新型铜基红外涂料的制作方法

本发明涉及红外涂料，尤其是一种发射率调制方便且发射率高的新型铜基红外涂料。

背景技术：

红外涂料作为一种新兴的材料可以运用于军事发展、建筑设计和节能环保等领域，其中涂料的粘接牢固度和红外发射率是红外涂料在使用中最为重要的两个方面。因此，研究和制备粘接性能好、红外发射率高和发射率具有可调节性的红外涂料一直受到人们的广泛关注。

目前，虽然红外涂料具有较好的使用性能和较大的市场潜力，但是由于其生产成本高和生产工艺复杂，使得红外涂料在实际运用中受到一定的限制。现有的红外涂料大多是由粘接剂直接添加金属氧化物经固化而制备得到的，而本身就具有较高红外发射率的金属氧化物种类有限，此外其价格偏高，且发射率大小只为一个固定值，这些都会使得其应用范围受到很大限制。

技术实现要素：

本发明所要解决的就是现有红外涂料价格偏高，且发射率为固定值，调整不便的问题，提供一种发射率调制方便且发射率高的新型铜基红外涂料。

本发明的新型铜基红外涂料，通过热处理使得涂层内化合物发生炭化和金属氧化，以此来改变涂层的红外发射率大小，其特征在于该涂料包括聚氨酯ab料、铜粉以及乙酸丁酯混合后通过以下步骤制得：

1）取30质量份铜粉、聚氨酯ab料的a组分10质量份、聚氨酯ab料的b组分10质量份，放入15质量份乙酸丁酯混合后搅拌均匀；

2）取步骤1）中得到的混合溶液，用排笔均匀涂覆于铝片上形成一涂层，并在室温下固化24小时；

3）将步骤2）固化后的涂层，进行加热处理1小时，待涂层恢复至室温后即可得到可直接使用的新型铜基红外涂料。

所述的步骤3）中，加热温度为150℃、250℃或350℃，根据不同的热处理温度，即可得到不同发射率的新型铜基红外涂料。

在涂料制备中可选用的粘接剂可以分为有机粘接剂和无机粘接剂，无机粘接剂的真空放气率比有机粘接剂的更低，但有机粘接剂在粘接性、耐酸碱性和强度等方面更有优势，其中，聚氨酯作为一种新兴的高分子化合物，就具有优异的粘接性能和较强的环境适应性，而且其成本低廉，未来在红外涂料中具有较大的应用前景。过渡金属具有活跃的化学性质，可以发生氧化等化学反应，常用作颜料来制备红外涂料。本发明通过有机粘接剂添加金属粉末，再经过热处理，由高分子化合物的炭化和金属发生的氧化来调节涂层的红外发射率，从而制备出不同发射率的红外涂料。

本发明的新型铜基红外涂料，经不同温度的热处理后，其中的聚氨酯发生炭化和铜粉的氧化共同改变涂层的红外发射率。从而使本发明制备得的红外涂料具有更高的发射率及发射率调制性能，可用于军事发展、节能环保和建筑设计等领域。同时还具备以下优点：

1、整体技术路线创新、具有设备和工艺过程简单、制备效率快、成本低和效果明显等特点。涂覆法制得的涂料在室温固化24小时，再经过150℃、250℃和350℃热处理1小时得到新型铜基红外涂料；

2、此方法制备新型铜基红外涂料操作可行，制备得到的铜基红外涂料具有较高的红外发射率，通过不同温度的热处理，使得涂层内发生了聚氨酯炭化和铜氧化发应，有效地改变了涂层的红外发射率；

3、制备得到新型铜基红外涂料在1～22μm内的发射率在0.86～0.94之间；

4、由于涂覆法和热处理方法工艺操作简单，所以适合批量生产。

附图说明

图1为新型铜基红外涂料的sem图。

图2为新型铜基红外涂料的傅里叶红外光谱表征图。

图3为新型铜基红外涂料的xrd图。

图4为新型铜基红外涂料的uv-vis分析光谱。

具体实施方式

实施例1：一种新型铜基红外涂料，通过热处理使得涂层内化合物发生炭化和金属氧化，以此来改变涂层的红外发射率大小，该涂料包括聚氨酯ab料、铜粉以及乙酸丁酯混合后通过以下步骤制得：

1）取30质量份铜粉、聚氨酯ab料的a组分10质量份、聚氨酯ab料的b组分10质量份，放入15质量份乙酸丁酯混合后搅拌均匀；

2）取步骤1）中得到的混合溶液，用排笔均匀涂覆于铝片上形成一涂层，并在室温下固化24小时；

3）将步骤2）固话后的涂层，进行加热处理1小时，待涂层恢复至室温后即可得到新型铜基红外涂料。

步骤3）的加热温度为150℃、250℃或350℃，根据不同的热处理温度，即可得到不同发射率的新型铜基红外涂料。

如图1所示，室温固化后再经150℃、250℃和350℃热处理1小时制备的新型铜基红外涂料的sem图，明显看到热处理后涂料表面结构发生变化，形成堆切的小岛。

如图2所示，室温固化后再经150℃、250℃和350℃热处理1小时制备的新型铜基红外涂料的傅里叶红外光谱表征图，可以看到有的键在减少，到250℃时有新的c=c生成，说明发生了炭化。

如图3所示，室温固化后再经150℃、250℃和350℃热处理1小时制备的新型铜基红外涂料的xrd图，可以明显看到，热处理为250℃和350℃时有铜的氧化物存在，说明涂料中的铜粉发生了氧化。

如图4所示，室温固化后再经150℃、250℃和350℃热处理1小时制备的新型铜基红外涂料的紫外-可见光吸收光谱图，可看到热处理的温度为250℃时得到的铜基红外涂料对近红外和可见光的吸收能力最强。

如下表所示，为新型铜基红外涂料在1～22μm内的吸收率，可以看出，室温固化和150℃热处理时，由于没有发生炭化也没发生氧化，两组红外涂料的发射率都只为0.86；当热处理的温度为250℃时，既发生炭化也发生了氧化，其发射率增加到0.94；当热处理的温度为250℃时，虽然既发生炭化也发生了氧化，但从图1中可以发现，此时涂层表面有一定破损，其发射率降为0.88，但也高于室温和150℃时的0.86。

技术特征：

技术总结
新型铜基红外涂料，涉及红外涂料，尤其是一种发射率调制方便且发射率高的新型铜基红外涂料。本发明的新型铜基红外涂料，通过热处理使得涂层内化合物发生炭化和金属氧化，以此来改变涂层的红外发射率大小，其特征在于该涂料包括聚氨酯AB料、铜粉以及乙酸丁酯混合。本发明的新型铜基红外涂料，经不同温度的热处理后，其中的聚氨酯发生炭化和铜粉的氧化共同改变涂层的红外发射率。从而使本发明制备得的红外涂料具有更高的发射率及发射率调制性能，可用于军事发展、节能环保和建筑设计等领域。

技术研发人员：唐利斌;朱颖峰;姬荣斌;郑保忠;王冲文;韩福忠
受保护的技术使用者：昆明物理研究所
技术研发日：2017.07.25
技术公布日：2017.10.03