CN115386252A - 消光材料及其制备方法、消光涂层 - Google Patents

消光材料及其制备方法、消光涂层 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种消光材料及其制备方法、消光涂层，制备方法包括：制备硅酸盐稀释液；在硅酸盐稀释液中加入硅溶胶以制得硅溶胶改性硅酸盐作为粘接剂；以及混合分散吸光剂和粘接剂。上述制备方法简单易行，成本低，易于工业化制备及涂层施工。消光材料的粘接剂包括硅溶胶改性硅酸盐，可以将消光涂层的光照表面塑造形成粗糙的陷光结构，以提高消光涂层太阳吸收比，从而确保在高温热辐射的工况环境中，消光材料及消光涂层仍能有效抑制光学系统杂散光。本申请的消光涂层的太阳吸收比可达0.98以上，半球发射率可达0.89～0.91。上述消光材料和消光涂层在高温热辐射下，还能保持材料性能的稳定，大幅降低涂层材料分解风险，最终确保光学系统工作的可靠与稳定。

Description

消光材料及其制备方法、消光涂层
技术领域
本申请涉及表面工程技术领域，尤其涉及一种消光材料及其制备方法、消光涂层。
背景技术
随着我国航天技术的不断发展，宇航探测及国防军工等任务中的空间机动及弱光成像对星敏感器姿态定位及杂散光抑制能力等提出了更高的要求。消光涂层材料是抑制光学系统杂散光、提高成像信噪比和对比度的关键材料，对提高星敏感器、光学相机等产品性能具有至关重要的作用。
考虑到极端工况环境，航天飞行器在服役期间可能会经历一段时间800℃甚至更高温度的环境，目前高温后的消光涂层的热辐射性能会发生退化，影响光学系统的成像效果及定位精度，更严重的是涂层材料还可能会在高温环境下分解，导致飞行器光学系统失效。
申请内容
本申请提供了一种消光材料及其制备方法、以及采用该消光材料的消光涂层，以解决消光涂层高温下性能退化且存在分解风险的技术问题。
本申请提供了一种消光材料的制备方法，包括：
(1)制备硅酸盐稀释液；
(2)在硅酸盐稀释液中加入硅溶胶以制得硅溶胶改性硅酸盐作为粘接剂；以及
(3)混合分散吸光剂和粘接剂。
本申请还提供了一种消光材料，包括吸光剂和粘接剂，粘接剂包括硅溶胶改性硅酸盐；该消光材料通过上述消光材料的制备方法制得。
本申请还提供了一种消光涂层，包括上述消光材料形成的光照表层。
消光涂层还包括底层，光照表层至少覆盖一部分底层；底层包括吸光剂、粘接剂和固化剂，粘接剂包括磷酸盐，固化剂包括纳米氮化铝和纳米氮化钛中的至少一种。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
消光材料的制备方法简单易行，成本低，易于工业化制备及涂层施工。
采用上述制备方法制得的消光材料包括吸光剂和粘接剂，其中粘接剂包括硅溶胶改性硅酸盐；采用该消光材料涂覆形成的消光涂层中，作为粘接剂的硅溶胶改性硅酸盐可以将消光涂层的光照表面塑造形成粗糙的陷光结构，从而确保在高温热辐射的工况环境中，消光材料及消光涂层仍能有效抑制光学系统杂散光。具体地，该消光涂层的太阳吸收比可达0.98以上，半球发射率可达0.89～0.91。
上述消光材料和消光涂层在高温热辐射下，还能确保材料性能的稳定，降低及消除分解风险，最终确保光学系统工作的可靠与稳定。具体地，该消光涂层在常压800℃下保温30分钟后，涂层外观无明显变化，无开裂、脱落等缺陷，高温前后涂层的太阳吸收比及半球发射率变化不大于0.01，且高温后涂层划格法结合力优于或等于2级。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了依据本申请一实例制得的消光涂层的外观；
图2示出了图1中消光涂层的光照表层的微观形貌；
图3示出了图1中消光涂层在800℃、30分钟的高温试验前后的太阳光谱反射曲线对比；
