第一篇:载纳米银抗菌涂料论文
关于一种载纳米银抗菌涂料的研究
摘要
本文由抗菌涂料的背景技术及粉末涂料的应用局限性引入到关于水性载纳米银水性抗菌涂料的研制,介绍了该抗菌涂料的配方、制备方法、性能测试、工艺条件等,分析了现在国内外有关纳米抗菌材料的研究现状及其应用前景。最后,对本学期功能涂料的学习做以总结并对教学、授课提出建议。
抗菌涂料的背景及粉末涂料的局限性
抗菌涂料是利用其涂膜抑制霉菌繁殖、生长的一种新型功能性涂料。抗菌剂的作用机理主要有:破坏细胞结构、阻止有丝分裂、影响新陈代谢、形成金属螯合物、阻碍类酯的合成等。随着人类生活的舒适化和对环境质量要求的提高, 人们对抗菌涂料的安全性、持久性、和对环境的无污染性等方面的要求越来越严格。目前, 世界各国研究较多的是水性抗菌涂料, 含氮类抗菌涂料。
无机抗菌材料最初使用高锰酸钾或双氧水等作为药源,由于药效和制造成本等原因,现在趋于使用简单的金属离子为其药源,如Ag+、Cu2+、Zn2+等。利用金属离子本身的抗菌能力,通过物理吸附或离子交换等方法,将其固定在沸石、硅胶、磷酸盐、羟基磷灰石、可溶性玻璃等多孔材料中制成缓释型抗菌剂,然后将其加入到涂料制品中。在无机抗菌离子中,汞、镉、铅等金属与银具有同样的抗菌能力,由于其毒性太大,可致癌,对人体极其有害,故应用较少。由不同的载体所制得的银离子抗菌剂的研究已经广泛应用。
随着涂料行业对有害挥发性有机化合物含量的控制愈加严格, 涂料水性化和粉末化的趋势越来越明显。然而粉末涂料用于气候潮湿、温度适中的环境时, 涂膜表面可能受到细菌、霉菌等有害微生物的侵害, 导致涂膜变色、粉化、脱落。如果涂膜表面存在有害微生物, 与人体接触后, 还会传染各种疾病, 威胁人体健康。
研究表明, 纳米级银粒子由于表面效应, 性能远远超越传统的银离子杀菌剂(如硝酸银和磺胺嘧啶银), 是新型高效的抗菌剂。其机理在于,由于细胞膜带负电荷, 所以带正电的微量纳米Ag +能够依靠库仑引力而牢固吸附在细菌的细胞膜上,使蛋白质凝固,干扰微生物DNA 的合成,造成微生物死亡。因此,针对上述传统抗菌材料的成长背景和粉末型涂料的缺陷,我们此次研究的关于水性载纳米银水性抗菌涂料的研制,便具有非常优越及实用的意义。
载纳米银水性抗菌涂料组成
下面的这个图片,是我列出的该涂料的组成及配比(excel表格截图)
制备方法
那么这种载纳米银水性抗菌涂料,它的具体制备方法是怎样的呢? 主要分为两部分
1.膨润土—载纳米银抗菌材料的制备
将水加热至80摄氏度,加入膨润土矿,强烈搅拌4到6小时成泥浆,加入原土重3%的碳酸钠溶液至固液比为1:1,搅拌保温3至4小时制得纳化膨润土的粗产品,将粗产品加水,制成30%至40%的泥浆,在旋转分离器旋流除砂,离心机除去较细石英得到精纳基膨润土。然后加入10%到15%硝酸银溶液,使膨润土与硝酸银比例在1000:1到500:1之间,加入1%表面活性剂,搅拌加热至70到80摄氏度,反应5小时,即可得到膨润土—银纳米抗菌材料。2.由抗菌材料制备抗菌涂料
将如上的抗菌制品、水、分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂、成膜助剂、流平剂、超细硅酸铝、立德粉、轻质碳酸钙、滑石粉、重质碳酸钙、硅灰石粉、钛白粉按配比分别称量后,加入搅拌桶,混合搅拌得到浆料,经三辊机研磨至细度低于40微米,用氨水调节pH至3后,加入苯丙乳液,添加增稠剂调节粘度至90K,即可制得膨润土—载纳米银抗菌涂料。
制料使用设备
闭孔式膨润土搅拌机 旋液分离器 胶料搅拌器 陶瓷三辊机
闭孔式膨润土搅拌机(图)
涂料性能测试
膨润土—载纳米银抗菌涂料基本性能检测表
涂料抗菌性测试
将上述制得的膨润土—载纳米银抗菌涂料,均匀涂布在8片10*10cm的载玻片上,分别向样片均匀滴加0.2ml的待测菌液,用消毒后的薄膜轻轻覆盖,至于无菌容器内,在温度37摄氏度,湿度90%Rh下放置24小时后,分别加入20ml洗脱液,充分振荡洗脱,转接NA培养进行活菌计数,膨润土—载纳米银抗菌涂料样品与不加抗菌材料的涂料进行对比,计算其抗菌率。
通过对该涂料基本性能级抗菌性测试, 可得如下列结论:(1)涂料性能优良,分散性好,可在墙体施工中使用。
(2)不含纳米银的涂料基本不具备抗菌性,加入载纳米银膨润土能够使涂料抗菌。
(3)该抗菌涂料对青霉菌、葡萄球菌、大肠杆菌有效抗菌率达99%,而且膨润土—载纳米银抗菌涂料可在一定时间内持续杀菌。
抗菌涂料的工艺条件
这里讲的工艺条件主要指的是抗菌涂料在涂装施工过程中的工艺条件。
首先,请了解一下本工艺的主要适合用范围:
易感染细菌的医院病房、因湿度大而深受霉菌覆盖的景观墙面、民用防潮抗菌建筑等。涂装方案
1.基面处理:用电动抛光轮及扁铲等工具清除原有涂层,直至露出砼基面。保证基面无油污、灰尘等污物存在。
2.墙面杀菌预处理:用过氧乙酸对墙壁杀菌消毒---将过氧乙酸稀释至溶度为0.2%--0.5%的过氧乙酸溶液装入喷雾器中喷雾杀菌消毒。水泥墙壁吸液量为 100ml/㎡。墙壁的喷洒杀菌剂溶液不宜超过其吸液量。杀菌处理的作用时间应不少于60min,然后打开门窗通风。3.进行第一遍涂料涂布,涂刷时,涂层不宜过厚,以八毫米为宜。涂布完成后注意局部加强,如伸缩处、管道缝处。
4.在第一遍涂层基本固化后,在其表面进行第二遍涂布。5.在第二遍涂层基本固化后,在其表面进行第三遍涂布。
我们要严格按自检——互检——专职检验进行每道工序检验。每道涂层应有明确的检验记录,涂层不允许有起泡、龟裂等现象存在,对不合格涂层应及时修补。注意:
1.必须严格按规定比例配制,在适用期4~6小时内用完。用多少配多少以免造成浪费。2.禁在雨雪,大风大雾等不利环境下施工.纳米抗菌涂料在国外的研究开发现状
