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面源黑体用涂料与面源黑体及其制备方法与流程

2021-02-02 19:02:46|360|起点商标网
本申请涉及黑体材料领域,特别涉及一种面源黑体用涂料与面源黑体及其制备方法。
背景技术:
:面源黑体作为红外谱段的标准辐射源,广泛应用于红外遥感器、热像仪的标定中。随着红外技术的发展,其应用越来越广泛,温度范围进一步扩展。传统面源黑体的发射率一般在0.95-0.97之间,为了提高面源黑体的发射率,可以通过改善面源黑体的结构以及涂料以达到提高面源黑体发射率的目的。通过改变面源黑体的结构的方式改善其发射率的方法,通常加工工艺比较困难,良率较低。为了便于生产和提高生产良率,一般通过在面源黑体表面涂覆涂料的方法较为普遍,但是现有的用于面源黑体的涂层,将其应用于面源黑体后,能够将面源黑体的发射率提高到0.93左右,因此,目前的涂料还无法满足对发射率有更高要求的面源黑体的要求。技术实现要素:本申请公开了一种面源黑体用涂料与面源黑体及其制备方法,利用该涂料制备的面源黑体,其发射率可达到0.98以上。为达到上述目的,本申请提供以下技术方案:一种面源黑体用涂料,包括无机粉料,其中,以所述无机粉料的总重的重量百分比计包括以下原料:mgo1%-15%、cr2o335%-55%、mno20.5%-8%、nio0.5%-8%、sic1%-20%和tio21%-15%。进一步地,以所述无机粉料的总重的重量百分比计包括以下原料:mgo3%-13%、cr2o338%-50%、mno20.8%-6%、nio0.8%-6%、sic1%-15%和tio21%-12%。一种面源黑体的制备方法,包括:在经过表面微孔处理的基板表面涂覆上述涂料,在150-220℃下干燥处理后,得到所述面源黑体。进一步地,干燥处理中的温度为150-200℃。进一步地,经过微孔处理后的所述基板的表面粗糙度为6-15.5um。进一步地,所述表面微孔处理的方法包括激光微加工法、倒扣法或喷砂法。进一步地,所述表面微孔处理的方法为喷砂法,喷砂处理中采用的金刚石的目数为20-50目。进一步地,先对经过表面微孔处理的基板进行氧化处理,再在所述基板表面涂覆所述涂料。进一步地,对所述基板进行氧化处理后,先对所述基板进行着色处理,再在所述基板表面涂覆所述涂料。进一步地,涂覆所述涂料后所得涂层的厚度为10-70um。一种面源黑体,根据本申请的制备方法得到。进一步地,所述面源黑体的发射率大于0.98。采用本申请的技术方案,产生的有益效果如下:本申请提供的面源黑体用涂料,通过使用特定配比的mgo、cr2o3、mno2、nio、sic和tio2,将其涂覆于面源黑体的基板后,可以得到发射率大于0.98的面源黑体。本申请提供的面源黑体的制备方法,工艺稳定可靠,良品率高,辐射率高,实现简单,适合大批量生产,成本低。具体实施方式下面将结合本申请实施例,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。需要说明的是:本申请中,如果没有特别的说明,本文所提到的所有实施方式以及优选实施方法可以相互组合形成新的技术方案。本申请中,如果没有特别的说明,本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。本申请中,如果没有特别的说明,百分数(%)或者份指的是相对于组合物的重量百分数或重量份。本申请中,如果没有特别的说明,所涉及的各组分或其优选组分可以相互组合形成新的技术方案。本申请中,除非有其他说明,数值范围“a~b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示,其中a和b都是实数。例如数值范围“6~22”表示本文中已经全部列出了“6~22”之间的全部实数,“6~22”只是这些数值组合的缩略表示。本申请所公开的“范围”以下限和上限的形式,可以分别为一个或多个下限,和一个或多个上限。本申请中,除非另有说明,各个反应或操作步骤可以顺序进行,也可以按照顺序进行。优选地,本文中的反应方法是顺序进行的。除非另有说明,本文中所用的专业与科学术语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外,任何与所记载内容相似或均等的方法或材料也可应用于本申请中。第一方面,本申请提供一种面源黑体用涂料,包括无机粉料,其中,以所述无机粉料的总重的重量百分比计包括以下原料:mgo1%-15%、cr2o335%-55%、mno20.5%-8%、nio0.5%-8%、sic1%-20%和tio21%-15%。本申请提供的面源黑体用涂料,通过使用特定配比的mgo、cr2o3、mno2、nio、sic和tio2,将其涂覆于面源黑体的基板后,可以得到发射率大于0.98的面源黑体。