[發(fā)明專利]一種高紅外反射復(fù)合涂層及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810231376.1
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號(hào): CN108660404A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程旭東;邢宏源;段小華
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C4/12
• 分類號(hào): C23C4/12;C23C4/08;C23C18/12;C23C28/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮;徐曉琴

本發(fā)明屬于紅外反射涂層技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高紅外反射復(fù)合涂層及其制備方法。所述高紅外反射復(fù)合涂層由熱噴涂底層與溶膠反射層構(gòu)成，所述熱噴涂底層是通過熱噴涂法制備所得的金屬M(fèi)o層，所述溶膠反射層是通過溶膠凝膠法制備所得Co摻雜ZnO溶膠層。本發(fā)明所述高紅外反射復(fù)合涂層中，熱噴涂法制備的金屬底層與基體結(jié)合強(qiáng)度高，從而使涂層耐熱震性能優(yōu)異；Co摻雜ZnO溶膠反射層對熱噴涂底層具有封孔效應(yīng)，有利于提高熱噴涂底層的光學(xué)性能，同時(shí)Co摻雜ZnO溶膠滲入到熱噴涂孔隙中，使之與熱噴涂底層的結(jié)合強(qiáng)度較高，在較高工作溫度下不易開裂剝落，可以大大延長涂層的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于紅外反射涂層技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高紅外反射復(fù)合涂層及其制備方法。

背景技術(shù)

節(jié)能戰(zhàn)略是我國在新階段應(yīng)對能源問題的必經(jīng)之路，而保溫隔熱技術(shù)作為節(jié)能戰(zhàn)略的一個(gè)重要方面在熱能傳輸領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。紅外反射材料由于對紅外波段光具有較高反射率，從而具備保溫隔熱的效果，有效減少了熱能傳輸過程中的能量散失，是保溫隔熱技術(shù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，也成為節(jié)能戰(zhàn)略的重要分支。目前國內(nèi)已經(jīng)制備出多種紅外反射材料，這些材料被用作保溫隔熱層結(jié)構(gòu)中的紅外反射層。制備這些紅外反射層的方法主要有磁控濺射法、氣相沉積法、溶膠凝膠法、涂料涂覆等。磁控濺射法制備的涂層具有優(yōu)良的表面結(jié)構(gòu)，熱反射性能優(yōu)異；但是由于該方法制備的涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度較低，抗熱沖擊性能較弱，在較高溫度下長時(shí)間服役涂層易發(fā)生剝落。氣相沉積法具有可通過控制工藝時(shí)間對涂層厚度進(jìn)行精細(xì)調(diào)控的優(yōu)點(diǎn)，但也存在涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度較低的缺陷。諸如溶膠凝膠法、涂料涂覆方法等也無法同時(shí)滿足紅外反射涂層對高紅外反射性能及較長使用壽命的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的在于提供一種高紅外反射復(fù)合涂層及其制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種高紅外反射復(fù)合涂層，由熱噴涂底層與溶膠反射層構(gòu)成，所述熱噴涂底層是通過熱噴涂法制備所得的金屬M(fèi)o層，所述溶膠反射層是通過溶膠凝膠法制備所得Co摻雜ZnO溶膠層。

上述方案中，所述熱噴涂底層的厚度為30～60μm，所述溶膠反射層的厚度為300～800nm。

上述高紅外反射復(fù)合涂層的制備方法，包括如下步驟：

(1)熱噴涂底層的制備：

a.將不銹鋼基體表面做均勻的噴砂預(yù)處理；

b.以鉬絲為原料，采用熱噴涂法在不銹鋼基體表面噴涂Mo金屬層，得到熱噴涂底層；

(2)對步驟(1)所得熱噴涂底層進(jìn)行表面拋光處理；

(3)溶膠反射層的制備：

a.制備Co摻雜ZnO溶膠：以二水合乙酸鋅為前驅(qū)體，乙醇為溶劑，恒溫條件下，將二水合乙酸鋅粉末和四水合乙酸鈷粉末加入到乙醇溶劑中，攪拌混合均勻，加入適量的穩(wěn)定劑三乙醇胺，調(diào)節(jié)溶膠的pH，繼續(xù)恒溫?cái)嚢柚敝炼∵_(dá)爾效應(yīng)出現(xiàn)，停止攪拌后常溫靜置，得到Co摻雜ZnO溶膠；

b.采用浸漬提拉法對熱噴涂底層進(jìn)行多次反復(fù)提拉、干燥處理，在熱噴涂底層上涂覆上溶膠反射層；

c.將涂覆了溶膠反射層的涂層樣片進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)晶化處理，得到高紅外反射復(fù)合涂層。

上述方案中，所述熱噴涂法的工藝為：以鉬絲為原料，氧乙炔火焰為熱源，鉬絲經(jīng)氧乙炔火焰受熱熔融后，經(jīng)高壓空氣霧化成細(xì)小霧滴噴射在基體表面，連續(xù)沉積形成Mo金屬層。

上述方案中，所述Mo金屬層經(jīng)表面拋光處理后的表面粗糙度Ra為1.6～2.5μm。

上述方案中，所述Co摻雜ZnO溶膠中Co的摻雜量為2～8％，所述摻雜量為Zn源與Co源的摩爾比。