图4示出了图1中消光涂层在800℃、30分钟的高温试验后外观；
图5示出了图1中消光涂层在800℃、30分钟的高温试验后的结合力。
具体实施方式
本申请公开了一种消光材料及其制备方法、消光涂层，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本申请覆盖的保护范围内。本申请所述产品、工艺和应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本申请内容、精神和范围内对本文所述产品、工艺和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本申请技术。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，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的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，在本文中，诸如“第一”和“第二”、“步骤1”和“步骤2”以及“(1)”和“(2)”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本申请提供了一种消光材料的制备方法、由该制备方法制得的消光材料以及由该消光材料涂覆形成的消光涂层，其中上述制备方法包括：
(1)制备硅酸盐稀释液；
(2)在硅酸盐稀释液中加入硅溶胶以制得硅溶胶改性硅酸盐作为粘接剂；以及
(3)混合分散吸光剂和粘接剂。
上述制备方法简单易行，成本低，易于工业化制备及涂层施工。
采用上述制备方法制得的消光材料包括吸光剂和粘接剂，其中粘接剂包括硅溶胶改性硅酸盐；采用该消光材料涂覆形成的消光涂层中，作为粘接剂的硅溶胶改性硅酸盐可以将消光涂层的光照表面塑造形成粗糙的陷光结构，从而确保在高温热辐射的工况环境中，消光材料及消光涂层仍能有效抑制光学系统杂散光。具体地，该消光涂层的太阳吸收比(αs)可达0.98以上，半球发射率(εH)可达0.89～0.91。
上述消光材料和消光涂层在高温热辐射下，还能确保材料性能的稳定，降低及消除分解风险，最终确保光学系统工作的可靠与稳定。具体地，该消光涂层在常压800℃下保温30分钟后，涂层外观无明显变化，无开裂、脱落等缺陷，高温前后涂层的太阳吸收比及半球发射率变化不大于0.01，且高温后涂层划格法结合力优于或等于2级。
其中，在步骤(1)中，首先准备硅酸盐溶液，该硅酸盐包括硅酸钾、硅酸钠和硅酸锂中的至少一种；随后可通过去离子水对硅酸盐溶液进行稀释，以形成硅酸盐稀释液。例如，将100份单位质量的质量分数为27～35％、模数为3.2～3.4的硅酸盐溶液和50份单位质量的去离子水混合以得到150份单位质量的硅酸盐稀释液。为确保混合效果，可以搅拌10～15分钟。
应当知晓，本申请中提及的单位质量不限定于某具体质量单位，可以使用常用质量单位“克/g”或“千克/kg”，也可以是约定的一份其他重量；例如，在该步骤(1)中，一份单位质量可以是1克，也可以是1千克，或者还可以是50克，此处不再一一列举。因此，本申请中定义的单位质量仅仅为在同一操作步骤中说明各组分的配比，不作具体重量限定；例如步骤(1)中的各单位质量相同；步骤(1)中的单位质量可以与步骤(2)中的单位质量相同，也可以不同。
在步骤(2)中，准备100份单位质量、通过步骤(1)制得的硅酸盐稀释液，在其中加入1至3份单位质量的质量分数为28～35％的硅溶胶以制得硅溶胶改性硅酸盐。为确保改性效果，可以搅拌1～2小时。或者，也可以在100份单位质量的硅酸盐稀释液中加入1至3份单位质量的质量分数为28～35％的硅溶胶、以及0.5至1份单位质量的硅烷偶联剂，充分搅拌1～2小时后制得硅溶胶改性硅酸盐。其中，硅烷偶联剂可以为KH550、KH560、KH570中的一种。
