一种红外吸收复合涂层的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种红外吸收复合涂层的制备方法，属于表面工程技术领域，本发明专利技术所述方法以纳米氧化铜(CuO)和纳米碳化硼(CB

【技术实现步骤摘要】
一种红外吸收复合涂层的制备方法
本专利技术公开一种红外吸收复合涂层的制备方法，属于表面工程

技术介绍
红外吸收材料是指在红外辐射的波谱范围内红外吸收率较高的一种材料。红外吸收涂层的应用是从60年代末的日本开始的，红外吸收涂层因其独特的优良特性在全世界都已经备受关注，越来越多的科研工作者致力于红外吸收涂层的研究与开发。与此同时，我国也将它归为国家的重点研究和发展的项目之一。随着时间的推移，红外吸收技术已经被用于越来越多的领域。而且现在红外技术慢慢的可以代表一个国家的军事装备现代化的水平。红外吸收涂层常常应用在复杂恶劣的环境中。超细超薄化、成分复合化是红外吸收涂层发展的一个重要方向。红外吸收涂层常用的基料非常多，如氧化铜、氧化锆、碳化硅、三氧化二铁、碳化硼等，但单独使用其中的某种材料都会有一定的缺陷，而成分复合化后的材料能够在温度与波长均不同的情况下，其辐射特性能够相互互补并增强，但是制备复合涂层也存在涂层容易剥落，容易出现裂纹，韧性不好等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高韧性红外吸收复合涂层的制备方法，通过合理选择基料与粘结剂，在进行基体的预处理，将混合均匀的涂料进行涂覆与烧结；经过工艺优化后，所制备的红外吸收涂层在1000-4000cm-1范围内红外吸收率达95％以上，抗热震性次数达30次未出现裂纹，满足要求，说明所制备的涂层具有良好的韧性，具体步骤如下：(1)基体预处理：用砂纸对铜片进行表面的粗化处理，洗净、吹干后备用。(2)将纳米氧化铜与纳米碳化硼按质量比为3:1～5:1的比例研磨混合均匀得到基料。(3)将水性聚氨酯稀释到质量百分比浓度为原溶液的10％～15％，聚乙烯醇加水配制为质量百分比浓度为0.5％～0.8％的聚乙烯醇水溶液，然后将两者混合，将步骤(2)制备的基料均匀分散在粘结剂溶液中得到涂料。(4)涂覆与烧结：将步骤(3)制备的涂料均匀涂覆到步骤(1)粗化后的铜基体上进行烧结。优选的，本专利技术所述基体预处理过程中砂纸的型号为500目。优选的，本专利技术步骤(2)所述纳米氧化铜为球形，粒径为37～42nm、纯度≥99.5％；纳米碳化硼粒径为48～52nm，纯度≥99％。优选的，本专利技术步骤(3)所述涂料中稀释后水性聚氨酯的质量分数为80％～90％、聚乙烯醇水溶液的质量分数为3％～8％、基料的质量分数为4％～6％。优选的，本专利技术步骤(4)中烧结温度为125-150℃，烧结时间为10～30min。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术充分利用纳米技术，使得涂层吸收率高，材料利用率高。其原因在于涂层的颗粒超细化后，粒子间的平均间距增大，单位体积内的粒子数减少，因此其密度降低，从而提高了物体的红外辐射的透射深度以及降低了其折射指数和吸收指数，达到了提高其吸收率的效果。(2)本专利技术所述方法使用环保无毒的有机粘结剂制备高韧性的红外吸收涂层，在保证红外吸收率的情况下还提升了其韧性，使其满足其在复杂环境下的使用寿命。(3)本专利技术所述方法以水性聚氨酯为主要粘结剂，为增强涂层的柔韧性加入少量的聚乙烯醇溶液；经实验工艺参数优化后，在满足较高的红外吸收率的前提下，该方法制备的涂层在具有良好的韧性；此外，该方法绿色环保、工艺简单、制备周期短。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。图2为实施例1基料配比优化透射率曲线。图3为实施例2聚氨酯浓度优化反射率曲线。图4为实施例2烧结温度优化透反射率曲线。图5为实施例3涂层附着力测试。图6为实施例4涂层的显微组织形貌。图7为实施例4涂层的显微组织形貌。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。实施例1(1)基体预处理：用型号为500目的砂纸对铜片进行表面的粗化处理，将砂纸在铜片上用同等的力度均匀处理，将粗化后的铜片先进行油渍的清洗，然后用等离子水冲洗铜基表面，然后吹干。