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随着红外探测技术的提高，红外伪装技术的发展也越来越迅速，低发射率伪装涂料作为伪装材料的一种，是目前研究的难点。颜料是伪装涂料的主要组成部分，对伪装涂层红外发射率有较大影响，为了降低伪装涂层红外发射率，制备和研究低发射率颜料具有重要意义[1- 3 ]。目前，主要使用的颜料有金属颜料、着色颜料和半导体颜料。金属颜料具有高反射性，有利于降低红外发射率，但增加了对雷达波、可见光和激光的反射，不利于激光、雷达和可见光伪装；而大多数着色颜料不具备降低发射率的特性；半导体颜料则可通过掺杂控制其红外反射谱，改变发射率，并有良好的多波段隐身兼容基础，是一种很有发展前景的颜料[4 ]。半导体可在气敏陶瓷材料、光电材料、透明导电膜材料和抗静电涂层材料等领域应用，而作为颜料用于伪装涂料之中的报道很少，本文研究了半导体颜料在伪装涂料中的应用，具有一定的实用价值。
1 实验部分
1.1 共沉淀法制备半导体颜料
采用SnCl4、SbC13 和NaOH 为原料。按Sb2O3∶SnO2=8∶100（质量比）的配比，将原料溶于浓HCl溶液，得到透明强酸性混合溶液，在搅拌的条件下将混合溶液滴加到NaOH 溶液中。溶液温度控制在60℃，滴加速度选择50mL·min- 1，pH 值为3~5，搅拌速度为200r·min- 1。持续搅拌至反应完成，形成浅黄色沉淀，保温熟化1h，用去离子水抽滤清洗3 遍，无水乙醇清洗两遍以防止其在烘干过程中产生严重的团聚。将所得滤饼置于真空干燥箱中70℃干燥，可得到ATO 前驱体干粉，最后将ATO 前驱体放入电阻炉中经1300℃烧结，即可获得ATO 半导体颜料。用去离子水配制一定摩尔比例的Cd（Ac）2，Zn（Ac）2 和Na2S 溶液，置于容量瓶中，待用。实验时根据计算的所需用量，用量筒量取。按照所需配比Cd2+/Zn2+=1∶1 量取Cd（Ac）2 和Zn（Ac）2 两种溶液，混合，水浴加热到70℃。然后将混合溶液采用双滴加料的方式滴加到Na2S 溶液中，水浴温度保持70℃不变。当溶液出现橙黄色浑浊时，表明CdS、ZnS 已经成核，再保温熟化一段时间即可。为了保证制得粉体的纯度和消除可能产生的团聚现象，对橙黄色悬浊液进行抽滤清洗。用去离子水清洗3 遍，去除残余离子，无水乙醇清洗两遍，消除粒子间的团聚。将所得滤饼置于真空干燥箱中在70℃下干燥4h，使得溶剂全部挥发。最后将干燥后的粉体放入电阻炉中，在N2 气氛保护1000℃下进行烧结，即可获得CdZnS 半导体颜料。
1.2 涂层的制备
颜料需要通过研磨分散才能满足涂料的制备要求，实验采用球磨机研磨分散颜料颗粒。将颜料与树脂粘合剂按一定比例混合并球磨2h，即可得到均匀涂料，最后采用刮涂工艺制备涂层。
1.3 半导体颜料涂层光学性能测试
采用德国Infra Tec 公司的Vario CAM型红外热像仪测试涂层8~14μm 波段的平均发射率；采用美国ASD 公司的FieldSpec HandHeld 高便携性分光辐射光谱仪测试涂层的光谱反射率[5 ]。
2 结果与讨论
2.1 单组分颜料涂层红外发射率分析
对制备出来的ATO、CdZnS 半导体颜料和传统绿色伪装涂料配方中的蓝色、黄色和绿色素颜料进行了涂层红外发射率分析。将单组分颜料与树脂粘合剂按照一定的比例混合制备涂层，涂层厚度控制在0.15mm。单组分颜料涂层红外发射率测试结果见表1
从表1 的测试结果可以看出，传统绿色伪装涂料配方中的蓝色、黄色和绿色素颜料的涂层红外发射率比较高，而ATO 和CdZnS 半导体颜料的涂层红外发射率明显低于其他单组分颜料的涂层红外发射率，与深蓝色、正黄色和奶黄色颜料相比降幅达到了0.1 以上。一般迷彩涂层不同色块间发射率相差0.1 时，即可在热图上实现红外迷彩分割效果[6]，因此，制备出来的半导体颜料具有一定的应用价值。
2.2 绿色伪装涂料的配制
为进一步考察半导体颜料的使用性能，将半导体颜料应用于伪装涂料之中。根据颜色混合规律[7- 9]进行绿色伪装涂料的配制。按照颜料组成∶二甲苯∶三元乙丙橡胶＝1∶3∶3（质量比）配制伪装涂料，颜料组成和涂层红外发射率测试结果见表2
从表2 的测试结果可以看出，两种半导体颜料的加入能够较好地降低伪装涂层红外发射率。随着CdZnS 半导体颜料添加量的增加，涂层红外发射率降低，9# 样品涂层红外发射率达到最低，为0.650。测试了样品的光谱反射曲线，见图1。
随着CdZnS 半导体颜料添加量的增加，涂层近红外反射率随之升高，其中8# 和9# 样品涂层光谱近红外反射率大于42%。8# 和9# 样品涂层光谱反射率和美军标光谱通道[10 ]对比见图2。
由图2 可知，9# 样品涂层光谱反射率在600~720nm 波段不满足美军标光谱通道的要求，而8# 样品涂层光谱反射率在600~900nm 波段均满足美军标光谱通道要求。综合上述分析，8# 样品在满足可见光和近红外光谱要求的前提下，比传统配方的绿色伪装涂料具有较低的红外发射率，这意味着半导体颜料具有实用价值。
3 结语
（1）制备出来的半导体颜料涂层红外发射率低于传统绿色伪装涂料配方中常用的蓝色、黄色和绿色素颜料，降幅达到了0.1 以上。
（2） 将制备的半导体颜料与绿色着色颜料混合，通过配色实验，得到了能够在可见光和近红外波段模拟值被反射光谱，同时具有较低红外发射率的绿色伪装涂料，显示出半导体颜料制备低发射率伪装涂料的应用前景。