在步骤(3)中，混合分散110至120份单位质量的吸光剂和80至100份单位质量的硅溶胶改性硅酸盐粘接剂。
其中，上述110至120份单位质量的吸光剂中至少包括100份单位质量的铜铬黑、5至10份单位质量的氧化铁黑、以及5至10份单位质量的钴黑。铜铬黑的主要成分为CuCr2O4，粒径为0.6～1.5微米，纯度≥98％；氧化铁黑的主要成分为Fe3O4，粒径为0.5～1微米，纯度≥98％；铁钴黑的主要成分为(Fe，Co)Fe2O4,，粒径为0.6～1.2微米，纯度≥98％。采用高温稳定性好的氧化铁黑、铜铬黑以及钴黑等黑色填料作为高温吸光剂，可以实现较佳的消光性能。
除了吸光剂和粘接剂之外，还可混合分散剂、去离子水等，示例配方如下(1份指1份单位质量)：
Figure BDA0003835104670000031
将各组分混合进行分散后即可制得本申请中的消光材料。
分散的方式有多种，例如可以使用球磨法，将上述配方成分依次加入到球磨罐中，球磨珠为300～400份，球磨12～16小时，球磨速率为60～80rpm，球磨后过滤去除球磨珠，得到本申请的消光材料。
本申请还提供了一种将上述消光材料涂覆到基材表面的涂层制备方法，该基材可以是钛合金、不锈钢等高温合金材料，例如该基材可以是航天器的一部分表面。可以采用空气喷涂法，将上述消光材料在基材的表面喷涂4～6遍，喷涂后室温干燥24小时，得到厚度为60～90微米的消光涂层，或者也可以是消光涂层中20～30微米厚的光照表层，使用过程中，光直接照射光照表层，通过该光照表层抑制光学系统杂散光。
本申请的消光涂层还可以是多层结构，例如，消光涂层包括至少一层底层和光照表层，底层直接涂覆于基材之上，光照表层至少覆盖一部分底层。光照表层的厚度为20至30微米，包括吸光剂和粘接剂，粘接剂为硅溶胶改性硅酸盐粘接剂；底层的厚度为40至60微米，包括吸光剂和粘接剂，粘接剂包括磷酸盐，采用磷酸盐作为底层粘接剂，可以保障消光涂层与基材在高温下的结合力；消光涂层的总厚度为60～90微米。
本申请还提供了一种用作底层的消光材料的制备方法，包括：
(a)按照以下配比准备各组分(1份指1份单位质量)：
Figure BDA0003835104670000041
其中，铜铬黑的主要成分为CuCr2O4，粒径为0.6～1.5微米，纯度≥98％；氧化铁黑的主要成分为Fe3O4，粒径为0.5～1微米，纯度≥98％；铁钴黑的主要成分为(Fe，Co)Fe2O4,，粒径为0.6～1.2微米，纯度≥98％。采用高温稳定性好的氧化铁黑、铜铬黑以及钴黑等黑色填料作为高温吸光剂，可以实现较佳的消光性能。
磷酸盐可以为磷酸铝、磷酸二氢铝、磷酸镁等溶液，质量分数为37～45％。采用磷酸盐作为底层的粘接剂可以进一步确保消光涂层与基材在高温下的结合力。
固化剂包括纳米氮化铝和纳米氮化钛中的至少一种，例如，选用的纳米氮化铝的平均粒径为40纳米，纯度≥99.9％；选用的纳米氮化钛平均粒径14纳米，纯度≥97％。采用纳米氮化铝或纳米氮化钛作为底层的固化剂，可以实现涂层室温固化。
(b)混合分散上述各组分
将上述各组分物质混合并进行分散，分散的方式有多种，例如可以使用球磨法，将上述配方成分依次加入到球磨罐中，球磨珠为300～400份，球磨12～16小时，球磨速率为60～80rpm，球磨后过滤去除球磨珠，得到可用于消光涂层的底层的消光材料。
本申请还提供了一种在基材表面形成多层结构的消光涂层的制备方法，该基材可以是钛合金、不锈钢等高温合金材料，例如该基材可以是航天器的一部分表面。可以采用空气喷涂法，将上述用于消光涂层的底层的消光材料在基材的表面喷涂4～6遍，喷涂后室温干燥24小时，得到厚度为40～60微米的底层；可以采用空气喷涂法，将上述用于消光涂层的光照表层的消光材料在该底层的表面喷涂4～6遍，喷涂后室温干燥24小时，得到厚度为20～30微米的光照表层，使用过程中，光直接照射光照表层。