国外在纳米抗菌涂料的研究开发和产业化方面起步较早 , 尤其美国与日本在这方面走在了世界前列。美国研究开发成功并已进行产业化的有豪华轿车面漆、军事隐身涂料、绝缘涂料等 , 另外还开展了光致变色涂料、透明耐磨涂料、包装用阻隔性涂层等纳米涂料的研究 , 目前已有 3个公司供应商业纳米级复合抗菌涂料产品。日本则在光催化自清洁涂料的研究开发方面 , 取得了成功并实现了产业化。
纳米抗菌涂料在国内的研究开发现状及新生机
国内纳米抗菌涂料的发展起步于上世纪九十年代末期 , 主要集中在改善建筑外墙
涂料的耐候性和建筑内墙涂料的抗菌性方面 ,且基本上已研制成功 , 目前正准备走向产业化 , 而在工业用涂料、航空航天涂料以及功能性涂料的研究开发和产业化方面则相对落后于发达国家。
新型生物功能涂料的研究开发对我国经济发展和人们生活质量的提高具有不可估量的作用。在新型生物功能涂料的研究开发上, 我国同经济发达国家相比还有一定的差距。作为从事涂料工作的科研人员我们应清醒地认识到我国同发达国在生物功能涂料领域所存在的差距,紧跟当前国内外生物功能涂料发展的最新动态, 在所从事的研究领域内做出自己应有的贡献。我相信随着广大科人员的努力与更多新兴交叉学科的延伸和开拓, 生物功能涂料会向节能高效、持久力长、环境友好的方向快速发展。
自2007年7月份起,TCL公司推出的手机产品全部采用日本进口的 UV 环保抗菌涂料。该涂料对手机表面的金色葡萄球菌、大肠埃希氏菌等有害微生物起到杀灭和抑制生长的作用,能够始终保持手机表面的洁净卫生。TCL突出的抗菌涂料手机是按照日本食品分析中心制定的抗菌材料标准研制的。经国家微生物分析检测申心分析检测,在TCL手机送检样品中,24小时涂料杀菌率达99%以上。此外,TCL手机采用的这种UV环保抗菌涂料经安全测试证明,对人体接触无任何伤害,并可保持两年以上的有效期。
2009年6月,龙牌纳米漆系列的纳米抗菌涂料闪亮登场。21世纪的建筑物的表面要刷高性能、环保型有抗菌净化功能的新型建筑涂料,是社会发展的必然趋势。龙牌纳米漆系列的纳米抗菌涂料的问世实现了建筑涂料产品绿色化,适应了健康、环保、安全的要求,这种能降低VOC的环保型、并具有抗菌性抑制霉菌、净化空气中的有机物及异味的高性能代表了涂料产业发展的方向和趋势,具有显著的优势。随着建筑涂料产业的迅猛发展,纳米抗菌涂料将会有广阔的市场发展前景。
目前,随着我国建筑业的高速发展,建筑装饰装修业进入前所未有的黄金时期,建筑涂料作为建筑内外墙装饰主体材料的地位正在确立,国家化学建材产“十五”计划和2010年发展规划纲要预测,到2015年,我国建筑涂料年产量将达到280万,水性乳胶涂料成为建筑内墙装饰的主体材料,建筑涂料外墙装饰应用率达到60%。
纳米抗菌涂料的发展前景
纳米抗菌技术在涂料领域应用的方向有两个 : 一是改善传统涂料性能, 利用涂料的流变性与填料的粒径存在的一定关系 , 引用纳米抗菌技术可制得施工性能优良的纳米抗菌涂料 , 纳米粒子由于比表面积大 , 与有机树脂基质之间存在良好的界面结合力 , 从而可提高原有涂层的强度、硬度、耐磨性、耐刮伤性等力学性能都得以提高。总的来说 , 目前纳米抗菌涂料尚处于初步阶段 , 商品化的纳米抗菌涂料生产也刚刚起步 , 而目前有些商业媒体的宣传对纳米科技有一定的炒作嫌疑 , 科技工作者对此应该保持严谨求实的态度 , 踏踏实实地做好基础工作。我们有理由相信 , 我们最终会
克服纳米抗菌涂料的研制中存在的上述许多问题 , 随着纳米抗菌技术和涂料研究的深入 , 涂料工业将迈上一个新台阶 , 纳米抗菌涂料的前景也将是无限光明、辉煌的。
综上所述,纳米抗菌技术是现代逐步发展起来的一门前沿性与综合性交叉的新学科,是现代科学和现代技术相结合的产物,它的迅猛发展将引发二十一世纪世纪新的工业革命。纳米抗菌涂料便是纳米抗菌技术的产物,现在国内外对纳米看君涂料的需求量也注定使其迅速发展,新型水性抗菌涂料必将使世界更为绚丽。同时,随着人们生活水平的提高,对于居住环境的要求越来越高,涂料的环保性能越来越引起人们的关注,建筑涂料的绿色环保化,己成为21世纪建筑涂料发展的必然趋势。
学习本课程的心得体会
本学期功能涂料的学习在终于在我们的恋恋不舍中敲响了结尾的钟声。对于这几周的课程学习,我想我只能用受益匪浅这四个字来形容了。老师的博文广识、生动讲解在我的脑海里留下了深刻的印象,我只恨自己才疏学浅、基础薄弱,不能够将所有的感触都通过文字显现于纸上。但是我还是绞尽脑汁,希望能将课程完结后心中所想表达出来。
在这里我想说的是,涂料真的与我们的生活联系太紧密啦。就说说身边的一个例子吧,近几周学校开始出资在部分教学楼的四层和五层加设了立式木纹玻璃柜,当然临近墙面也被重新涂布刷新,涂料味道真的很刺鼻。我们周二早上的高分子专业课就设在e楼5层,虽然离被涂去有一段距离,但是难闻的味道就好像在教室里围绕似的挥之不去,甚至于上次旁边有的同学担心自己在上完一节大课后中毒。我暗自在心中想,要是由我负责涂料的采购,一定
会选择低味绿色的环保型涂料,至少味道不要那么冲,毒性不要那么大。为此,我特地还在网上搜集了关于选择和鉴别绿色环保涂料的几个要点呢。现在列出来和老师分享一下。一:购买涂料尽量选择正规的销售渠道,选择知名产品。真正的绿色涂料必须带有中国环境标志产品认证委员会颁发的“十环”标志,不要一味相信一般涂料上的“国际”二字,因为它只是室内墙面涂料进入市场的“准入标准”,是最基本的质量要求。
二:看涂料表面。优质的多彩涂料其保护胶水溶液层呈无色或微黄色,且较清晰。表面通常是没有漂浮物的。
三:闻一闻涂料中是否有刺鼻的气味,有毒的涂料不一定有味儿,但有异味儿的涂料一定有毒。如果涂料出现严重的分层,说明质量较差;用棍子轻轻搅动,抬起后,涂料在棍子上停留时间较长,覆盖均匀,则说明质量较好;用手轻捻,越细腻越好。
