CN106566289A - 一种稀土氧化物包覆空心玻璃微珠混凝土材料 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种稀土氧化物包覆空心玻璃微珠混凝土材料，涉及复合功能材料技术领域，由以下重量份的原料组成：废玻璃20‑50份、稳定剂0.5‑2份、尿素1‑3份、硫酸铵0.5‑1.5份、氢氧化钠溶液100‑300份、稀土化合物0.3‑2.5 份、去离子水100‑500份、无水乙醇50‑200份、硝酸铁0.5‑1.5份、表面活性剂0.03‑0.07份、阴离子盐0.1‑1份。本发明提供的稀土氧化物包覆空心玻璃微珠复合材料同时体现稀土和空心玻璃微珠的两种特性，生成结构非常稳定的稀土配合物，大幅度降低生产成本。

Description

一种稀土氧化物包覆空心玻璃微珠混凝土材料
发明领域
本发明属于无机非金属材料的制备、改性技术领域，具体地说涉及一种稀土氧化物包覆空心玻璃微珠混凝土材料及其制备方法。
背景技术
稀土(rare earth)有“工业维生素”的美称。现如今已成为极其重要的战略资源。稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序数为57 到71 的15种镧系元素氧化物，以及与镧系元素化学性质相似的钪（Sc）和钇（Y）共17 种元素的氧化物。稀土元素在石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃、永磁材料等领域都得到了广泛的应用，随着科技的进步和应用技术的不断突破，稀土氧化物的价值将越来越大。
中国稀土资源不但储量丰富，而且还具有矿种和稀土元素齐全、稀土品位及矿点分布合理等优势，为中国稀土工业的发展奠定了坚实的基础。中国稀土资源成矿条件十分有利、矿床类型单一、分布面广而相对集中。
空心玻璃微珠（Hollow glass microspheres）是一种经过特殊加工处理的玻璃微珠，其主要特点是密度较玻璃微珠更小，导热性更差。它是上个世纪五、六十年代发展起来的一种微米级新型轻质材料，其主要成分是硼硅酸盐，粒度可根据需要在30-100μm间选择,壁厚为1-2μm;空心玻璃微珠具有抗压强度高、熔点高、电阻率高、热导系数和热收缩系数小等特点，它被誉为21世纪的“空间时代材料”。
但空心玻璃微珠是由无机材料构成的，如果未经表面处理直接添加到非极性的高分子基材中会严重恶化复合材料的力学性能。因此， 必须预先对空心玻璃微珠进行表面改性。
目前空心玻璃微珠等无机填料的表面改性主要有表面活性剂处理、表面接枝改性、硅烷类偶联剂改性和等离子体表面改性。然而这些改性方法效果有限，而且工艺流程长，成本高，不利于规模化生产。
将稀土材料包覆于与廉价的空心玻璃微珠粉体上，同时体现稀土和空心玻璃微珠的两种特性，生成结构非常稳定的稀土配合物，又能大幅度降低成本。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种稀土氧化物包覆空心玻璃微珠混凝土材料。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种稀土氧化物包覆空心玻璃微珠混凝土材料，由以下重量份的原料组成：废玻璃20-50份、稳定剂0.5-2份、尿素1-3份、硫酸铵0.5-1.5份、氢氧化钠溶液100-300份、稀土化合物0.3-2.5 份、去离子水100-500份、无水乙醇50-200份、硝酸铁0.5-1.5份、表面活性剂0.03-0.07份、阴离子盐0.1-1份。
优选地，在本发明的较佳实施例中，所述稳定剂为硅酸钠、甲基纤维素、聚氧乙烯或聚乙烯醇中的任意一种。
优选地，在本发明的较佳实施例中，所述稀土硝酸盐为硝酸镧、硝酸铈、硝酸钕、硝酸铕或硝酸钇中的一种。
另外，本发明还提供了一种稀土氧化物包覆空心玻璃微珠混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备空心玻璃微珠