在本申请的双层或多层消光涂层中，作为与基材直接接触涂覆的底层，采用磷酸盐作为粘接剂可以进一步确保消光涂层与基材在高温下的结合力；采用纳米氮化铝和/或纳米氮化钛作为底层的固化剂，可以实现涂层室温固化。作为直接光照的光照表层，采用硅溶胶改性硅酸盐作为粘接剂，可以将消光涂层的光照表面塑造形成粗糙的陷光结构，从而确保在高温热辐射的工况环境中，消光材料及消光涂层仍能有效抑制光学系统杂散光。
在本申请提供的各组实施例和其对比实验中，如未特别说明，除各组指出的区别外，其他实验条件、材料等均保持一致，以便具有可对比性。
实施例1：
本实施例中，消光涂层为单层结构，制备步骤如下：
1)将100g份质量分数为35％、模数为3.3的硅酸钠溶液和50g去离子水加入到烧杯中，搅拌12分钟，得到150g硅酸钠稀释液。
2)取100g步骤1)得到的硅酸钠稀释液，加入2g质量分数为32％的硅溶胶以及0.8g硅烷偶联剂KH560，搅拌2小时，得到硅溶胶改性硅酸钠以作为粘接剂。
3)消光材料制备：依次称量100g铜铬黑、5g氧化铁黑、9g钴黑、95g硅溶胶改性硅酸钠、3g分散剂BYK163、90g去离子水、380g球磨珠，加入到球磨罐中，球磨15小时，球磨速率为75rpm，球磨后过滤去除球磨珠，得到用于光照表层的消光材料制备。
4)将步骤3)中的用于光照表层的消光材料，采用空气喷涂法喷涂在钛合金基材表面，喷涂6遍，喷涂后室温干燥24h，得到平均厚度为29微米的消光涂层。
本对比例制得的室温固化耐高温消光涂层的太阳吸收比为0.98，半球发射率为0.91，相比于现有技术，该涂层在抑制光学系统杂散光方面。但与消光涂层与钛合金基材的结合力一般，可靠性和稳定性待进一步提高。
实施例2：
本实施例中，消光涂层为双层结构，包括底层和光照表层，制备步骤如下：
1)底层的消光材料制备：依次称量8g氧化铁黑、6g铜铬黑、100g钴黑、5g纳米氮化铝、120g质量分数为38％的磷酸二氢铝、60g去离子水，350g球磨珠加入到球磨罐中，球磨15h，球磨速率为70rpm，球磨后过滤去除球磨珠，得到用于底层的消光材料。
2)将步骤1)中的用于底层的消光材料，采用空气喷涂法喷涂在不锈钢基材表面，喷涂5遍，喷涂后室温干燥24小时，得到平均厚度为42微米的底层。
3)将100g质量分数为30％、模数为3.3的硅酸钾溶液和50g去离子水加入到烧杯中，搅拌10分钟，得到150g硅酸钾稀释液。
4)取100g步骤3)得到的硅酸钾稀释液，加入1g质量分数为29％的硅溶胶以及0.6g硅烷偶联剂KH550，搅拌1小时，得到硅溶胶改性硅酸钾以作为粘接剂。
5)光照表层的消光材料制备：依次称量100g铜铬黑、8g氧化铁黑、6g钴黑、90g步骤4)中制得的硅溶胶改性硅酸钾、2g分散剂BYK163、90g去离子水、380g球磨珠，加入到球磨罐中，球磨15小时，球磨速率为75rpm，球磨后过滤去除球磨珠，得到用于光照表层的消光材料。
6)将步骤5)中用于光照表层的消光材料制备，采用空气喷涂法喷涂在步骤2)的底层表面，喷涂6遍，喷涂后室温干燥24h，得到平均厚度为28微米的光照表层，消光涂层的平均厚度共计70微米。
本实例制得的室温固化的耐高温消光涂层，太阳吸收比为0.98，半球发射率为0.89，具有较佳的抑制杂散光效果；且在常压800℃保温30分钟后，消光涂层外观无明显变化，无开裂、脱落等缺陷，涂层的太阳吸收比及半球发射率变化不大于0.01。