四:仔细查看产品的质量检验报告,尤其注意看涂料的总有机挥发量(VOC)。有机挥发物对我们的居室环境和自身都构成了极大的危害。甲苯、二甲苯、丁酮、醋酸酯等都在限制之列,我们应该尽量减少这些溶剂的用量。目前国家对涂料的VOC含量标准规定应每升不超过200克,较好的涂料为每升100克以下,而环保的涂料则接近于0。
五:购买涂料尽量选择正规的专卖店或者建材超市、零售店,选择专业知名的环保涂料品牌。真正的绿色环保涂料必须带有中国环境标志产品认证委员会颁发的“十环”标志。
接下来我想说说这学期涂料课上的见识性性收获。
此前,我概念里的涂料就是简单的涂在墙上的白色液体。上了涂料课以后,我才知道原来涂料世界如此丰富多彩。有防水的,有防火的,有防腐的,有抗菌的,有导电的,还有融入微胶囊缓释技术的新型糖果色环保涂料。只要在墙体的表面涂上涂料这种物质,它便会化身成为墙体的一层保护膜,阻止或延迟某些破坏现象的发生和发展,从而使各种材料的使用
寿命延长。一种最基本的涂料是由成膜物质、挥发分、颜料、助剂四部分组成。其中,我最感兴趣的便是颜料部分,它最直接的影响了涂料漆面的外观,以后可能的话,我想把我的小窝涂装成温馨浪漫的淡粉色系。现在市面上比较常见的涂料有醇酸树脂类、丙烯酸树脂类、环氧树脂类以及聚氨酯涂料。我不太喜欢聚氨酯涂料,虽然它坚硬耐磨,但是有毒性、稳定性也不好。个人比较倾向于丙烯酸树脂涂料。它由石油化工生产的,价格低廉,资源丰富。丙烯酸树脂涂料性能优良,现在已经广泛应用于汽车装饰和维修、家用电器、仪表电器、木材、造纸、粘合剂和皮革等生产领域,应用面可谓相当的广。有句话说的好,“三分涂料,七分涂装”。涂料本身的固有属性固然很重要,但是决定涂料后期发挥作用的还是工人师傅的涂装工艺及涂装技术。通常事物都是由内因主宰,而涂料的涂装注定是一个少有的外因起决定性作用的例子。
我想说的第三个板块是:当兴趣所在与你的工作完美契合时,那便是再好不过的。为什麽这样讲呢?我想王老师的例子很好的应征了这一点。无论什么时候,每当老师他上课时,总是那样精神振奋、神采飞扬。而每当讲的课程内容与他的实际经历联系起来的时候,他总是能把一个概念性的东西说的很透很直白。老师是那么学识神、见识广,似乎大大小小的涂料加工厂,他都实地走访过。从老师的眼神和表情里,我深刻地了解到,老师现在所跻身的行业,正是他深深热爱的心之所向的地方,在他全情投入的工作里,老师得到了极大的充实感与幸福感。所以说,最幸运的莫过于,你所做的正好是你所爱的。
而现在的我,很迷茫,甚至不明白自己最爱什么,最想要什么,将要致力于什么。未来对于我而言,一切皆是未知数,我深深的羡慕着这个思路清晰的充满激情的身影,希望多年以后我也能成为这样的人,做着自己深爱的事业。
对授课提出的想法及建议
新大纲对学生的化学科学素养是不可能单纯地依靠知识的传承、讲授、灌输来形成的,所以老师必须改变教学策略和改进教学方法,改变学生的学习方式,把学什么变成怎么学,把被动地学转为主动地去学。新教材将探究性学习贯穿于全书的各个栏目中,因此,在教学过程的组织和实施中不忘探究,在教学策略上要确保探究性学习活动的数量和质量,改变过去重结果轻过程的做法,重视探究过程,不拘泥于某一种形式,从而达到预期目的。然而在现实生活中高考这个指挥棒依然牵挂着每个人的心,所以老师们都认为探究并不是每节课都要去做的,一是受到课堂时间的影响,二是受到一些设备的影响,所以只能合适的时间合适的场地进行,在讲课时一些注意点还是要好好把握的,把知识点贯穿到自己的课堂中去,教给学生的知识让他们学会用自己的知识去解决实际生活中的问题,所以上课时要激发学生的学习兴趣,让他们愿意去学、感兴趣去学。
在教学内容上,老师们要转变观念,打破学科之间的局限,要重视知识之间的迁移。化学科学教学是整体教学教育的一个组成部分,在能力以及情感态度、价值观等方面,教学目的常常是跨学科的,各科教学目的都在于培养具有全面素质的人才。因此,在教学中首先要打破学科局限,立足于化学学科,通过化学学科的教学培养全面发展的新人。作为一名教师,不仅要遵循教育规律,而且要放眼于未来,这样才能顺应教育发展的要求,适应并推进教学的进步,才能在教学实践中,摸索出一些宝贵的经验。不断得学习老教师的教学经验而且要不停的总结自己的经验,学会总结与反省,形成自己的风格!
在课程讲授过程中,老师应该转变师生角色新教材改变传统的注入式写法,注意从学生的生活经验出发,创设情境,引导学生自主学习,主动探究,由此要进行师生各自角色的转换。首先教师角色的转变,新教材的改革,是从学生的发展和社会要求出发的。由此教师必须转换角色;教师由传统的知识传授者,转变为现代的促进者;由教学行为的管理者和执行者,转变为学习行为的参与者、引导者和开发者。现代教师应集学习者、欣赏者、开发者、引导者、组织者、创造者、反思者于一体,在课堂教学中使这一集合体得以实现。
要注重学生探究式学习方法的培养和训练,培养学生实践能力和创新精神,激发其学习的主观能动性。学生不再是被动式的学习者,而是主动式的学习者、探究者、发现者。老师们可以通过听其他教师的课学习他们丰富的经验,还可以和很多不同学校的老师探究互相学习来提高自己,要不断地去更新观念,改变教学策略,注意师生角色的转变。在以后教学中,要通过教学方式来挖掘,激发学生的学习潜能,所以就要不断去学习。
在以后的教学过程中,要注意课堂的任何一个环节,注重给学生营造一个良好的氛围,建立平等、民主、信任的新型师生关系,引导学生的情感处于积极的、自由的、宽松的心理状态,能自主的参与课堂教学,使课堂气氛活跃,使不同层次的学生创新思维进入一个自由驰骋的心理空间。充分展示学生的个性,也要不停地虚心向更专业的教师学习,能把握住知识的重难点,能用学生的语言来讲解,知道学生已有的知识,正确引导学生!