a. 按所述比例将所述废玻璃、所述稳定剂、所述尿素和所述硫酸铵加入所述混合物质量2倍的自来水中，混合并球磨，制备出高固相含量的废玻璃粉浆料；
b. 将所述废玻璃粉浆料通过输送泵直接输送到成珠炉中进行干燥及空心球化；
c. 将通过成珠炉加热得到的产品收集下来，然后通过浮选法分离出空心玻璃微珠；
（2）空心玻璃微珠清洗：将所述空心玻璃微珠加入所述无水乙醇中，超声振荡20-30min，静置10-16min，过滤后经去离子水清洗3-5次，于90-110℃下干燥1.5-2h，得到洁净的空心玻璃微珠；
（3）稀土化合物溶液配制：将稀土硝酸盐溶解于所述去离子水中，超声10-30min，配制成浓度为0.02-0.2mol/L的稀土化合物溶液；
（4）复合材料制备
a.将所述洁净的空心玻璃微珠加入所述去离子水中，加热至75-95℃,持续搅拌并缓慢滴加 0.1-0.5mol/L 氢氧化钠溶液，使溶液的 pH 值保持在7.5-8.5；
b.滴加完毕后，按计量加入所述稀土化合物溶液、所述阴离子盐、所述硝酸铁、所述表面活性剂，以 200-400r/min搅拌，充分混合，静置20-24 h后形成改性溶液 ；
c.将所述改性溶液升温至 55-65℃，静置1-2h后过滤，并用无水乙醇清洗1-3次；
d.将上述过滤清洗后产物在500-800℃下于马弗炉中煅烧1.5-2.5h，即得具有核壳结构的稀土氧化物包覆空心玻璃微珠复合材料。
优选地，在本发明的较佳实施例中，步骤（1）-a中球磨后所述废玻璃粒径大小控制在0.5-1.5μm，且浆料固含量为35-55％。
优选地，在本发明的较佳实施例中，步骤（1）所制备的空心玻璃微珠的密度为0.3-0.6g/cm3，强度为10-60MPa，粒径为30-100μm。
优选地，在本发明的较佳实施例中，所述稀土氧化物包覆空心玻璃微珠复合材料具有以空心玻璃微珠为核、稀土氧化物为壳的核壳结构。
相对于现有技术，本发明的有益效果：本发明提供的稀土氧化物包覆空心玻璃微珠复合材料同时体现稀土和空心玻璃微珠的两种特性，生成结构非常稳定的稀土配合物，大幅度降低生产成本。稀土原子尺寸容易发生很大的变化而被极化，成为活性离子，非常容易接受配位体中的电子，因此其与玻璃微珠表面的羟基中的氧和基材中的碳原子都有很强的亲和力，生成结构非常稳定的稀土配合物。而且我国稀土资源丰富，生产成本低。
双十二烷基二甲基叔胺、乌洛托品和十八醇增加了稀土化合物与材料相容性，提高了产品的性能。
本发明的份等同于kg。
由于本发明涉及原料太多，以实例中制备方法为依据，未列出的以1份计算。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。
实施例1：
一种稀土氧化物包覆空心玻璃微珠混凝土材料，由以下重量份的原料组成：废玻璃20份、稳定剂0.5份、尿素1份、硫酸铵0.5份、0.1mol/L氢氧化钠溶液100份、稀土硝酸盐0.3份、去离子水100份、无水乙醇50份、硝酸铁0.5份、表面活性剂0.03份、阴离子盐0.1份。
稳定剂为硅酸钠。
稀土硝酸盐为硝酸铕。
表面活性剂辛烷基二甲基叔胺
阴离子盐焦磷酸钠
另外，本实施例还提供了一种稀土氧化物包覆空心玻璃微珠混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备空心玻璃微珠
a. 按所述比例将所述废玻璃、所述稳定剂、所述尿素和所述硫酸铵加入所述混合物质量2倍的自来水中，混合并球磨，制备出高固相含量的废玻璃粉浆料；
b. 将所述废玻璃粉浆料通过输送泵直接输送到成珠炉中进行干燥及空心球化；
c. 将通过成珠炉加热得到的产品收集下来，然后通过浮选法分离出空心玻璃微珠；
（2）空心玻璃微珠清洗：将空心玻璃微珠加入无水乙醇中，超声振荡20min，静置10min，过滤后经去离子水清洗3次，于90℃下干燥1.5h，得到洁净的空心玻璃微珠；