具体地，参见图1，示出了本实施例制得的室温固化的耐高温消光涂层的外观，可见涂层外观呈现黑色，无明显开裂、脱落现象；参见图2，示出了本实施例的消光涂层的光照表层的微观形貌，采用硅溶胶改性硅酸钾以作为粘接剂，在该光照表层的表面形成了粗糙的陷光结构，可有效提高涂层的太阳吸收比；参见图3，示出了本实施例的消光涂层在800℃高温辐射30分钟前后的太阳光谱反射曲线对比，示出了高温前后涂层的太阳光谱反射曲线的变化趋势及退化规律；参见图4，示出了本实施例的消光涂层在800℃、30分钟的高温试验后外观，可见外观无明显变化，未出现开裂或脱落缺陷；参见图5，示出了本实施例的消光涂层在800℃、30分钟的高温试验后的结合力，涂层划格法结合力1级。
实施例3：
本实施例中，消光涂层为双层结构，包括底层和光照表层，制备步骤如下：
1)底层的消光材料制备：依次称量6g氧化铁黑、9g铜铬黑、100g钴黑、5g纳米氮化铝、130g质量分数为38％的磷酸铝、70g去离子水，380g球磨珠加入到球磨罐中，球磨14小时，球磨速率为68rpm，球磨后过滤去除球磨珠，得到用于底层的消光材料。
2)将步骤1)中的用于底层的消光材料，采用空气喷涂法喷涂在钛合金基材表面，喷涂5遍，喷涂后室温干燥24小时，得到平均厚度为47微米的底层。
3)将100g份质量分数为35％、模数为3.2的硅酸钠溶液和50g去离子水加入到烧杯中，搅拌12分钟，得到150g硅酸钠稀释液。
4)取100g步骤3)得到的硅酸钠稀释液，加入2g质量分数为32％的硅溶胶以及0.8g硅烷偶联剂KH560，搅拌2小时，得到硅溶胶改性硅酸钠以作为粘接剂。
5)光照表层的消光材料制备：依次称量100g铜铬黑、5g氧化铁黑、9g钴黑、95g步骤4)中制得的硅溶胶改性硅酸钠、3g分散剂BYK163、90g去离子水、380g球磨珠，加入到球磨罐中，球磨15小时，球磨速率为75rpm，球磨后过滤去除球磨珠，得到用于光照表层的消光材料。
6)将步骤5)中的用于光照表层的消光材料，采用空气喷涂法喷涂在步骤2)的的底层表面，喷涂6遍，喷涂后室温干燥24h，得到平均厚度为29微米的光照表层，消光涂层的平均厚度共计76微米。
本实例制得的室温固化耐高温消光涂层的太阳吸收比为0.98，半球发射率为0.91；涂层划格法结合力2级。在常压800℃保温30min后，消光涂层的外观无明显变化，无开裂、脱落等缺陷，消光涂层的太阳吸收比及半球发射率变化不大于0.01。相比于实施例1的单层结构，消光涂层的底层与基材的结合力较佳，可靠性和稳定性得到改善。
实施例4：
本实施例中，消光涂层为双层结构，包括底层和光照表层，制备步骤如下：
1)底层的消光材料制备：依次称量10g氧化铁黑、6g铜铬黑、100g钴黑、9g纳米氮化钛、130g质量分数为44％的磷酸镁、78g去离子水，390g球磨珠加入到球磨罐中，球磨16小时，球磨速率为77rpm，球磨后过滤去除球磨珠，得到用于底层的消光材料。
2)将步骤1)中的用于底层的消光材料，采用空气喷涂法喷涂在不锈钢基材表面，喷涂6遍，喷涂后室温干燥24小时，得到平均厚度为56微米的底层。
3)将100g质量分数为32％、模数为3.4的硅酸锂溶液和50g去离子水加入到烧杯中，搅拌15分钟，得到150g硅酸锂稀释液。
4)取100g步骤3)得到的硅酸锂稀释液，加入2.5g质量分数为34％的硅溶胶以及0.7g硅烷偶联剂KH570，搅拌1.5小时，得到硅溶胶改性硅酸锂，以作为粘接剂。
5)光照表层的消光材料制备：依次称量100g铜铬黑、8g氧化铁黑、8g钴黑、83g步骤4)中制得的硅溶胶改性硅酸锂、4g分散剂BYK192、96g去离子水、320g球磨珠，加入到球磨罐中，球磨15小时，球磨速率为62rpm，球磨后过滤去除球磨珠，得到用于光照表层的消光材料。
6)将步骤5)中的用于光照表层的消光材料，采用空气喷涂法喷涂在步骤2)的的底层表面，喷涂4遍，喷涂后室温干燥24小时，得到平均厚度为25微米的光照表层，消光涂层的平均厚度共计81微米。
