信和开发出红外隐身涂料，可让士兵不仅防寒保暖还隐身

据悉，信和新材料（苏州）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联合申请的发明专利“一种水性红外隐身涂料及其制备方法与应用”于2023年2月10日获得授权。专利摘要显示，该发明解决了现有红外隐身涂料大多为溶剂型，不符合环保要求的问题。将本发明制备的涂料应用于可穿戴电热膜上，使得电热膜在红外电加热提供防寒保暖功能的同时又具备了红外隐身的能力。

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在冬季严寒环境中，单兵作业（如站岗、巡逻、潜伏、宿营等）常出现身躯末梢及暴露部位温度降低，如果不及时进行有效地防寒保护，极易发生冷损伤，显著影响作业能力和效率，严重者甚至危及生命。利用可穿戴电热膜加工制作的产品，如红外电加热衣帽、围巾、鞋垫等，可以让广大官兵在冬季感受到轻薄服装带来的温暖体验。

地球上所有物体无时无刻不在散发着红外辐射，红外探测技术便是通过捕获红外辐射能量来实现对目标的侦察。红外探测技术作为军事侦察的必要手段，在现代军事战争中发挥着不可或缺的作用。随着红外探测仪智能化和精准度的不断提高，军事目标在战场上的生存面临着巨大威胁，实现热源目标的红外隐身手段显得尤为重要。所谓红外隐身，就是使目标的红外辐射与周围环境接近或一致，从而使敌方红外探测仪不易或不能探测和识别目标物体。

红外隐身技术的实现方法主要包括：改变目标红外辐射特征，减小目标的红外辐射能量信号，调节红外辐射传播途径。其中，降低目标的红外辐射能量信号是主要隐身手段。通常做法是在目标表面涂覆红外隐身涂料，利用涂层的低红外发射率手段，使目标的热辐射特征发生明显降低与改变，大幅减少目标被红外侦测仪器发现的几率，从而达到红外隐身的目的。专利号CN 109867805 A公开了一种具有红外隐身功能薄膜材料的制备方法，该发明可以明显降低目标的红外发射率，有效减少被红外探测器探测到的可能性，又有低辐射率、兼容好、工艺简单、重复性好、设备要求低等优点，可用作士兵红外隐身作战服，红外隐身材料、伪装网和帐篷，使其在军事隐身，民用隔热玻璃等方面发挥更大的使用价值。

传统的红外隐身涂料大多为溶剂型，生产时使用了大量有机溶剂，浪费资源、污染环境，而且在施工过程中某些有毒溶剂的挥发，会对人体健康和环境产生不良影响。目前水性体系红外隐身涂料的报道相对较少，例如专利号CN 102925050A公开了水性红外-激光复合隐身涂料的制备方法，该发明使用的粘合剂和助剂都为水溶性，与分散均匀的填料混合制备涂料，能获得均一、稳定的浆料，涂于载体，可以使目标物具备红外及激光复合隐身的能力，达到红外-激光复合隐身的目的。

因此，针对以上内容，本发明提供一种水性红外隐身涂料及其制备方法与应用，解决现有红外隐身涂料大多为溶剂型，不符合环保要求的问题。通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：本申请以水性PU乳液为成膜物质，克服了溶剂型红外隐身涂料存在的缺陷。水性聚氨酯涂料施工方便，固化后的涂层具有优异的耐酸碱性、附着力，但其本身红外反射率较高。本申请以水性铝银浆、纳米铯钨青铜粉、纳米氧化铟锡粉为填料，添加到配方体系中，水性铝银浆具有优异的防红外线辐射功能，能够大幅度降低涂层的红外发射率；相比于水性铝银浆，纳米铯钨青铜粉、纳米氧化铟锡粉的红外发射率高，但纳米铯钨青铜粉、纳米氧化铟锡粉具有吸收红外线的特性，通过合理调整不同填料所占比例，可以调配出不同红外发射率的涂料。