(2)红外吸收基料制备：将纳米氧化铜与纳米碳化硼通过研磨混合均匀制成的基料；其中，纳米氧化铜与纳米碳化硼的配比如表1所示。表1红外吸收涂层基料配比实验号纳米碳化硼质量(％)纳米氧化铜质量(％)125752(1/6)*100(5/6)*1003(1/9)*100(8/9)*1004010051000(3)将水性聚氨酯稀释到质量百分比浓度为原溶液的10％，聚乙烯醇加水配制为质量百分比浓度为0.5％的聚乙烯醇水溶液，然后将两者混合，再将步骤(2)制备的基料均匀分散在粘结剂溶液中得到涂料；所述涂料中稀释后水性聚氨酯的质量分数为90％、聚乙烯醇水溶液的质量分数为5％、基料的质量分数为5％。(4)涂覆与烧结：将步骤(3)制备的涂料均匀涂覆到步骤(1)粗化后的铜基体上进行烧结，烧结温度为130℃，烧结时间为20min。对本实施例制备得到的5个样品进行透射率测试，测试结果如图2所示；从图中可以看出透射率最低的是2号样品，物体的反射率、透射率与吸收率之和等于1，并且粉末的反射率可以忽略不计，因此透射率越低的粉末代表其吸收率越高，由此可以看出在表1所设计的五个比例的样品中，实验号为2的样品吸收率最高，其次为1号样品，由此可见纳米氧化铜与纳米碳化硼按一定比例混合可提高涂层的吸收率。实施例2(1)基体预处理：用型号为500目的砂纸对铜片进行表面的粗化处理，将砂纸在铜片上用同等的力度均匀处理，将粗化后的铜片先进行油渍的清洗，然后用等离子水冲洗铜基表面，然后吹干。(2)红外吸收基料制备：将纳米氧化铜与纳米碳化硼通过研磨混合均匀制成的基料；其中，纳米氧化铜与纳米碳化硼的配比5∶1。(3)将水性聚氨酯稀释，浓度如表2所示，聚乙烯醇加水配制为质量百分比浓度为0.5％的聚乙烯醇水溶液，然后将两者混合，再将步骤(2)制备的基料均匀分散在粘结剂溶液中得到涂料，将涂料在磁力搅拌机上搅拌30分钟，使基料均匀分散在粘结剂中；所述涂料中稀释后水性聚氨酯的质量分数为90％、聚乙烯醇水溶液的质量分数为5％、基料的质量分数为5％。(4)涂覆与烧结：将步骤(3)制备的涂料均匀涂覆到步骤(1)粗化后的铜基体上进行烧结，涂层的涂覆厚度控制在25-30μm之间，烧结温度如表1所示，烧结时间为20min。表2本实施中聚氨酯浓度与烧结温度试样号聚氨酯浓度(％)烧结温度(℃)1#101252#101503#101754#15125本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外吸收复合涂层的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：/n(1)基体预处理：用砂纸对铜片进行表面的粗化处理，洗净、吹干后备用；/n(2)将纳米氧化铜与纳米碳化硼按质量比为3:1～5:1的比例研磨混合均匀得到基料；/n(3)将水性聚氨酯稀释到质量百分比浓度为原溶液的10％～15％，聚乙烯醇加水配制为质量百分比浓度为0.5％～0.8％的聚乙烯醇水溶液，然后将两者混合，将步骤(2)制备的基料均匀分散在粘结剂溶液中得到涂料；/n(4)涂覆与烧结：将步骤(3)制备的涂料均匀涂覆到步骤(1)粗化后的铜基体上进行烧结。/n

【技术特征摘要】
1.一种红外吸收复合涂层的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)基体预处理：用砂纸对铜片进行表面的粗化处理，洗净、吹干后备用；
(2)将纳米氧化铜与纳米碳化硼按质量比为3:1～5:1的比例研磨混合均匀得到基料；
(3)将水性聚氨酯稀释到质量百分比浓度为原溶液的10％～15％，聚乙烯醇加水配制为质量百分比浓度为0.5％～0.8％的聚乙烯醇水溶液，然后将两者混合，将步骤(2)制备的基料均匀分散在粘结剂溶液中得到涂料；
(4)涂覆与烧结：将步骤(3)制备的涂料均匀涂覆到步骤(1)粗化后的铜基体上进行烧结。


2.根据权利要求1所述的红外吸收复合涂层的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴和中，高婷婷，张国亮，杨秀华，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53