需要说明的是,本申请的面源黑体用涂料,除包括无机粉料外,还包括一定量的溶剂和有机硅树脂、分散剂、流平剂等。其中,以整个涂料为基准计量,溶剂例如可以为20%-30%,有机硅树脂例如可以为30%-40%,分散剂byk-163例如可以为0.3%-0.6%;流平剂byk-306例如可以为0.05-0.1%,无机粉料例如可以为30%-50%。其中,溶剂例如可以为水、无水乙醇、异丙醇、丙酮一种或多种。在制备该涂料的过程中,将各原料加入到分散机中进行分散,其中,分散机速度先设定为200r/min-300r/min,工作时长5min-10min,再设置450r/min-550r/min,工作时长20min-30min。另外这种漆使用时候在喷漆后需要150℃-200℃烘干。该涂料中,以无机粉料的总重的重量百分比计,mgo按重量百分比计典型但非限制性的含量例如为1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%或15%。该涂料中,以无机粉料的总重的重量百分比计,cr2o3按重量百分比计典型但非限制性的含量例如为35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%或55%。该涂料中,以无机粉料的总重的重量百分比计,mno2按重量百分比计典型但非限制性的含量例如为0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、6%、7%或8%。该涂料中,以无机粉料的总重的重量百分比计,nio按重量百分比计典型但非限制性的含量例如为0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、6%、7%或8%。该涂料中,以无机粉料的总重的重量百分比计,sic按重量百分比计典型但非限制性的含量例如为1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%或20%。该涂料中,以无机粉料的总重的重量百分比计,tio2按重量百分比计典型但非限制性的含量例如为1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%或15%。在本申请的一种实施例中,以所述无机粉料的总重的重量百分比计包括以下原料:mgo3%-13%、cr2o338%-50%、mno20.8%-6%、nio0.8%-6%、sic1%-15%和tio21%-12%。通过优化涂料的成分组成,可以进一步提高涂料对光线的吸收率,以及与基板的结合力。第二方面,本申请提供一种面源黑体的制备方法,该制备方法包括:在经过表面微孔处理的基板表面涂覆本申请第一方面的涂料,在150-220℃下干燥处理后,得到所述面源黑体。进一步地,干燥处理中的温度可为150-200℃。本申请提供的面源黑体的制备方法,工艺稳定可靠,良品率高,辐射率高,实现简单,适合大批量生产,成本低。在经过表面微孔处理的基板表面涂覆本申请第一方面的涂料,可以在基板表面形成黑色涂层,同时还能保证该黑色涂层与基板的结合力满足使用要求。其中,干燥处理中所使用的干燥温度例如可以为150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃或220℃。在本申请的一种实施例中,经过微孔处理后的所述基板的表面粗糙度为6-15.5um。通过优化基板的表面粗糙度,可以进一步增加面源黑体的发射率,还可增加基板与涂层之间的结合力。其中,经微孔处理后,基板表面的粗糙度例如可以为6um、7um、8um、9um、10um、11um、12um、13um、14um、15um或15.5um。在本申请的一种实施例中,所述表面微孔处理的方法为喷砂法,喷砂处理中采用的金刚石的目数为20-50目。在本申请的一种实施例中,先对经过表面微孔处理的基板进行氧化处理,再在所述基板表面涂覆所述涂料。其中,氧化处理例如可以为阳极氧化处理。通过氧化处理,可以进一步提高基板和涂层的结合力。在本申请的一种实施例中,对所述基板进行氧化处理后,先对所述基板进行着色处理,再在所述基板表面涂覆所述涂料。其中,着色处理过程中所使用的着色剂例如可以为奥野415an、科莱恩mlw等。通过使用着色剂可以进一步提高面源黑体的发射率。在本申请的一种实施例中,涂覆所述涂料后所得涂层的厚度为10-70um。涂层的厚度例如可以为10um、20um、30um、40um、50um、60um、或70um。第三方面,本申请提供一种面源黑体,该面源黑体利用本申请第二方面的制备方法得到。该面源黑体具有发射率高、涂层稳定可靠且使用寿命长的优点。下面将结合实施例和对比例对本申请的面源黑体做进一步详细说明。