（3）稀土化合物溶液配制：将稀土硝酸盐溶解于去离子水中，超声10min，配制成浓度为0.02mol/L的稀土化合物溶液；
（4）复合材料制备
a.将洁净的空心玻璃微珠加入去离子水中，加热至75℃,持续搅拌并缓慢滴加0.1mol/L 氢氧化钠溶液，使溶液的 pH 值保持在7.5；
b.滴加完毕后，按计量加入稀土化合物溶液、阴离子盐、硝酸铁、表面活性剂，以 200r/min搅拌混合，静置20h后形成改性溶液；
c.将改性溶液升温至 55℃，静置1h后过滤，并用无水乙醇清洗1次；
d.将上述过滤清洗后产物在500℃下于马弗炉中煅烧1.5h，即得具有核壳结构的稀土氧化物包覆空心玻璃微珠复合材料。
步骤（1）-a中球磨后所述废玻璃粒径大小控制在0.5μm，且浆料固含量为35％。
步骤（1）所制备的空心玻璃微珠的密度为0.3g/cm3，强度为10MPa，粒径为30μm。
稀土氧化物包覆空心玻璃微珠复合材料具有以空心玻璃微珠为核、稀土氧化物为壳的核壳结构。
实施例2：
本发明的实施例2提供了一种稀土氧化物包覆空心玻璃微珠混凝土材料，由以下重量份的原料组成：废玻璃50份、稳定剂2份、尿素3份、硫酸铵1.5份、0.5mol/L氢氧化钠溶液300份、稀土硝酸盐2.5 份、去离子水500份、无水乙醇200份、硝酸铁1.5份、表面活性剂0.07份、阴离子盐1份。
稳定剂为甲基纤维素。
稀土化合物为硝酸钇。
表面活性剂辛烷基二甲基叔胺
阴离子盐焦磷酸钠
另外，本实施例还提供了一种稀土氧化物包覆空心玻璃微珠混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备空心玻璃微珠
a. 按所述比例将所述废玻璃、所述稳定剂、所述尿素和所述硫酸铵加入所述混合物质量2倍的自来水中，混合并球磨，制备出高固相含量的废玻璃粉浆料；
b. 将所述废玻璃粉浆料通过输送泵直接输送到成珠炉中进行干燥及空心球化；
c. 将通过成珠炉加热得到的产品收集下来，然后通过浮选法分离出空心玻璃微珠；
（2）空心玻璃微珠清洗：将空心玻璃微珠加入无水乙醇中，超声振荡30min，静置16min，过滤后经去离子水清洗5次，于110℃下干燥2h，得到洁净的空心玻璃微珠；
（3）稀土化合物溶液配制：将稀土硝酸盐溶解于去离子水中，超声30min，配制成浓度为0.2mol/L的稀土化合物溶液；
（4）复合材料制备
a.将洁净的空心玻璃微珠加入去离子水中，加热至95℃,持续搅拌并缓慢滴加0.5mol/L 氢氧化钠溶液，使溶液的 pH 值保持在8.5；
b.滴加完毕后，按计量加入稀土化合物溶液、阴离子盐、硝酸铁、表面活性剂，以 400r/min搅拌混合，静置24 h后形成改性溶液 ；
c.将改性溶液升温至65℃，静置2h后过滤，并用无水乙醇清洗3次；
d.将上述过滤清洗后产物在800℃下于马弗炉中煅烧2.5h，即得具有核壳结构的稀土氧化物包覆空心玻璃微珠复合材料。
步骤（1）-a中球磨后所述废玻璃粒径大小控制在1.5μm，且浆料固含量为55％。
步骤（1）所制备的空心玻璃微珠的密度为0.6g/cm3，强度为60MPa，粒径为100μm。
稀土氧化物包覆空心玻璃微珠复合材料具有以空心玻璃微珠为核、稀土氧化物为壳的核壳结构。
实施例3
提供了一种稀土氧化物包覆空心玻璃微珠混凝土材料，由以下重量份的原料组成：废玻璃35份、稳定剂1.25份、尿素2份、硫酸铵1份、0.3mol/L氢氧化钠溶液200份、稀土硝酸盐1.4 份、去离子水300份、无水乙醇125份、硝酸铁1份、表面活性剂0.05份、阴离子盐0.55份。
稳定剂为硅酸钠。
稀土硝酸盐为硝酸钇。
表面活性剂辛烷基二甲基叔胺
阴离子盐焦磷酸钠
另外，本实施例还提供了一种稀土氧化物包覆空心玻璃微珠混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备空心玻璃微珠
