一种复合铝粉及其制备方法与应用

1.本发明属于材料表面改性技术领域，具体为一种复合铝粉及其制备方法与应用。


背景技术：

2.公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
3.近年来，为了适应多元制导技术的迅速发展，提高装备的战场生存率，单一的红外隐身材料已经不能满足要求，具有多波段兼容隐身特性的红外隐身填料在现代军事中的地位日趋重要。目前，针对红外隐身/雷达吸波兼容、红外隐身/雷达透波兼容的需求，以降低介电常数和介电损耗为目的对铝粉进行改性的研究几乎是空白。目前广泛应用的低红外发射率片状铝粉或飘浮型铝粉存在易搭接形成导电网络，提高了涂层的介电常数和介电损耗，对雷达波具有较高的反射率，从而难以实现红外隐身与雷达吸波或雷达透波的兼容。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种复合铝粉及其制备方法与应用。通过非常简单易行的包覆方法和廉价的红外透明良好的材料，获得了一种可降低涂层介电常数和介电损耗的低红外发射率复合铝粉。以该复合铝粉为主要填料可制备多频谱兼容的隐身涂层，有利于实现红外隐身/雷达吸波兼容或红外隐身/雷达透波兼容。
5.为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
6.本发明的第一个方面，提供了一种复合铝粉，该复合铝粉具有以下特征：以红外透明性良好的绝缘材料为包覆层、以低红外发射率铝粉为核心。与改性前的铝粉相比，可保持原有低红外发射率，并可显著降低涂层的介电常数和介电损耗。所述红外透明性良好的绝缘包覆层优选石蜡，所述低红外发射率铝粉为微米级片状铝粉；更优选的，为飘浮型铝粉；粒径范围为1～50微米。
7.本发明的第二个方面，提供了一种复合铝粉的制备方法，该方法简单易行。该制备方法包括：液态包覆、离心分离和干燥三个步骤。
8.具体为：将一定量的低红外发射率铝粉加入到以包覆层材料为主要成分的混合液中搅拌，然后进行离心分离，最后将离心分离后所得沉淀物干燥，制得可降低涂层介电常数和介电损耗的低红外发射率复合铝粉。
9.优选的，铝粉与混合液的质量比为1:(10～12)。
10.优选的，搅拌时间为90～120min；
11.优选的，干燥条件为在50-80℃的烘箱中干燥60-90min。
12.所述混合液是石蜡的环己烷溶液，优选的制备方法是：将一定量的石蜡溶于环己烷中，在合适的温度下磁力搅拌，石蜡在环己烷中完全溶解。
13.优选的，石蜡和环己烷的比例为5～12g：100ml。
14.优选的，搅拌温度为50-60℃；时间为20-40min。
15.本发明的第三个方面，提供了上述复合铝粉的应用。该复合铝粉可用于制备红外隐身/雷达吸波、红外隐身/雷达透波的多频谱兼容隐身涂层。
16.本发明的有益效果在于：
17.(1)本发明所制备的复合铝粉，在保持原有铝粉低红外发射率前提下，可显著降低涂层的介电常数和介电损耗。
18.(2)本发明所提供的表面改性方法原材料成本低、简单易行。
19.(3)本发明所制备的复合铝粉在保持低红外发射率的同时，可降低对雷达波的反射率，有利于实现红外隐身/雷达吸波、红外隐身/雷达透波的多频谱兼容。
附图说明
20.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
21.图1为本发明所提供的石蜡包覆复合铝粉的扫描电子显微镜图片。
22.图2为以本发明石蜡包覆复合铝粉为主要填料制备的隐身涂层的介电常数(图(a))和介电损耗(图(b))。
具体实施方式
23.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
24.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
25.下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。
26.本发明涉及的一种复合铝粉的表面改性方法：
27.实施例1
28.将11g石蜡溶于100ml环己烷中，在50℃的条件下磁力搅拌30min，待石蜡完全溶解后，加入8g低红外发射率飘浮型铝粉，搅拌120min后进行离心分离。将所得沉淀物在70℃的烘箱中干燥60min，制得石蜡包覆的复合铝粉。
29.如图1所示，扫描电子显微镜图片中石蜡包覆于铝粉外表面，说明实施例1成功制得石蜡包覆的复合铝粉。
30.实施例2
31.将5g石蜡溶于100ml环己烷中，在50℃的条件下磁力搅拌20min，待石蜡完全溶解后，加入8g低红外发射率漂浮型铝粉，搅拌90min后进行离心分离。将所得沉淀物在70℃的烘箱中干燥60min，制得石蜡包覆的复合铝粉。
32.实施例3
33.隐身涂料由以下重量份的原料制备的：聚氨酯清漆100；溶剂150～200；复合铝粉10～60；颜填料0～2；助剂0～2。
34.所述复合铝粉为根据实施例1提供的制备方法制备得到复合铝粉，不同的是石蜡包覆量(混合液中石蜡的质量)分别为0、5、7、9、11g。
35.将隐身涂料制备成涂层材料，对其介电常数和介电损耗进行研究。
36.如图2所示，随之石蜡包覆量的增加，其介电常数和介电损耗显著降低，说明通过本发明所制备得到的复合铝粉有效地降低了涂层的介电常数和介电损耗。
37.同时，通过红外发射率测试发现，上述涂层的红外发射率在0.3～0.6范围内。
38.最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。


技术特征：
1.一种复合铝粉，其特征在于，以红外透明性良好的绝缘材料为包覆层，以低红外发射率铝粉为核心。2.根据权利要求1所述复合铝粉，其特征在于，所述红外透明性良好的绝缘包覆层为低介电常数材料，优选石蜡；所述低红外发射率铝粉为微米级片状铝粉；优选的，为飘浮型铝粉，粒径范围为1～50微米。3.一种根据上述权利要求任一项所述复合铝粉的制备方法，其特征在于，该制备方法包括包括：液态包覆、离心分离和干燥三个步骤。4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，将一定量的低红外发射率铝粉加入到以包覆层材料为主要成分的混合液中搅拌，然后进行离心分离，最后将离心分离后所得沉淀物干燥，制得可降低涂层介电常数和介电损耗的低红外发射率复合铝粉。5.根据权利要4所述制备方法，其特征在于，铝粉与混合液的质量比为1：(10～12)。6.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，搅拌时间为90～120min；干燥条件为在50-80℃的烘箱中干燥60-90min。7.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述以包覆层材料为主要成分的混合液是石蜡的环己烷溶液。8.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于，所述石蜡的环己烷溶液制备方法是：将石蜡溶于环己烷中，在合适的温度下磁力搅拌，石蜡在环己烷中完全溶解。9.根据权利要求8所述制备方法，其特征在于，石蜡和环己烷的比例为5～12g：100ml。10.根据权利要求1或2所述复合铝粉的应用，其特征在于，所述应用为制备红外隐身/雷达吸波、红外隐身/雷达透波的多频谱兼容隐身涂层。

技术总结
本发明涉及一种可降低涂层介电常数和介电损耗的低红外发射率复合铝粉及其制备方法和应用。通过非常简单易行的包覆方法和廉价的红外透明良好的材料，获得了一种可降低涂层介电常数和介电损耗的低红外发射率复合铝粉。以该复合铝粉为主要填料可制备多频谱兼容的隐身涂层，有利于实现红外隐身/雷达吸波兼容或红外隐身/雷达透波兼容。红外隐身/雷达透波兼容。红外隐身/雷达透波兼容。


技术研发人员：于美杰 王成国 王岩君 周海平 高月欣 王妍妍
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：2022.01.26
技术公布日：2022/4/22