实施例1本实施例为一种面源黑体,该面源黑体的制备方法包括以下步骤:步骤s1)采用al6063基板,采用40目金刚砂对基板的表面进行喷砂处理,加工后,基板的表面粗糙度为6.5um;步骤s2)对喷砂后的基板进行氧化处理;其中,阳极氧化处理中所使用的溶液为h2so4溶液,其浓度为20%,溶液温度控制在25℃,阳极电流密度1.5a/分米2,槽中电压20v,时间控制在30min;步骤s3)对氧化后的基板使用着色剂奥野415an进行着色处理;步骤s4)在经着色处理的基板表面进行喷漆处理,在180℃下干燥后得到面源黑体;其中,喷漆处理中所用的涂料中,以无机粉料的总量的百分比计由以下原料组成:mgo14%、cr2o350%、mno21%、nio5%、sic15%和tio215%。实施例2本实施例为一种面源黑体,其与实施例1的不同之处在于,本实施例中的涂料中,以无机粉料的总量的百分比计由以下原料组成:mgo5%、cr2o345%、mno27%、nio7%、sic16%和tio220%。其他与实施例1相同。实施例3本实施例为一种面源黑体,其与实施例1的不同之处在于,本实施例中的涂料中,以无机粉料的总量的百分比计由以下原料组成:mgo15%、cr2o353%、mno27%、nio7%、sic16%和tio27%。其他与实施例1相同。实施例4本实施例为一种面源黑体,其与实施例1的不同之处在于,本实施例中,经喷砂处理后,基板的表面粗糙度为10um。其他与实施例1相同。实施例5本实施例为一种面源黑体,该面源黑体的制备方法包括以下步骤:步骤s1)采用al6063基板,采用40目金刚砂对基板的表面进行喷砂处理,加工后,基板的表面粗糙度为6.5um;步骤s2)在经喷砂处理的基板表面进行喷漆处理,在180℃下干燥后得到面源黑体;其中,喷漆处理中所用的涂料中,以无机粉料的总量的百分比计由以下原料组成:mgo14%、cr2o350%、mno21%、nio5%、sic15%和tio215%。实施例6本实施例为一种面源黑体,该面源黑体的制备方法包括以下步骤:步骤s1)采用al6063基板,采用40目金刚砂对基板的表面进行喷砂处理,加工后,基板的表面粗糙度为6.5um;步骤s2)对喷砂后的基板进行氧化处理;其中,阳极氧化处理中所使用的溶液为h2so4溶液,其浓度为20%,溶液温度控制在25℃,阳极电流密度1.5a/分米2,槽中电压20v,时间控制在30min;步骤s3)在经氧化处理的基板表面进行喷漆处理,在180℃下干燥后得到面源黑体;其中,喷漆处理中所用的涂料中,以无机粉料的总量的百分比计由以下原料组成:mgo14%、cr2o350%、mno21%、nio5%、sic15%和tio215%。实施例7本实施例为一种面源黑体,该面源黑体的制备方法包括以下步骤:步骤s1)采用al6063基板,采用40目金刚砂对基板的表面进行喷砂处理,加工后,基板的表面粗糙度为6.5um;步骤s2)对喷砂后的基板进行氧化处理;其中,阳极氧化处理中所使用的溶液为h2so4溶液,其浓度为20%,溶液温度控制在25℃,阳极电流密度1.5a/分米2,槽中电压20v,时间控制在30min;步骤s3)在经喷砂处理的基板表面进行喷漆处理,在180℃下干燥后得到面源黑体;其中,喷漆处理中所用的涂料中,以无机粉料的总量的百分比计由以下原料组成:mgo10%、cr2o350%、mno25%、nio5%、sic15%和tio215%。对比例1本对比例为一种面源黑体,其与实施例1的不同之处在于,本实施例中的涂料中,以无机粉料的总量的百分比计由以下原料组成:碳化硅95%、三氧化二铁0.5%、二氧化锰0.5%和三氧化二铝4%。其他与实施例1相同。其中,需要说明的是,实施例1-7以及对比例1中所用的涂料中的溶剂、有机硅树脂、分散剂、流平剂等成分以及添加量均相同。对实施例1-7以及对比例1提供的面源黑体进行发射率测试,测试结果列于表1。其中,测试发射率所使用的仪器为:flire60。表1序号发射率实施例10.967实施例20.97实施例30.983实施例40.971实施例50.958实施例60.963实施例70.972对比例10.89根据表1中的数据,通过实施例1-3以及对比例1的对比,当涂层原料不同时,会影响面源黑体的发射率。采用本申请提供的涂料制备的面源黑体,其发射率在0.98以上,而采用对比例1的涂料制备的面源黑体,其发射率在0.94左右,目前还不能满足高精度检测设备和校准设备的需求。另外,通过实施例1和实施例4数据的对比,当改变基板的表面粗糙度时,对最终得到的面源黑体的发射率也有一定的影响。此外,通过实施例1、实施例5-7的数据对比可知,氧化处理以及着色剂的使用也会对面源黑体发射率的提升有一定的提升作用。显然,本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。当前第1页1 2 3 

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