據(jù)悉，信和新材料（蘇州）有限公司、信和新材料股份有限公司、泉州信和石墨烯研究院有限公司聯(lián)合申請的發(fā)明專利“一種水性紅外隱身涂料及其制備方法與應(yīng)用”于2023年2月10日獲得授權(quán)。專利摘要顯示，該發(fā)明解決了現(xiàn)有紅外隱身涂料大多為溶劑型，不符合環(huán)保要求的問題。將本發(fā)明制備的涂料應(yīng)用于可穿戴電熱膜上，使得電熱膜在紅外電加熱提供防寒保暖功能的同時又具備了紅外隱身的能力。

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在冬季嚴寒環(huán)境中，單兵作業(yè)（如站崗、巡邏、潛伏、宿營等）常出現(xiàn)身軀末梢及暴露部位溫度降低，如果不及時進行有效地防寒保護，極易發(fā)生冷損傷，顯著影響作業(yè)能力和效率，嚴重者甚至危及生命。利用可穿戴電熱膜加工制作的產(chǎn)品，如紅外電加熱衣帽、圍巾、鞋墊等，可以讓廣大官兵在冬季感受到輕薄服裝帶來的溫暖體驗。

地球上所有物體無時無刻不在散發(fā)著紅外輻射，紅外探測技術(shù)便是通過捕獲紅外輻射能量來實現(xiàn)對目標的偵察。紅外探測技術(shù)作為軍事偵察的必要手段，在現(xiàn)代軍事戰(zhàn)爭中發(fā)揮著不可或缺的作用。隨著紅外探測儀智能化和精準度的不斷提高，軍事目標在戰(zhàn)場上的生存面臨著巨大威脅，實現(xiàn)熱源目標的紅外隱身手段顯得尤為重要。所謂紅外隱身，就是使目標的紅外輻射與周圍環(huán)境接近或一致，從而使敵方紅外探測儀不易或不能探測和識別目標物體。

紅外隱身技術(shù)的實現(xiàn)方法主要包括：改變目標紅外輻射特征，減小目標的紅外輻射能量信號，調(diào)節(jié)紅外輻射傳播途徑。其中，降低目標的紅外輻射能量信號是主要隱身手段。通常做法是在目標表面涂覆紅外隱身涂料，利用涂層的低紅外發(fā)射率手段，使目標的熱輻射特征發(fā)生明顯降低與改變，大幅減少目標被紅外偵測儀器發(fā)現(xiàn)的幾率，從而達到紅外隱身的目的。專利號CN 109867805 A公開了一種具有紅外隱身功能薄膜材料的制備方法，該發(fā)明可以明顯降低目標的紅外發(fā)射率，有效減少被紅外探測器探測到的可能性，又有低輻射率、兼容好、工藝簡單、重復(fù)性好、設(shè)備要求低等優(yōu)點，可用作士兵紅外隱身作戰(zhàn)服，紅外隱身材料、偽裝網(wǎng)和帳篷，使其在軍事隱身，民用隔熱玻璃等方面發(fā)揮更大的使用價值。

傳統(tǒng)的紅外隱身涂料大多為溶劑型，生產(chǎn)時使用了大量有機溶劑，浪費資源、污染環(huán)境，而且在施工過程中某些有毒溶劑的揮發(fā)，會對人體健康和環(huán)境產(chǎn)生不良影響。目前水性體系紅外隱身涂料的報道相對較少，例如專利號CN 102925050A公開了水性紅外-激光復(fù)合隱身涂料的制備方法，該發(fā)明使用的粘合劑和助劑都為水溶性，與分散均勻的填料混合制備涂料，能獲得均一、穩(wěn)定的漿料，涂于載體，可以使目標物具備紅外及激光復(fù)合隱身的能力，達到紅外-激光復(fù)合隱身的目的。

因此，針對以上內(nèi)容，本發(fā)明提供一種水性紅外隱身涂料及其制備方法與應(yīng)用，解決現(xiàn)有紅外隱身涂料大多為溶劑型，不符合環(huán)保要求的問題。通過采用前述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：本申請以水性PU乳液為成膜物質(zhì)，克服了溶劑型紅外隱身涂料存在的缺陷。水性聚氨酯涂料施工方便，固化后的涂層具有優(yōu)異的耐酸堿性、附著力，但其本身紅外反射率較高。本申請以水性鋁銀漿、納米銫鎢青銅粉、納米氧化銦錫粉為填料，添加到配方體系中，水性鋁銀漿具有優(yōu)異的防紅外線輻射功能，能夠大幅度降低涂層的紅外發(fā)射率；相比于水性鋁銀漿，納米銫鎢青銅粉、納米氧化銦錫粉的紅外發(fā)射率高，但納米銫鎢青銅粉、納米氧化銦錫粉具有吸收紅外線的特性，通過合理調(diào)整不同填料所占比例，可以調(diào)配出不同紅外發(fā)射率的涂料。