参考文献
[1]王云普、崔文峰、朱开梅,载纳米银抗菌材料的研究,西北师范大学,2007 [2]李毕忠。抗菌塑料的研究应用和市场现状,化工商品科技,1999-22(2):10—12 [3]杜高辉、赵措图、许并社,纳米材料的特性及应用,太原理工大学学报(增刊),2005,2-3 [4]杜高辉、卫英慧、窦涛、许并社,纳米型沸石的合成及其机理研究,无机材料学报,2000 [5]黄岳元.纳米Ag/ TiO2 复合材料的抗菌性能[J],精细化工,2005 [6] 黄占杰.无机抗菌剂的研究进展[J],材料导报, 2007,13(2):35~37 [7] 刘吉平.新型无机抗菌剂的研究[J],现代化工,2003,21(8): 60~62
第二篇:“十三五”重点项目-纳米银涂料项目可行性研究报告
“十三五”重点项目-纳米银涂料项目
可行性研究报告
编制单位:北京智博睿投资咨询有限公司
0 本报告是针对行业投资可行性研究咨询服务的专项研究报告,此报告为个性化定制服务报告,我们将根据不同类型及不同行业的项目提出的具体要求,修订报告目录,并在此目录的基础上重新完善行业数据及分析内容,为企业项目立项、申请资金、融资提供全程指引服务。
可行性研究报告 是在招商引资、投资合作、政府立项、银行贷款等领域常用的专业文档,主要对项目实施的可能性、有效性、如何实施、相关技术方案及财务效果进行具体、深入、细致的技术论证和经济评价,以求确定一个在技术上合理、经济上合算的最优方案和最佳时机而写的书面报告。
可行性研究是确定建设项目前具有决定性意义的工作,是在投资决策之前,对拟建项目进行全面技术经济分析论证的科学方法,在投 资管理中,可行性研究是指对拟建项目有关的自然、社会、经济、技术等进行调研、分析比较以及预测建成后的社会经济效益。在此基础上,综合论证项目建设的必要性,财务的盈利性,经济上的合理性,技术上的先进性和适应性以及建设条件的可能性和可行性,从而为投资决策提供科学依据。
投资可行性报告咨询服务分为政府审批核准用可行性研究报告和融资用可行性研究报告。审批核准用的可行性研究报告侧重关注项目的社会经济效益和影响;融资用报告侧重关注项目在经济上是否可行。具体概括为:政府立项审批,产业扶持,银行贷款,融资投资、投资建设、境外投资、上市融资、中外合作,股份合作、组建公司、征用土地、申请高新技术企业等各类可行性报告。
报告通过对项目的市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等方面的研究调查,在行业专家研究经验的基础上对项目经济效益及社会效益进行科学预测,从而为客户提供全面的、客观的、可靠的项目投资价值评估及项目建设进程等咨询意见。
报告用途:发改委立项、政府申请资金、申请土地、银行贷款、境内外融资等
关联报告:
纳米银涂料项目建议书 纳米银涂料项目申请报告 纳米银涂料资金申请报告 纳米银涂料节能评估报告 纳米银涂料市场研究报告 纳米银涂料商业计划书 纳米银涂料投资价值分析报告 纳米银涂料投资风险分析报告 纳米银涂料行业发展预测分析报告
可行性研究报告大纲(具体可根据客户要求进行调整)第一章 纳米银涂料项目总论
第一节 纳米银涂料项目概况
1.1.1纳米银涂料项目名称 1.1.2纳米银涂料项目建设单位
1.1.3纳米银涂料项目拟建设地点 1.1.4纳米银涂料项目建设内容与规模
1.1.5纳米银涂料项目性质
1.1.6纳米银涂料项目总投资及资金筹措 1.1.7纳米银涂料项目建设期
第二节 纳米银涂料项目编制依据和原则 1.2.1纳米银涂料项目编辑依据
1.2.2纳米银涂料项目编制原则
1.3纳米银涂料项目主要技术经济指标
1.4纳米银涂料项目可行性研究结论
第二章 纳米银涂料项目背景及必要性分析
第一节 纳米银涂料项目背景
2.1.1纳米银涂料项目产品背景
2.1.2纳米银涂料项目提出理由
第二节 纳米银涂料项目必要性
2.2.1纳米银涂料项目是国家战略意义的需要
2.2.2纳米银涂料项目是企业获得可持续发展、增强市场竞争力的需要
2.2.3纳米银涂料项目是当地人民脱贫致富和增加就业的需要 第三章 纳米银涂料项目市场分析与预测
第一节 产品市场现状
第二节 市场形势分析预测
第三节 行业未来发展前景分析
第四章 纳米银涂料项目建设规模与产品方案
第一节 纳米银涂料项目建设规模 第二节 纳米银涂料项目产品方案
第三节 纳米银涂料项目设计产能及产值预测
第五章 纳米银涂料项目选址及建设条件 第一节 纳米银涂料项目选址
5.1.1纳米银涂料项目建设地点
5.1.2纳米银涂料项目用地性质及权属
5.1.3土地现状
5.1.4纳米银涂料项目选址意见
第二节 纳米银涂料项目建设条件分析
5.2.1交通、能源供应条件 5.2.2政策及用工条件
5.2.3施工条件
5.2.4公用设施条件
第三节 原材料及燃动力供应
5.3.1原材料 5.3.2燃动力供应
第六章 技术方案、设备方案与工程方案 第一节 项目技术方案
6.1.1项目工艺设计原则
6.1.2生产工艺
第二节 设备方案
6.2.1主要设备选型的原则 6.2.2主要生产设备 6.2.3设备配置方案 6.2.4设备采购方式 第三节 工程方案
6.3.1工程设计原则
6.3.2纳米银涂料项目主要建、构筑物工程方案 6.3.3建筑功能布局
6.3.4建筑结构
第七章 总图运输与公用辅助工程 第一节 总图布置
7.1.1总平面布置原则
7.1.2总平面布置
7.1.3竖向布置
7.1.4规划用地规模与建设指标
第二节 给排水系统 7.2.1给水情况
7.2.2排水情况
第三节 供电系统
第四节 空调采暖
第五节 通风采光系统
第六节 总图运输
第八章 资源利用与节能措施
第一节 资源利用分析
8.1.1土地资源利用分析
8.1.2水资源利用分析
8.1.3电能源利用分析
第二节 能耗指标及分析
第三节 节能措施分析
8.3.1土地资源节约措施
8.3.2水资源节约措施
8.3.3电能源节约措施
第九章 生态与环境影响分析
第一节 项目自然环境
9.1.1基本概况
9.1.2气候特点
9.1.3矿产资源
第二节 社会环境现状
9.2.1行政划区及人口构成 9.2.2经济建设
第三节 项目主要污染物及污染源分析
9.3.1施工期 9.3.2使用期
第四节 拟采取的环境保护标准
9.4.1国家环保法律法规
9.4.2地方环保法律法规
9.4.3技术规范
第五节 环境保护措施