本实例制得的室温固化耐高温消光涂层的太阳吸收比为0.98，半球发射率为0.91；涂层划格法结合力1级。在常压800℃保温30分钟后，涂层外观无明显变化，无开裂、脱落等缺陷，消光涂层的太阳吸收比及半球发射率变化不大于0.01。
对比例1：
本对比例中，消光涂层为双层结构，包括底层和表层，制备步骤如下：
1)底层的涂层材料制备：依次称量8g氧化铁黑、6g铜铬黑、100g钴黑、5g纳米氮化铝、120g质量分数为38％的磷酸二氢铝、60g去离子水、350g球磨珠加入到球磨罐中，球磨15小时，球磨速率为70rpm，球磨后过滤去除球磨珠，得到用于底层的涂层材料。
2)将步骤1)中的用于底层的涂层材料，采用空气喷涂法喷涂在不锈钢基材表面，喷涂5遍，喷涂后室温干燥24小时，得到平均厚度为39微米的底层。
3)将100g质量分数为30％、模数为3.2的硅酸钾溶液和50g去离子水加入到烧杯中，搅拌10分钟，得到150g硅酸钾溶液。
4)表层的涂层材料制备：依次称量100g铜铬黑、8g氧化铁黑、6g钴黑、90g步骤3)中得到的硅酸钾溶液、2g分散剂BYK163、90g去离子水、380g球磨珠，加入到球磨罐中，球磨15小时，球磨速率为75rpm，球磨后过滤去除球磨珠，得到用于表层的涂层材料。
5)将步骤4)中的用于表层的涂层材料，采用空气喷涂法喷涂在步骤2)的的底层表面，喷涂6遍，喷涂后室温干燥24小时，得到平均厚度为29微米的底层，涂层平均厚度共计68微米。
本对比例的光照表层中未使用硅溶胶改性硅酸盐作为粘接剂，制得的室温固化耐高温消光涂层的太阳吸收比为0.97，半球发射率为0.88；涂层划格法结合力1级。相比于该对比例1，实施例3中的消光涂层的太阳吸收比从0.97提高至0.98，提高了0.01，半球发射率从0.88提高至0.89，提高了0.01。消光材料在抑制光学系统杂散光方面对太阳吸收比和半球发射率非常灵敏，这两个参数在数值上提高了0.01，相应的光学系统的成像信噪比可以提高2至3倍，极大提高了光学系统的灵敏度和信号探测能力。
对比例2：
本对比例中，消光涂层为双层结构，包括底层和光照表层，制备步骤如下：
1)底层的消光材料制备：依次称量10g氧化铁黑、6g铜铬黑、100g钴黑、9g纳米氮化钛、130g质量分数为44％的磷酸镁、78g去离子水，390g球磨珠加入到球磨罐中，球磨16小时，球磨速率为77rpm，球磨后过滤去除球磨珠，得到用于底层的消光材料。
2)将步骤1)中的用于底层的消光材料，采用空气喷涂法喷涂在不锈钢基材表面，喷涂6遍，喷涂后室温干燥24小时，得到平均厚度为55微米的底层。
3)将100g质量分数为32％、模数为3.4的硅酸锂溶液和50g去离子水加入到烧杯中，搅拌15分钟，得到150g硅酸锂稀释液。
4)取100g步骤3)得到的硅酸锂稀释液，加入2.5g质量分数为34％的硅溶胶以及0.7g硅烷偶联剂KH570，搅拌1.5小时，得到硅溶胶改性硅酸锂，以作为粘接剂。
5)光照表层的消光材料制备：依次称量100g铁铬黑、8g氧化铁黑、8g钴黑、83g步骤4)中制得的硅溶胶改性硅酸锂、4g分散剂BYK192、96g去离子水、320g球磨珠，加入到球磨罐中，球磨15小时，球磨速率为62rpm，球磨后过滤去除球磨珠，得到用于光照表层的消光材料。
6)将步骤5)中的用于光照表层的消光材料，采用空气喷涂法喷涂在步骤2)的的底层表面，喷涂4遍，喷涂后室温干燥24小时，得到平均厚度为27微米的光照表层，消光涂层的平均厚度共计82微米。