a. 将废玻璃、稳定剂、尿素和硫酸铵加入加入所述混合物质量2倍的自来水中中，混合并球磨，制备出高固相含量的废玻璃粉浆料；
b. 将废玻璃粉浆料通过输送泵直接输送到成珠炉中进行干燥及空心球化；
c. 将通过成珠炉加热得到的产品收集下来，然后通过浮选法分离出空心玻璃微珠；
（2）空心玻璃微珠清洗：将空心玻璃微珠加入无水乙醇中，超声振荡25min，静置13min，过滤后经去离子水清洗4次，于100℃下干燥1.7h，得到洁净的空心玻璃微珠；
（3）稀土化合物溶液配制：将稀土硝酸盐溶解于去离子水中，超声20min，配制成浓度为0.11mol/L的稀土化合物溶液；
（4）复合材料制备
a.将洁净的空心玻璃微珠加入去离子水中，加热至85℃,持续搅拌并缓慢滴加0.3mol/L 氢氧化钠溶液，使溶液的 pH 值保持在8.0；
b.滴加完毕后，按计量加入稀土化合物溶液、阴离子盐、硝酸铁、表面活性剂，以 300r/min搅拌混合，静置22h后形成改性溶液；
c.将改性溶液升温至60℃，静置1.5h后过滤，并用无水乙醇清洗2次；
d.将上述过滤清洗后产物在650℃下于马弗炉中煅烧2h，即得具有核壳结构的稀土氧化物包覆空心玻璃微珠复合材料。
步骤（1）-a中球磨后所述废玻璃粒径大小控制在1μm，且浆料固含量为45％。
步骤（1）所制备的空心玻璃微珠的密度为0.45g/cm3，强度为35MPa，粒径为65μm。
稀土氧化物包覆空心玻璃微珠复合材料具有以空心玻璃微珠为核、稀土氧化物为壳的核壳结构。
实施例4：
一种稀土氧化物包覆空心玻璃微珠混凝土材料，由以下重量份的原料组成：废玻璃20份、稳定剂0.5份、尿素1份、硫酸铵0.5份、0.1mol/L氢氧化钠溶液100份、稀土化合物0.3份、去离子水100份、无水乙醇50份、硝酸铁0.5份、表面活性剂0.03份、阴离子盐0.1份、双十二烷基二甲基叔胺1份、乌洛托品1份和十八醇1份。
稳定剂为硅酸钠。
稀土硝酸盐为硝酸铕。
表面活性剂辛烷基二甲基叔胺
阴离子盐焦磷酸钠
另外，本实施例还提供了一种稀土氧化物包覆空心玻璃微珠混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备空心玻璃微珠
a. 按所述比例将所述废玻璃、所述稳定剂、所述尿素和所述硫酸铵加入所述混合物质量2倍的自来水中，混合并球磨，制备出高固相含量的废玻璃粉浆料；
b. 将所述废玻璃粉浆料通过输送泵直接输送到成珠炉中进行干燥及空心球化；
c. 将通过成珠炉加热得到的产品收集下来，然后通过浮选法分离出空心玻璃微珠；
（2）空心玻璃微珠清洗：将空心玻璃微珠加入无水乙醇中，超声振荡20min，静置10min，过滤后经去离子水清洗3次，于90℃下干燥1.5h，得到洁净的空心玻璃微珠；
（3）稀土化合物溶液配制：将稀土硝酸盐溶解于去离子水中，加入双十二烷基二甲基叔胺、乌洛托品和十八醇超声10min，配制成稀土化合物溶液；
（4）复合材料制备
a.将洁净的空心玻璃微珠加入去离子水中，加热至75℃,持续搅拌并缓慢滴加0.1mol/L 氢氧化钠溶液，使溶液的 pH 值保持在7.5；
b.滴加完毕后，按计量加入稀土化合物溶液、阴离子盐、硝酸铁、表面活性剂，以 200r/min搅拌混合，静置20h后形成改性溶液；
c.将改性溶液升温至 55℃，静置1h后过滤，并用无水乙醇清洗1次；
d.将上述过滤清洗后产物在500℃下于马弗炉中煅烧1.5h，即得具有核壳结构的稀土氧化物包覆空心玻璃微珠复合材料。
步骤（1）-a中球磨后所述废玻璃粒径大小控制在0.5μm，且浆料固含量为35％。
步骤（1）所制备的空心玻璃微珠的密度为0.3g/cm3，强度为10MPa，粒径为30μm。
稀土氧化物包覆空心玻璃微珠复合材料具有以空心玻璃微珠为核、稀土氧化物为壳的核壳结构。
将未与稀土化合物进行反应的空心玻璃微珠和实施例1-4制得的稀土氧化物包覆空心玻璃微珠加入到环氧树脂中，搅拌并注入浇铸体模具内，加热固化，得到对比例和试样1-4，对比例和试样1-4力学性能测试结果参见表1。