根據(jù)斯特潘-玻爾茲曼定律可知，為降低目標紅外輻射強度，達到隱身的目的，不僅可以采取降低目標紅外發(fā)射率的措施，還可以通過控制目標本身的表面溫度加以實現(xiàn)。單一的控制溫度或改變目標的紅外發(fā)射率具有一定的局限性，通過兩者的協(xié)同作能夠?qū)崿F(xiàn)更為理想的紅外隱身效果。為此，本申請做了如下改進：第一，在配方中加入相變材料，相變材料具有在一定溫度范圍內(nèi)改變其物理狀態(tài)的特性，利用這一特性可以達到蓄熱調(diào)控溫度的目的，具體原理是當溫度升高至相變區(qū)間時相變材料吸收目標的熱量，降低目標表面的溫度，使目標表面溫度與周圍環(huán)境保持一致，目標的紅外輻射強度隨之減弱，從而降低了被紅外熱成像探測儀識別的概率。

另外，本申請以相變材料為芯材，聚氨酯為壁材，通過界面聚合反應(yīng)制成相變微膠囊加入配方體系中，這么做的目的是提供穩(wěn)定的相變空間，提高相變材料的使用效率，利用聚氨酯為壁材能夠提高微膠囊與水性PU乳液的相容性，在體系中均勻分散。第二，在配方中加入空心玻璃微珠。空心玻璃微珠是一種中空、球形和輕質(zhì)的無機功能粒子，其具有低密度、低導(dǎo)熱系數(shù)、易分散和良好的化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點，加入涂料體系中不僅能提高涂料的力學(xué)性能，還能夠有效阻礙熱流傳遞，弱化目標表面的溫度特征，并最終減弱目標的紅外輻射強度。粒徑選用25～40μm是因為，在試驗過程中發(fā)現(xiàn)由于空心玻璃微珠具有較薄的殼層和較大的空腔體積，導(dǎo)致其抗壓強度較低，在使用過程中容易發(fā)生破裂，粒徑過大或過小在制備過程中容易被壓碎，無法發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

紅外熱成像探測儀的工作原理是利用目標與背景在3～5μm和8～14μm這兩個波段的輻射強度差異從背景環(huán)境中區(qū)分出目標物體。本發(fā)明制備的水性紅外隱身涂料涂布在電熱膜外表面，能夠顯著降低電熱膜外表面的紅外輻射強度，從而大幅減少被紅外偵測儀器發(fā)現(xiàn)的幾率，使得電熱膜在紅外電加熱提供防寒保暖功能的同時又具備了紅外隱身的能力。

信和成立于1999年，目前已發(fā)展成為國內(nèi)知名的工業(yè)防護涂料生產(chǎn)及服務(wù)供應(yīng)商，為核島設(shè)施、船舶及海洋設(shè)施、工程機械裝備、軍工裝備、風(fēng)電設(shè)施、石化裝備、電氣設(shè)備、軌道交通裝備、大型橋梁設(shè)施、標志性高層建筑等多個國民經(jīng)濟領(lǐng)域提供先進高效的解決方案。公司在泉州、蘇州建有兩大涂料生產(chǎn)基地，年生產(chǎn)能力達20萬噸，產(chǎn)銷量位居國內(nèi)行業(yè)前列。

信和一直走科技創(chuàng)新之路，產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟效益與社會效益。其中開發(fā)的海洋船舶重防腐涂料，獲福建省科技進步一等獎；研發(fā)的系列核電涂料，成功應(yīng)用于巴基斯坦恰希瑪與卡拉奇、江蘇田灣、廣西防城港、遼寧紅沿河等十多個核電站，打破了外資品牌長期以來的市場壟斷，成為中國核電涂料領(lǐng)導(dǎo)品牌；研發(fā)的石墨烯防腐蝕涂料，耐鹽霧時間較傳統(tǒng)環(huán)氧富鋅涂料提高數(shù)倍，該技術(shù)處于國際先進水平；開發(fā)的鐵路動車專用系列配套涂料，各項性能指標完全符合動車及城軌車輛要求，成為中國中車集團的重要涂料供應(yīng)商。

信和先后牽頭、參與制定國家及行業(yè)標準38項，擁有國家專利70項。相繼獲得國家級制造業(yè)單項冠軍、國家重點高新技術(shù)企業(yè)、國家服務(wù)型制造示范企業(yè)、國家專精特新小巨人企業(yè)、國家知識產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢企業(yè)、福建省海洋產(chǎn)業(yè)十佳龍頭企業(yè)等多種稱號。建有國家博士后科研工作站、福建省院士專家工作站、福建省功能涂料企業(yè)工程技術(shù)研究中心、福建省工程裝備涂裝新材料企業(yè)重點實驗室等科研平臺以及國家認可實驗室，與中科院寧波材料所聯(lián)合共建新型環(huán)保防腐涂料工程中心，為信和的科研創(chuàng)新提供了強有力的保障。