本对比例中光照表层的吸光剂采用铁铬黑替代铜铬黑，制得的室温固化耐高温消光涂层的太阳吸收比为0.96，半球发射率为0.88；涂层划格法结合力1级。在常压800℃保温30分钟后，涂层外观无明显变化，无开裂、脱落等缺陷，消光涂层的太阳吸收比及半球发射率变化不大于0.01。相比于该对比例，实施例4中的消光涂层的太阳吸收比从0.96提高至0.98，提高了0.02，半球发射率从0.88提高至0.89，提高了0.01。消光材料在抑制光学系统杂散光方面对太阳吸收比和半球发射率非常灵敏，这两个参数在数值上至少提高了0.01，相应的光学系统的成像信噪比可以提高2至3倍，极大提高了光学系统的灵敏度和信号探测能力。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种消光材料的制备方法，其特征在于，包括：
(1)制备硅酸盐稀释液；
(2)在所述硅酸盐稀释液中加入硅溶胶以制得硅溶胶改性硅酸盐作为粘接剂；以及
(3)混合分散吸光剂和所述粘接剂。
2.根据权利要求1所述的消光材料的制备方法，其特征在于，所述硅酸盐包括硅酸钾、硅酸钠和硅酸锂中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的消光材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，将100份单位质量的质量分数为27～35％、模数为3.2～3.4的硅酸盐溶液和50份单位质量的去离子水混合以得到150份单位质量的所述硅酸盐稀释液。
4.根据权利要求1或2所述的消光材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，在100份单位质量的所述硅酸盐稀释液中加入1至3份单位质量的质量分数为28～35％的所述硅溶胶以及0.5至1份单位质量的硅烷偶联剂以制得所述硅溶胶改性硅酸盐。
5.根据权利要求1或2所述的消光材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，混合分散110至120份单位质量的所述吸光剂和80至100份单位质量的所述硅溶胶改性硅酸盐粘接剂。
6.根据权利要求5所述的消光材料的制备方法，其特征在于，110至120份单位质量的所述吸光剂中至少包括100份单位质量的铜铬黑、5至10份单位质量的氧化铁黑、以及5至10份单位质量的钴黑。
7.一种消光材料，其特征在于，包括吸光剂和粘接剂，所述粘接剂包括硅溶胶改性硅酸盐；所述消光材料通过权利要求1～6任一项所述的消光材料的制备方法制得。
8.一种消光涂层，其特征在于，包括权利要求7所述的消光材料形成的光照表层。
9.根据权利要求8所述的消光涂层，其特征在于，所述消光涂层还包括底层，所述光照表层至少覆盖一部分所述底层；所述底层包括吸光剂、粘接剂和固化剂，所述粘接剂包括磷酸盐，所述固化剂包括纳米氮化铝和纳米氮化钛中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的消光涂层，其特征在于，所述光照表层的厚度为20至30微米；所述底层的厚度为40至60微米；涂层总厚度为60～90微米。
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CN1193030A (zh) * 1997-03-11 1998-09-16 钱宗渊 一种无机涂料粘结剂
CN104341808A (zh) * 2014-11-05 2015-02-11 海南大学 一种常温自固化无机磷酸盐防腐蚀涂料及其制备方法和使用方法
CN107099173A (zh) * 2017-04-01 2017-08-29 上海宜瓷龙新材料股份有限公司 用于室内墙面的水性无机防涂鸦陶瓷涂料及其制备方法

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