氟聚氨酯涂料通用規范》中配套使用TB 06-9鋅黃丙烯酸聚氨酯底漆,該材料于“九五”期間等效采用美軍標MIL-P-23377D-85《耐化學品和溶劑的環氧聚酰胺底漆標準》開展研制的,并在“十一五”期間推廣應用到重要航空武器裝備上,使我國戰斗機外表面防護涂層材料達到當時國際先進水平。但此后,美國研制適用于軍用飛機和武器裝備,尤其是艦載飛機的新型高效防腐底漆,形成了MIL-PRF-23377K-2012新標準。我國高效抗腐蝕涂層材料研究相對滯后,新研型號仍沿用TB 06-9鋅黃丙烯酸聚氨酯底漆。GJB 5591與MIL-PRF-23377K的技術指標差異明顯。MIL-PRF-23377K底漆具有優異的抗腐蝕性能,經1000h絲狀腐蝕后,劃痕處絲狀腐蝕長度不超過3.2mm;破環性試樣耐鹽霧2000h后,劃痕處不出現腐蝕問題。TB 06-9鋅黃丙烯酸聚氨酯底漆防腐蝕性能指標已經低于MIL-PRF-23377K相應指標要求,耐鹽霧性能上有所欠缺,而耐絲狀腐蝕性能尚未考慮。在高溫高濕和高鹽霧等惡劣的環境中,絲狀腐蝕極易發生,且相當嚴重。

    2018年軍用航空航天涂料市場規模約為3.11億美元,在2018-2023年預測期間每年將以4.69%復合增長率增長,預計到2023年將達到3.907億美元。OEM和MRO用戶驅動軍用航空涂料的增長,固定翼、旋轉翼等軍用飛機對軍用航空涂料的高需求,也帶動了軍用航空涂料市場的發展。

    3.軍用裝備用太陽熱反射涂料

    軍用裝備用太陽熱反射涂料應同時具備太陽熱反射涂料和可見光迷彩涂料的性能,這使得它的設計要點不完全等同于普通的太陽熱反射涂料。對于軍用太陽熱反射涂料來說,最主要的是其顏料體系的選擇和涂層熱紅外輻射能力的提高,它們是影響涂層降溫效果的最主要因素。

    近些年來,對近紅外區反射率高的深色顏料成為各國研究的熱點。其中,CICP(Complex Inorganic Color Pigments)顏填料的開發漸成熱點。美國根據現有顏填料的基本光譜數據,經過設計,根據需要選用不同的金屬氧化物混合,經870℃以上高溫煅燒制備出CICP顏料。該種顏填料兼具顏料和填料的功能,相比應用普通填料的同色系涂料,加入CICP顏填料的涂料在可見光區域與普通涂料有同樣的反射率,但在近紅外區顯示出極大的選擇吸收性,能夠很大程度上散射太陽光中的UV和IR部分,Synnefa用CICP制得10種不同顏色的涂料,與同色系的普通涂料作對比,在夏季環境下,兩者反射率最大提高了440%,溫度最大降低了10.2℃。巴斯夫也研制出一種可有效反射紅外線的黑色顏料,產品編號為Paliogen?Black和Lumogen?Black對太陽光中的紅外線反射率可以達到45%,而另外一種Sicopal?Black的反射率也可以達到30%,遠高于傳統的碳黑顏料對紅外線的反射率5%。

    新材料的應用,也為裝備用太陽熱反射涂料的研制帶來新的方向,如相變材料,具有大潛熱以及在相變點附近近似恒溫的特性,可通過降低對溫度變化敏感的目標與背景環境之間溫度的差異,來改變目標的熱紅外輻射特征。目前較常用的方法是將微膠囊化的相變材料作為填料制成涂料,在裝備的不同發熱部位,涂覆含有不同熔點相變材料的可見光迷彩涂料,改變裝備在紅外熱像圖上的紅外特征,實現可見光和紅外的雙重一體化偽裝效果。

    軍用涂料的研究發展關乎國家安全和發展全局,同時也是具有高技術含量和高附加值的產業。軍用涂料產業的發展,既提高涂料產業資源優化配置,亦推動涂料行業轉型升級。


    來源:顏鈦云商


責任編輯:李鐘毓

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