根据斯特潘-玻尔兹曼定律可知，为降低目标红外辐射强度，达到隐身的目的，不仅可以采取降低目标红外发射率的措施，还可以通过控制目标本身的表面温度加以实现。单一的控制温度或改变目标的红外发射率具有一定的局限性，通过两者的协同作能够实现更为理想的红外隐身效果。为此，本申请做了如下改进：第一，在配方中加入相变材料，相变材料具有在一定温度范围内改变其物理状态的特性，利用这一特性可以达到蓄热调控温度的目的，具体原理是当温度升高至相变区间时相变材料吸收目标的热量，降低目标表面的温度，使目标表面温度与周围环境保持一致，目标的红外辐射强度随之减弱，从而降低了被红外热成像探测仪识别的概率。

另外，本申请以相变材料为芯材，聚氨酯为壁材，通过界面聚合反应制成相变微胶囊加入配方体系中，这么做的目的是提供稳定的相变空间，提高相变材料的使用效率，利用聚氨酯为壁材能够提高微胶囊与水性PU乳液的相容性，在体系中均匀分散。第二，在配方中加入空心玻璃微珠。空心玻璃微珠是一种中空、球形和轻质的无机功能粒子，其具有低密度、低导热系数、易分散和良好的化学稳定性等优点，加入涂料体系中不仅能提高涂料的力学性能，还能够有效阻碍热流传递，弱化目标表面的温度特征，并最终减弱目标的红外辐射强度。粒径选用25～40μm是因为，在试验过程中发现由于空心玻璃微珠具有较薄的壳层和较大的空腔体积，导致其抗压强度较低，在使用过程中容易发生破裂，粒径过大或过小在制备过程中容易被压碎，无法发挥其应有的作用。

红外热成像探测仪的工作原理是利用目标与背景在3～5μm和8～14μm这两个波段的辐射强度差异从背景环境中区分出目标物体。本发明制备的水性红外隐身涂料涂布在电热膜外表面，能够显著降低电热膜外表面的红外辐射强度，从而大幅减少被红外侦测仪器发现的几率，使得电热膜在红外电加热提供防寒保暖功能的同时又具备了红外隐身的能力。

信和成立于1999年，目前已发展成为国内知名的工业防护涂料生产及服务供应商，为核岛设施、船舶及海洋设施、工程机械装备、军工装备、风电设施、石化装备、电气设备、轨道交通装备、大型桥梁设施、标志性高层建筑等多个国民经济领域提供先进高效的解决方案。公司在泉州、苏州建有两大涂料生产基地，年生产能力达20万吨，产销量位居国内行业前列。

信和一直走科技创新之路，产生了较大的经济效益与社会效益。其中开发的海洋船舶重防腐涂料，获福建省科技进步一等奖；研发的系列核电涂料，成功应用于巴基斯坦恰希玛与卡拉奇、江苏田湾、广西防城港、辽宁红沿河等十多个核电站，打破了外资品牌长期以来的市场垄断，成为中国核电涂料领导品牌；研发的石墨烯防腐蚀涂料，耐盐雾时间较传统环氧富锌涂料提高数倍，该技术处于国际先进水平；开发的铁路动车专用系列配套涂料，各项性能指标完全符合动车及城轨车辆要求，成为中国中车集团的重要涂料供应商。

信和先后牵头、参与制定国家及行业标准38项，拥有国家专利70项。相继获得国家级制造业单项冠军、国家重点高新技术企业、国家服务型制造示范企业、国家专精特新小巨人企业、国家知识产权优势企业、福建省海洋产业十佳龙头企业等多种称号。建有国家博士后科研工作站、福建省院士专家工作站、福建省功能涂料企业工程技术研究中心、福建省工程装备涂装新材料企业重点实验室等科研平台以及国家认可实验室，与中科院宁波材料所联合共建新型环保防腐涂料工程中心，为信和的科研创新提供了强有力的保障。