9.5.1施工期污染减缓措施 9.5.2使用期污染减缓措施
9.5.3其它污染控制和环境管理措施
第六节 环境影响结论 第十章 纳米银涂料项目劳动安全卫生及消防
第一节 劳动保护与安全卫生
10.1.1安全防护 10.1.2劳动保护 10.1.3安全卫生 第二节 消防
10.2.1建筑防火设计依据
10.2.2总面积布置与建筑消防设计
10.2.3消防给水及灭火设备
10.2.4消防电气
第三节 地震安全
第十一章 组织机构与人力资源配置
第一节 组织机构
11.1.1组织机构设置因素分析 11.1.2项目组织管理模式
11.1.3组织机构图
第二节 人员配置
11.2.1人力资源配置因素分析 11.2.2生产班制 11.2.3劳动定员
表11-1劳动定员一览表
11.2.4职工工资及福利成本分析 表11-2工资及福利估算表 第三节 人员来源与培训
第十二章 纳米银涂料项目招投标方式及内容
第十三章 纳米银涂料项目实施进度方案 第一节 纳米银涂料项目工程总进度
第二节 纳米银涂料项目实施进度表
第十四章 投资估算与资金筹措
第一节 投资估算依据
第二节 纳米银涂料项目总投资估算
表14-1纳米银涂料项目总投资估算表单位:万元
第三节 建设投资估算
表14-2建设投资估算表单位:万元
第四节 基础建设投资估算
表14-3基建总投资估算表单位:万元
第五节 设备投资估算
表14-4设备总投资估算单位:万元
第六节 流动资金估算
表14-5计算期内流动资金估算表单位:万元
第七节 资金筹措
第八节 资产形成第十五章 财务分析
第一节 基础数据与参数选取 第二节 营业收入、经营税金及附加估算
表15-1营业收入、营业税金及附加估算表单位:万元 第三节 总成本费用估算
表15-2总成本费用估算表单位:万元
第四节 利润、利润分配及纳税总额预测
表15-3利润、利润分配及纳税总额估算表单位:万元 第五节 现金流量预测
表15-4现金流量表单位:万元 第六节 赢利能力分析
15.6.1动态盈利能力分析
16.6.2静态盈利能力分析
第七节 盈亏平衡分析
第八节 财务评价
表15-5财务指标汇总表
第十六章 纳米银涂料项目风险分析
第一节 风险影响因素
16.1.1可能面临的风险因素
16.1.2主要风险因素识别
第二节 风险影响程度及规避措施 16.2.1风险影响程度评价
16.2.2风险规避措施
第十七章 结论与建议
第一节 纳米银涂料项目结论
第二节 纳米银涂料项目建议
第三篇:浅析水性聚氨酯涂料研究进展论文
随着人们环保、能源意识的增强,特别是各国环保法规对涂料体系中有机挥发物(VOC)含量的严格限制, 促进了水性涂料为代表的低污染型涂料的发展。水性涂料是以水为分散介质的一类涂料,具有不燃、无毒、不污染环境、节省能源和资源等优点。水性聚氨酯涂料将聚氨酯涂膜的硬度高、附着力强、耐磨蚀、耐溶剂性好等优点与水性涂料的低VO C含量相结合,且聚氨酯聚合物具有裁剪性,采用分子设计原理,结合新的合成和交联技术,能有效控制涂膜聚合物的组成和结构,使水性聚氨酯涂膜性能相当于甚至优于传统溶剂型涂料,成为发展最快的涂料品种之一。聚氨酯水分散体涂料
1.1 水性聚氨酯分散体的合成聚氨酯(PU)水分散体的制备多采用聚合物自乳化法,即在聚合物链上引入适量的亲水基团,在一定条件下自发分散形成乳液。根据扩链反应不同,自乳化法可分为: 丙酮法、熔融分散法、预聚体分散法和酮亚胺法等,其中丙酮法和预聚体分散法较为成熟。丙酮法的扩链反应在均相体系中进行, 易于控制,重复性好,乳液质量高,适应性强。但需回收丙酮溶剂,生产效率低、能耗大。预聚体分散法的扩链反应在非均相体系中进行,无需使用大量的有机溶剂,可制备有支化度的聚氨酯乳液。近年来聚氨酯水分散体的研究热点有:(1)以脂肪族异氰酸酯单体为原料,采用预聚物混合工艺,研究软段多元醇的分子量、亲水离子含量和聚氨酯预聚物分子量等对聚氨酯分散体的粒子结构、形态、稳定性和涂膜物理力学性能等的影响,在宏观物性上探讨聚氨酯水分散体的结构与性能的关系,在产品开发与应用方面作了大量工作;(2)系统研究扩链剂种类、扩链工艺、中和度、介质介电常数等对分散体形态和结构影响,研究分散体的流体力学行为,并采用热分析技术,研究分散体涂膜的降解动力学;(3)相继出现了采用软段离子化和离子化扩链剂等合成分散体的新方法,如魏欣[4 ]等采用含叔胺基聚醚合成系列聚氨酯离聚物, Wei等采用离子化的聚氧乙烯化胺(N PEO)制备以N PEO为内乳化剂的聚氨酯水分散体。水性聚氨酯分散体的制备工艺涉及到脲链段的生成,有机溶剂的大量消耗,特殊的封端反应, 过量的NCO基含量及特别的反应物(如离子型扩链剂),其共同缺点是合成工艺复杂,质量可控性差,因此,探索易于控制的水性聚氨酯分散体的合成方法成为该领域的研究热点。聚氨酯分散体涂料的改性研究
聚氨酯乳液的自增稠性差、固含量低、乳胶膜的耐水性差、耐溶剂性不良、硬度、表面光泽度低等,交联改性可以进一步提高聚氨酯水分散体涂料的机械性能和耐化学品性能。首先,通过选用多官能度的合成原材料如多元醇、多元胺扩链剂和多异氰酸酯交联剂等合成具有交联结构的水性聚氨酯分散体。其次,添加内交联剂,如碳化二亚胺、甲亚胺和氮杂环丙烷类化合物,在碱性条件下相当稳定,在聚氨酯乳液中能稳定存在,涂膜在干燥过程中由于水及中和剂的挥发,使得胶膜中的pH值下降,交联反应得以进行。另外热活化交联是由封端型异氰酸酯乳液与聚氨酯乳液混合形成稳定的单组分乳液,干燥后进行热处理能使高反应性的N CO基团再生,与聚氨酯分子所含的活性氢基团(如羟基、胺基、脲基、聚酯基)反应形成交联的涂膜。自动氧化交联的水性聚氨酯,是将含不饱和键的植物油或其脂肪酸引入其分子链中,由金属催干剂(如钴、锰、锆盐)来催化自交联,其原理与自干性醇酸相同。
复合改性也可提高聚氨酯乳液的性能,包括环氧树脂、有机硅和丙烯酸酯复合改性。许戈文等通过环氧改性水性聚氨酯,将环氧树脂较高的支化度引入到聚氨酯主链上,提高乳液涂膜的附着力、干燥速率、涂膜硬度和耐水性。王武生等采用氨基丙基三乙氧基硅烷与多异氰酸酯反应合成端硅氧烷聚氨酯预聚体,然后分散于水中,依靠硅氧烷水解缩合扩链交联制备交联水分散聚氨酯。研究发现这种硅氧烷封端的聚氨酯水分散体形成的涂膜具有优良的耐水性,其涂膜的硬度、抗拉强度随硅含量的增加而上升,具有优良的力学性能。丙烯酸酯改性聚氨酯乳液(PU A)可将聚氨酯的较高的拉伸强度和冲击强度、优异的柔性和耐磨损性能与丙烯酸树脂的良好附着力、较低的成本有机地结合,制备出高固含量、低成本的水性树脂,降低加工能耗。PUA乳液的制备方法较多,主要包括: 物理共混;合成带C= C双键的不饱和氨基甲酸酯单体和丙烯酸酯单体共聚;采用PU乳液作种子,进行种子乳液聚合;封端PU 乳液与含羟基的丙烯酸树脂乳液聚合;也有采用接枝互穿网络(IPN)进行改性。新型的PUA复合乳液主要集中在有关PU A的互穿聚合物胶乳、核/壳乳液、超浓乳液、封端型乳液等的合成与性能研究,而该领域具有核壳结构微乳液的结构与性能关系的研究尤受重视。双组分水性聚氨酯涂料
