[發明專利]一種改性空心微球及其應用

有效

• 申請號: 201410184866.2
• 申請日: 2014-05-04
• 公開（公告）號: CN103920436A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 鄧慧;余喜理
• 申請（專利權）人: 遼寧石油化工大學
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02;C09D7/12
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 金春華

技術領域

本發明屬于無機材料領域，具體地涉及一種具有紅外線吸收/屏蔽作用的改性空心微球及其應用。

背景技術

吸波材料的研制和應用極大地影響著軍用隱身事業和民用防電輻射事業的發展。目前國內外正在使用和開發的吸波材料有：鐵氧體、金屬粉末、多晶鐵纖維、納米纖維、導電高聚物、視黃基席夫堿鹽等等。傳統的電磁波吸收劑主要是金屬和鐵氧體微粉材料，大多存在面密度大、吸收頻帶窄等缺點，“薄、輕、寬、強”是吸收劑向高效、輕量化和復合化發展的方向。紅外線是波長介乎微波與可見光之間的電磁波。實現熱紅外隱身技術途徑有兩種：一是控制表面發射率，二是控制表面溫度，因此涂覆型吸收材料成為本領域技術人員不斷研究的重點，高性能吸收劑是涂覆型吸波材料的核心。

發明內容

為了解決以上問題，本發明的目的是提供一種具有紅外線吸收/屏蔽作用的涂覆型吸波材料改性空心微球。

本發明的另一目的是提供一種具有紅外線吸收/屏蔽作用的涂覆型復合涂料。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種改性空心微球，制備方法如下：

1)空心微珠的預處理：用清洗試劑于常溫下清洗空心微珠1-3h，用去離子水沖洗，烘干；再將一定量清洗后的空心微珠加入氫氟酸溶液中1-10min，抽濾、去離子沖洗、干燥；

所述的空心微珠是空心陶瓷微珠或空心玻璃微珠。

所述的清洗試劑為NaOH、Na₂CO₃、Na₃PO₄、或Na₂SiO₃中的一種或兩種以上的混合物。

所述的氫氟酸的濃度為0.5％-10％。

2)空心微珠的改性：將1)步驟預處理后的空心微珠于蒸餾水中浸泡，恒速加入金屬鹽溶液和pH調節劑，保持pH在4～9之間，持續攪拌2～6小時，抽濾、蒸餾水沖洗，干

燥；然后于500-600℃下灼燒1-2小時，得改性空心微球。

所述的金屬鹽是硫酸鋁、硅酸鋁、三氯化鋁、硝酸鐵、氯化鐵、硝酸鋅或氯化鋅。所述的pH調節劑為六亞甲基四胺、尿素或氨水。

一種改性空心微球復合涂料，按重量百分比含有10～50％的上述的任一一種改性空心微球。

上述的改性空心微球復合涂料，按重量百分比組成如下：

涂層劑?????30-70％，甲苯??????10-50％，交聯劑?????????????1-2％，

催化劑???0.5-1.5％，冰醋酸??0.2-0.7％，改性空心微球??10～50％。

所述的涂層劑采用丙烯酸酯類涂層劑或有機硅類涂層劑。

一種涂層方法：于基質上均勻涂抹一層上述的改性空心微球復合涂料，或于基質上交替涂抹不同金屬鹽改性的上述的改性空心微球復合涂料，得到混合涂層。

所述的混合涂層是：于基質上交替涂金屬鋁改性的改性空心微球復合涂料和金屬鐵改性的改性空心微球復合涂料。

本發明的有益效果是：本發明，以空心微珠為載體，經粗化預處理后選擇合適的金屬氧化物利用化學沉淀法對空心微珠進行改性，將改性后的空心微珠與合適的有機涂層劑混合制備復合涂料，該復合涂料對紅外線具有屏蔽功能。

本發明提供的改性空心微珠大多數為封閉球體，表面不光滑，原因是通過化學作用均勻沉積了金屬氧化物。空心微珠由于中空的特性，具有質量輕、密度小、絕熱性能好，粒徑小的優點，因此可以以填料方式直接加入涂料體系。空心微珠自身不具有吸波性，利用化學鍍的方法對空心微珠進行改性，在空心微珠表面沉積對電磁波具有高反射性的金屬氧化物涂層，制備材質輕、吸波性能好的復合低輻射率材料。與化學氣相沉積、真空鍍、化學熱分解等空心微珠的表面改性方法相比，化學沉淀的改性法具有工藝簡單、鍍層均勻的優點。與金、銀等低發射率的貴金屬相比，鋁、鐵、鋅等金屬具有性能優良、廉價易得的優點，并且不會增強有機涂層的紅外發射率，可以達到與可見光隱身兼容和降低涂層紅外發射的目的。

附圖說明

圖1為實施例1制得的改性空心微球的SEM圖片。

圖2為20％的氫氟酸預處理后的空心微珠的SEM圖片。

具體實施方式

本發明對改性空心微珠復合涂料的紅外吸收性能評價如下：取2g左右改性空心微球復合涂料樣品均勻的涂在8cm×8cm的滌棉上。120℃～150℃烘干1～2min，室溫放置12h，讓其交聯熟化效果達到較佳。使用IR-2雙波段發射率測量儀測試涂層在8～14μm波段時紅外發射率。