所述原料全部购买于中国化工网、慧聪网。 表 1 ：对比例和试样1-4力学性能测试
密度，g/cm3 冲击强度,KJ/m2 拉伸强度 ,MPa
对比例 1.116 11.5 53
实施例1 0.96 22.1 69
实施例2 0.94 23.9 68
实施例3 0.93 24.7 70
实施例4 0.88 24.8 72
从表1可看出，经稀土氧化物包覆的空心玻璃微珠加入到环氧树脂后制得的试样各方面力学性能更好。

Claims (7)

1.一种稀土氧化物包覆空心玻璃微珠混凝土材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：废玻璃20-50份、稳定剂0.5-2份、尿素1-3份、硫酸铵0.5-1.5份、氢氧化钠溶液100-300份、稀土硝酸盐0.3-2.5 份、去离子水100-500份、无水乙醇50-200份、硝酸铁0.5-1.5份、表面活性剂0.03-0.07份、阴离子盐0.1-1份。
2.根据权利要求1所述的稀土氧化物包覆空心玻璃微珠复合材料，其特征在于：所述稳定剂为硅酸钠、甲基纤维素、聚氧乙烯或聚乙烯醇中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的稀土氧化物包覆空心玻璃微珠复合材料，其特征在于：所述稀土硝酸盐为硝酸镧、硝酸铈、硝酸钕、硝酸铕或硝酸钇中的一种。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的稀土氧化物包覆空心玻璃微珠复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制备空心玻璃微珠
a. 按所述比例将所述废玻璃、所述稳定剂、所述尿素和所述硫酸铵加入所述混合物质量2倍的自来水中，混合并球磨，制备出高固相含量的废玻璃粉浆料；
b. 将所述废玻璃粉浆料通过输送泵直接输送到成珠炉中进行干燥及空心球化；
c. 将通过成珠炉加热得到的产品收集下来，然后通过浮选法分离出空心玻璃微珠；
（2）空心玻璃微珠清洗：将所述空心玻璃微珠加入所述无水乙醇中，超声振荡20-30min，静置10-16min，过滤后经去离子水清洗3-5次，于90-110℃下干燥1.5-2h，得到洁净的空心玻璃微珠；
（3）稀土化合物溶液配制：将稀土硝酸盐溶解于所述去离子水中，超声10-30min，配制成浓度为0.02-0.2mol/L的稀土化合物溶液；
（4）复合材料制备
a.将所述洁净的空心玻璃微珠加入所述去离子水中，加热至75-95℃,持续搅拌并缓慢滴加 0.1-0.5mol/L 氢氧化钠溶液，使溶液的 pH 值保持在7.5-8.5；
b.滴加完毕后，按计量加入所述稀土化合物溶液、所述阴离子盐、所述硝酸铁、所述表面活性剂，以 200-400r/min搅拌，充分混合，静置20-24h后形成改性溶液 ；
c.将所述改性溶液升温至 55-65℃，静置1-2h后过滤，并用无水乙醇清洗1-3次；
d.将上述过滤清洗后产物在500-800℃下于马弗炉中煅烧1.5-2.5h，即得具有核壳结构的稀土氧化物包覆空心玻璃微珠复合材料。
5.根据权利要求4所述的稀土氧化物包覆空心玻璃微珠复合材料制备方法，其特征在于：步骤（1）-a中球磨后所述废玻璃粒径大小控制在0.5-1.5μm，且浆料固含量为35-55％。
6.根据权利要求4所述的稀土氧化物包覆空心玻璃微珠复合材料制备方法，其特征在于：步骤（1）所制备的空心玻璃微珠的密度为0.3-0.6g/cm3，强度为10-60MPa，粒径为30-100μm。
7.根据权利要求4所述的稀土氧化物包覆空心玻璃微珠复合材料制备方法，其特征在于：所述稀土氧化物包覆空心玻璃微珠复合材料具有以空心玻璃微珠为核、稀土氧化物为壳的核壳结构。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110003617A (zh) * 2019-03-01 2019-07-12 皮蒙 一种高性能固体浮力材料的制备方法