双组分水性聚氨酯涂料由含有活泼异氰酸基团的固化剂组分和含有可与异氰酸基团反应的活泼氢(羟基)的水性多元醇组分组成,分述如下。
2.1 水性多元醇体系
水性双组分聚氨酯涂料的多元醇体系必须具有分散功能,能将憎水的多异氰酸酯体系很好地分散在水中,使得分散体粒径足够小,保证涂膜具有良好的性能。水性双组分聚氨酯涂料的多元醇有分散体型多元醇(粒径小于0.08μm)和乳液型多元醇(粒径在0.08 μm~ 0.5μm之间)。乳液型多元醇的制备采用乳液聚合技术,具有工艺简单、成本低的优点;乳液型多元醇的分子量较高,对多异氰酸酯固化剂的分散能力较差;为了改善涂膜的外观,必须采用亲水改性的多异氰酸酯固化剂,或采用高剪切力混合设备。
分散体型多元醇的制备一般是在有机溶剂中合成含有亲水离子或非离子链段的树脂,通过相转移将树脂熔体或溶液分散在水中得到。其优点为聚合物的分子量及其分子量分布易于控制。但分散体多元醇粘度较大,其施工固体含量较高,引入的亲水单体会降低双组分涂膜的耐水性。根据化学结构分散体型多元醇可分为:聚酯分散体多元醇,丙烯酸分散体多元醇和聚氨酯分散体多元醇。丙烯酸分散体多元醇具有较低的分子量,较高的羟基官能度,配制的涂膜交联密度较高,具有良好的耐溶剂性、耐化学品性和较好的耐侯性,但涂膜的干燥速度较慢。聚酯分散体多元醇配制的双组分涂料具有良好的流动性,涂膜光泽较高,适用于配制高光色漆。其缺点是聚酯分子链的酯键易水解,聚合物链易产生断裂。将丙烯酸聚合物接枝到聚酯分子链上制备聚酯-丙烯酸复合分散体多元醇,可以提高聚酯链的耐水解性,该多元醇配制的双组分涂料将聚酯的软链段和丙烯酸树脂的硬链段结合在一起,有利于涂膜的硬度和柔韧性保持良好平衡。聚氨酯分散体多元醇配制的双组分涂料具有优异的物理力学性能和耐化学性能,而且可通过调整氨基甲酸酯键的浓度来裁剪涂膜性能。因此,聚氨酯多元醇分散体是理想的双组分聚氨酯涂料的羟基组分。
2.2 多异氰酸酯体系选择
用于双组分水性聚氨酯涂料体系的固化剂有: 亲水改性多异氰酸酯固化剂、低粘度多异氰酸酯固化剂和较难与水反应的固化剂。脂肪族异氰酸酯的二聚体和三聚体是聚氨酯涂料常用的固化剂,环状的三聚体具有稳定的六元环结构及较高的官能度, 粘度较低,易于分散,具有较好的涂膜性能;缩二脲固化剂由于粘度较高,不易分散,较少直接应用于水性双组分聚氨酯涂料。为了提高多异氰酸酯固化剂在水中的分散能力,常采用亲水基团对其进行改性。适合的亲水组分有离子型、非离子型或二者的结合,这些亲水组分与多异氰酸酯具有良好的相容性,作为内乳化剂帮助固化剂分散在水相中,降低混合剪切能耗。其缺点在于亲水改性消耗了固化剂的部分N CO 基,降低了固化剂的官能度,增加了体系的亲水性。第三类固化剂为叔异氰酸酯固化剂 ,如偏四甲基苯基二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物,其主要特点为固化剂的N CO基与水反应的速度非常慢,可制备无气泡涂膜,但其玻璃化温度高,需玻璃化温度较低和乳化能力较强的多元醇与其配制。
2.3 双组分水性聚氨酯涂料的成膜
水性双组分聚氨酯涂料的成膜初期为物理干燥成膜,随着水分的蒸发,分散体或乳液粒子凝聚, 聚合物链相互扩散和反应。影响因素有: 其一,水分的蒸发量, 蒸发量越大,物理成膜时间越长,水分的蒸发量由涂料的施工固含量决定;同时,环境温度和湿度影响水分的蒸发速率。其二,多元醇和固化剂的粘弹性影响粒子的凝聚过程,粘弹性由聚合物的玻璃化温度、极性、分子量和溶剂或增塑剂含量决定。最后,聚合物粒子之间的排斥力,起稳定乳液粒子的作用,乳液粒子相互接触,必须克服粒子之间的排斥力。化学干燥过程比较复杂,涉及到固化剂的NCO 基与多元醇的羟基、水和稳定聚合物粒子的羧基等反应,反应速率取决于施工环境的温度、湿度、反应体系中催化剂含量和基团的反应活性等。
水性双组分聚氨酯涂料体系的固化反应可分为主反应和副反应,以丙烯酸分散体多元醇和亲水改性的多异氰酸酯固化剂组成的双组分水性聚氨酯体系为例,体系含有胺中和剂和羟基功能化的共溶剂,主反应为多元醇与固化剂反应形成氨基甲酸酯聚合物,副反应包括固化剂可能与共溶剂或中和剂的羟基、胺基、多元醇的羧基及水反应,如Fig.1所示。固化剂与水的副反应生成胺和二氧化碳,胺立即与N CO基反应形成脲,随着水分的蒸发和涂膜的形成,二氧化碳会溶解在涂膜中或以气体形式释放。多元醇的羧基与N CO基的反应生成酰胺,但反应速度较小;胺中和剂脱离涂膜后,羧基可能和羟基反应,该反应极大消除涂料体系的亲水性,改善涂膜的耐水性。采用FT-IR光谱或13 C-NMR光谱可以检测各反应之间的竞争。为了补充副反应消耗的N CO基,常采用过量的多异氰酸酯固化剂以保证涂膜优异性能。
施工环境和固化条件决定主反应和副反应程度。室温下水分的蒸发相对较快, 30 min内水分在涂膜中的浓度下降到2% ~ 3% ,最终的平衡浓度为1%左右。相对于水分的蒸发速率,涂膜的N CO基的降低速率较慢,室温下30min,只有6% 的NCO基参与反应, 24 h后参与反应的N CO基增大到90% , 完全反应需要几天。环境温度对干燥过程有重要作用,室温固化过程约有60% 的NCO基与水反应形成脲, 而130℃干燥30 min与水反应的N CO基含量降45低到10%。随着固化温度升高,生成氨基甲酸酯的含量越多,副反应程度越低。
2.4 水性双组分聚氨酯体系的缺陷
通常选择合适的水性多元醇和固化剂配制双组分水性聚氨酯涂料,其涂膜的光泽、硬度、耐化学性能及耐久性可与溶剂型双组分相当。但目前许多水性双组分聚氨酯涂料具有不同的缺陷,有的还严重限制了双组分涂料的应用,Tab.1列出了双组分水性聚氨酯涂料的缺陷。水性涂料的主要缺陷在于厚膜中易形成气泡和微泡,这是喷涂过程中空气残留在涂膜中引起的。水性双组分聚氨酯涂料更有可能形成气泡,因为涂膜形成过程中产生二氧化碳以及随涂膜粘度的增大二氧化碳会滞留在涂膜中所致;二氧化碳的产生来源于NCO基与涂膜中水分的反应。Nabuurs研究发现,对于丙烯酸乳液多元醇,涂膜中二氧化碳气泡产生量主要取决于合成丙烯酸乳液的羧基单体类型、N CO /O H及涂膜中水分的含量。采用甲基丙烯酸或丙烯酸单体进行乳液聚合,总有部分羧基单体聚合形成羧酸聚合物溶解在水相中,与固化剂成膜时形成吸湿区,涂膜产生大量的二氧化碳气泡;而采用丙烯酸U羧乙酯为羧基单体时,羧基单体结合到聚合物链上,涂膜中不存在吸湿区,因此能形成无泡涂膜。当然,二氧化碳气泡的消除和无缺陷涂膜的形成机理,还有待于进一步研究。水性聚氨酯涂料的应用与展望
高性能与低VO C含量相结合的水性聚氨酯涂料具有广阔的应用前景。以脂肪族多异氰酸酯为交联剂的新型水性双组分聚氨酯涂料,涂膜干燥速度快,光泽高,外观好,具有良好的力学性能,耐化学品性能和耐侯性等, 其VO C含量相当于溶剂型双组分聚氨酯涂料的20% ,可取代溶剂型双组分聚氨酯涂料广泛应用于汽车面漆、汽车修补漆、木器涂料、皮革涂料。此外水性聚氨酯涂料还能应用于塑料涂料、工业涂料和腐蚀保护涂料,满足不同的性能要求。
随着对水性聚氨酯结构、性能、成膜过程的反应机理等进一步研究,结合新的水性多元醇聚合物的合成技术, 水性聚氨酯涂料将会变得方便施工,涂膜性能易于设计和优化,以满足特殊用途。水性聚氨酯涂料的研究方向为: 进一步完善和发展高性能无缺陷水性聚氨酯涂料体系;依靠聚氨酯分子的可裁剪特性,在聚氨酯链上引入特殊功能的分子结构如含氟、含硅聚合物链,赋予聚氨酯涂膜多功能性;进一步开拓水性聚氨酯涂料的应用领域,如水性双组分聚氨酯涂料可作为特殊柔软感涂料,其涂膜表面柔软无光,具有从橡胶到丝绒触感,应用于汽车内部塑料仪器表面的涂装。其涂膜具有耐溶剂性、耐化学品性、耐清洁剂擦洗性,涂膜不必很硬,必须具有良好的柔韧性,低温弹性,对塑料具有良好的附着力。涂膜的耐化学性和柔软感取决于合适的亲水改性多异氰酸酯固化剂与高分子量的聚氨酯分散体和低分子量的聚脂-聚氨酯复合多元醇的复配。
第四篇:空间信息网络星载转发器体制初探论文
1.透明转发器
透明转发的信号交换过程是在模拟滤波器和中频交换矩阵中实现的,如果信号的载波频率不发生大的改变,那么信号调制和解调的类型以及编码译码的准则变化对透明转发器影响甚微,这些特性造就了透明转发器性能灵活,适应上下行链路通信协议的能力较强[1],因此,透明转发器依旧是目前大多数卫星通信系统的首要选择方式,然而它也存在不可忽略的缺陷,比如星上信号交换矩阵全部属于硬连接范畴,且网络路由是固定选择模式,使得系统不能随着业务量的变化而变化,信号交换带宽一般情况下都需要占用转发器的全部带宽,甚至以波束为单位进行信号的交链,无法进行较为细致的交换行为,此外,由于高功率放大器存在的非线性的问题,通常需要在多载波的情况下还必须采取一定的功率回退措施,导致系统容量、频率资源利用率的部分降低。
2.再生式转发器
再生式转发器整个过程包括对信号的解调、译码、编码和调制等一系列处理单元,所以相比较透明转发器而言,再生式转发器可以有效地提高通信系统的容量和频率资源利用率,尤其是利用自适应编码技术使得系统的性能进一步达到了提升,显而易见,此种模式的星载处理器相比较透明转发器来说,其物理层中信号的处理单元是体现其优越性能的核心技术,但是这种依赖物理层的星载处理器也存在很大的风险,如卫星在其服役的整个生涯过程中,一旦上下行链路的通信协议进行了升级更新,则可能导致卫星通信系统无法有效地收发数据,完全处于瘫痪状态,从这方面来看,其适应性相比较透明转发器来说差很多,目前,仅有少数的卫星搭载此类转发器[2]。
3.数字信道化转发器
透明转发器和再生式转发器既有突出的优点又有不可忽略的缺陷,那么存不存在一种可以将这两种方式结合在一起的办法呢?伴随软件无线电知识的不断更新,此问题有了最佳答案,即软件定义有效载荷(SoftwareDefinepayload,SDP)方式,SDP的主要构思内容是将透明转发器灵活性强但无法适应业务量变化的特点和再生式转发器中的纯依赖物理层提升系统容量的特点结合在一起,做到扬长避短,互相兼容,从理论上提升转发器处理信号的效率,但是这种理想的转发器方式在经过人们长时间研究和实践操作之后,始终在设备的体积、重量、功耗等难题上无法跨越,与SDP所描述的思想存在很大的差距,所幸的是,近年来数字信号处理技术的不断完善,同时伴随着芯片制造工艺的日益精良,人们结合这两种技术设计了数字信道化转发器模型,并且通过它实现了部分SDP的功能。如图1所示。
数字信道化转发器的信号处理过程具体内容为:卫星上行信号经卫星接收天线的接收之后,将接收到的信号送入低噪声放大器中进行放大,之后将放大的信号传送给下变频单元,从中改变信号频率,变为合适的中频信号,随后系统又将模拟信号转换为数字信号并送入数字域中进行处理,送进来的数字信号经过信道解复用处理之后,进入数字信道交换单元,交换过后的信号经过信道复用、数模转换之后,变成了模拟中频信号,此中频信号经模拟上变频、高功放放大,被馈入卫星发射天线,从而完成了整个星载信号交换过程[3]。所以数字信道化器共分了三步骤完成:信道解复用(子信道分离)、信道交换(子信道交换)、以及信道复用(子信道综合)。相比较透明转发器而言(信号交换时所占据整个信道的带宽),此种转发器中信号交换带宽要节省得多,而且利用数字信道化技术能够使得上行信道在卫星转发器中被分为若干个子信道,其信道带宽窄,便于系统根据实际情况进行合理地选择配置,占用一个或几个信道进行通信,对于转发器中每个子信道的增益,可以被系统按需分配,系统复制单个子信道用来进行广播、组播和抑制备用信道等,从而使得系统在数字域中对链路损耗进行一定的补偿,降低高功率放大器的非线性效应,提高通信灵活性和可靠性,达到卫星信号与频率资源之间的灵活互换。
参考文献:
[1]阳志明,周坡,曹志刚.一种基于复指数调制精确重构滤波的宽带星载数字信道化器[J].电子与信息学报,2010,32(11):2554-2559.
[2]张飞,边东明,张更新.星载柔性转发器中一种近似精确重构原型滤波器的设计[J].电子与信息学报,2013(03):171-176.
[3]张飞,边东明,张更新等.非均匀信道增益控制的多载波卫星容量分析[J].宇航学报,2013,34(08):1122-1129.