CN111423747A (zh) * 2018-02-28 2020-07-17 湖南辰砾新材料有限公司 一种释放负离子和远红外线的多孔粉及应用
CN114351992A (zh) * 2022-02-22 2022-04-15 瑞宇建设有限公司 节能砌块装饰的复合外墙施工方法
CN115820024A (zh) * 2022-11-29 2023-03-21 北京星驰恒动科技发展有限公司 一种高光谱反射性高红外发射率粉体、制备方法及应用
CN116239347A (zh) * 2022-12-29 2023-06-09 山东华美建材有限公司 一种保温改性玻化微珠复合材料及其制备方法
CN117105724A (zh) * 2023-08-25 2023-11-24 广州优卡思农业技术有限公司 一种含稀土的水溶性肥料及加工工艺

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102964073A (zh) * 2011-11-17 2013-03-13 天津法莫西医药科技有限公司 一种空心玻璃微珠包覆稀土氧化铈的制备方法
CN102964878A (zh) * 2012-08-28 2013-03-13 天津法莫西医药科技有限公司 一种稀土氧化物/空心玻璃微珠复合材料的制备方法
CN105271647A (zh) * 2015-11-05 2016-01-27 中国建材国际工程集团有限公司 利用废玻璃制备空心玻璃微珠的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102964073A (zh) * 2011-11-17 2013-03-13 天津法莫西医药科技有限公司 一种空心玻璃微珠包覆稀土氧化铈的制备方法
CN102964878A (zh) * 2012-08-28 2013-03-13 天津法莫西医药科技有限公司 一种稀土氧化物/空心玻璃微珠复合材料的制备方法
CN105271647A (zh) * 2015-11-05 2016-01-27 中国建材国际工程集团有限公司 利用废玻璃制备空心玻璃微珠的方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111423747A (zh) * 2018-02-28 2020-07-17 湖南辰砾新材料有限公司 一种释放负离子和远红外线的多孔粉及应用
CN110003617A (zh) * 2019-03-01 2019-07-12 皮蒙 一种高性能固体浮力材料的制备方法
CN114351992A (zh) * 2022-02-22 2022-04-15 瑞宇建设有限公司 节能砌块装饰的复合外墙施工方法
CN114351992B (zh) * 2022-02-22 2023-09-22 瑞宇建设有限公司 节能砌块装饰的复合外墙施工方法
CN115820024A (zh) * 2022-11-29 2023-03-21 北京星驰恒动科技发展有限公司 一种高光谱反射性高红外发射率粉体、制备方法及应用
CN115820024B (zh) * 2022-11-29 2023-12-22 北京星驰恒动科技发展有限公司 一种高光谱反射性高红外发射率粉体、制备方法及应用
CN116239347A (zh) * 2022-12-29 2023-06-09 山东华美建材有限公司 一种保温改性玻化微珠复合材料及其制备方法
CN117105724A (zh) * 2023-08-25 2023-11-24 广州优卡思农业技术有限公司 一种含稀土的水溶性肥料及加工工艺

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