第五篇:浅析迷彩伪装涂料的仿生学理论与技术论文
迷彩伪装在现代战争中扮演着十分重要的角色。然而,人类的迷彩伪装是对动物奇妙的伪装术的不断学习和研究中成长起来的。迷彩涂料仿生就通过研究生物界的色彩伪装现象和机理,从而不断启示和充实伪装的理论与技术。
一、达尔文和AbbotThayer对迷彩涂料仿生的贡献
达尔文对自然界各种伪装的研究工作和AbbotThayer对动物身上斑纹明暗对比的研究极大地影响了生物色彩理论,并对后来的迷彩伪装做出了重要贡献。达尔文在他的旅行中注意到具有某种颜色搭配的动物要比其他没有这些颜色的动物存活的可能性大些。他在英国发现有一种深色的蛾由于颜色接近于它们栖息的树木的颜色,易于躲避食蛾鸟类的眼睛而降低被捕食的概率。达尔文同时也发现还有一些动物能够模拟其他的生物,还有一些能够通过身上的图案使自己从环境中突出出来,或者利用自身的毒气警告捕食者。达尔文在自己细心观察的基础上最终提出了自然选择和动物自我保护等理论。AbbotThayer进一步发展了达尔文的理论,他开创了哺乳动物身上的明暗搭配理论。这一理论认为,从侧面看身体下侧颜色较浅的动物更难被捕食者发现。因为上下部分的明暗对比打破了动物自身的轮廓线,使之更难被识别。
在第一次世界大战期间,AbbotThayer在具有打破物体轮廓功能的图案上投入了更大的精力,并向美国和英国军事伪装的领导人提出了应用建议。为了推进这种图案和明暗对比概念在战争中的应用,AbbotThayer描述了保护色是建立在它们各自生存优势的基础之上的。所以士兵们和各种装备在其优势的基础上,通过选择色彩应当能够有效地实现隐蔽效果。他还指出,军事伪装要比动物伪装更为复杂多变。对于大多数动物来说,其生存空间是很有限的,因为它们的伪装不需要非常复杂或是经常更换,一般来说,能够让动物们有充分的变化经历的时间足够长,能够让动物们有充分适应时间。而士兵们的作战环境是随着战场的推移和战斗的发展进程而不断转换的,这意味着士兵和装备伪装要不断适应新的作战环境。
二、动物保护色对军事迷彩涂料技术的启示
自然界的许多动物在长期的自然淘汰和生存竞争中逐渐形成了一种保护自己的能力,其身体颜色与环境相适应,便是这种能力的重要表现。
凶猛的动物身上的颜色与生存背景相适应是为了隐蔽自己的行动企图,以便出其不意地发起攻击。如狮子栖息树林稀少的沙地平原,全身呈黄褐色或谈褐色,与枯草和土壤颜色相近,捕猎时其他动物不易发现;虎全身淡黄色或褐色,有黑色条纹,尾部有黑色环纹,与森林背景颜色和斑点相近,有利于其隐蔽潜伏狩猎;北极熊长年累月在北极的冰天雪地里捕食,身上长满白毛,与冰雪的颜色保持一致,使海豹、鱼类等动物不易发现它。
弱小的动物身上都有一种天然的保护色,是为了隐蔽身体,使自己免遭其他动物的伤害。有一种叫桑尺蠖的小虫,有五对胸腹足,身体细长,当它悬挂在树上时,不仅体色与树枝相似,连形状也和枝干十分酷似。在非洲的热带草原上,生活着成群的斑马和长颈鹿,由于经常遭到许多狮子、猎豹、鬣狗等食肉动物的追逐和袭击,学会了用穿“花衣”的办法来保护自己。斑马身上有着黑白相间的条纹,这些黑白条纹吸收和反射光线的能力不同,身躯的轮廓也就变幻无定,而又同森林草原的背景巧妙地协调起来。
水中的鱼类也会巧妙利用身上的色彩来保护自己。海水上层的鱼,如鲱鱼、鲭、金枪鱼等,背脊大都是浓青色、青铜色或黑色,腹部和两侧大都是银灰色或白色,这些鱼的天敌从上向下看,鱼的背色同深色的海水相似,从下往上看,鱼腹同谈蓝色天空颜色类同。生活在海底的鱼儿,身上的颜色往往同海底的泥土、岩石和水草的颜色混成一片。各种不同的斑纹,加上暗色的背景,会使鱼儿的轮廓模糊不清。蝴蝶鱼尾部有个大圆点,镶着白色或黄色的边缘,像是睁大的眼睛,别的鱼把它当着蝴蝶鱼的头部攻击,蝴蝶鱼却乘机迅速逃跑。
三、车辆装备可擦除迷彩伪装涂料的研制
武器装备应根据作战或训练需要进行适应作战背景特征的迷彩涂装。由于作战环境与作战季节的不确定性,以及作战环境的不断变换性,使得对武器装备迷彩伪装涂饰工作频繁。这要求武器装备的迷彩伪装涂料可根据需要进行擦除和快速进行二次的迷彩涂装。为解决上述问题,本课题研究发明了一种可擦除迷彩伪装涂料。研制工作所要解决的问题是提供一种具有良好的迷彩涂装效果、容易擦除、可以恢复武器装备等物体原有的表面漆膜的可擦除涂料。
1、车辆装备可擦除迷彩伪装涂料配比配方
可擦除迷彩伪装涂料提供的一种可擦除涂料,其特征在于:包含基料、颜料、填料和助剂,相对于每100重量份的可擦除涂料,各组分的重量份为:基料59~61、颜料34~36、填料1.8~2.2、助剂2.7~3.3。
其中所述基料包含有碱金属硅酸盐水溶液和聚乙烯醇,其中各原料的重量份为碱金属硅酸盐水溶液50~51、聚乙烯醇9~10。
所述颜料为深绿色、浅绿色、土黄色、棕色或其他颜色的颜料中的任一种。
2、车辆装备可擦除迷彩伪装涂料色值设计
根据未来信息化条件下车辆装备战场背景特征,经过现地取样测量,用正交实验法得出了性能优越的车辆可擦除迷彩伪装涂料色值。
3、车辆装备可擦除迷彩伪装涂料制备工艺
车辆装备可擦除迷彩伪装涂料的制备方法,包括以下步骤:
步骤(1):将制备可擦除涂料的原料中的颜料和填料进行细研磨;
步骤(2):在常温下将细研磨过的颜料和填料与基料、助剂充分搅拌。
该可擦除涂料的用途为:使用辊涂、刷涂或机械化喷涂等方法在物体表面形成漆膜。
4、车辆装备可擦除迷彩伪装涂料应用实例
本可擦除涂料具有可见光、近红外伪装性能(0.38~1.2微米)、物理机械性能和施工性能优异的特点,可见光与近红外亮度与色差符合GJB798-90标准。
应用实施例一:
本可擦除涂料包含:硅酸钠水溶液51g、聚乙烯醇9g、氧化铁黑4.7g、铬绿25.4g、氧化铁棕4.8g、滑石粉1.8g、消光粉3.3g。
将其中的氧化铁黑、铬绿、氧化铁棕、滑石粉分别进行细研磨,然后将它们与消光粉一起加入到硅酸钠水溶液与聚乙烯醇的混合液中进行充分搅拌,即可制得本发明所述的可擦除涂料。将制得的可擦除涂料密封保存,当需要时即可随时使用。
在空气温度在2℃以上的非雨天气下将制得的可擦除涂料刷涂在车辆的表面,阴天1小时、晴天20分钟即可形成良好漆膜,完成对车辆的迷彩涂装。当伪装不再需要时,在伪装的漆膜表面用水浸润10~20分钟后,用布擦除清洗,即可使得车辆的表面恢复原来的色彩。
应用实施例二:
本可擦除涂料包含:硅酸钾水溶液50g、聚乙烯醇10g、铬绿28、铬黄7.1、滑石粉2.2g、消光粉2.7g。
将其中的铬绿、铬黄、滑石粉分别进行细研磨,然后将它们与消光粉一起加入到硅酸钾水溶液与聚乙烯醇的混合液中进行充分搅拌,即可制得本发明所述的可擦除涂料。将制得的可擦除涂料密封保存,当需要时即可随时使用。
在空气温度在2℃以上的非雨天气下将制得的可擦除涂料刷涂在车辆的表面,阴天1小时、晴天20分钟即可形成良好漆膜,完成对车辆的伪装。当伪装不再需要时,在伪装的漆膜表面用水浸润10~20分钟后,用布擦除清洗,即可使得车辆的表面恢复原来的色彩。