表面包覆改性薄膜的片狀鋁粉及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及片狀鋁粉的表面改性技術(shù)，具體涉及一種表面包覆改性薄膜的片狀鋁 粉及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 片狀金屬顏料尤其是片狀鋁粉具有非常低的紅外比輻射參數(shù)，但是其可見(jiàn)光的強(qiáng) 反射限制了在偽裝材料體系中的使用。通過(guò)在片狀鋁粉表面包覆一層紅外透過(guò)性很好的膜 材料，可以在隱蔽鋁箱對(duì)可見(jiàn)光反射能力的同時(shí)，保留其低紅外發(fā)射率。
[0003] 針對(duì)片狀鋁粉的包覆技術(shù)，之前的研究者習(xí)慣于利用溶液法在鋁箱表面沉積一層 金屬鹽，然后高溫脫水、粉碎而成。然而，這種工藝方式存在許多缺陷，例如合成采用的分散 介質(zhì)要么是酸性，要么是堿性，在這樣的體系中，鋁箱表面會(huì)受到腐蝕形成一層金屬氧化物 (氧化鋁）與沉積鹽，潔凈的鋁表面將會(huì)變得粗糙，導(dǎo)致附加的包覆層的存在對(duì)紅外輻射程 度影響較大，因而影響到包覆硫化鋅、硒化鋅或硫化鎘、硒化鎘的鋁粉的紅外散射與反射效 果。其次，該方式在熱處理脫水、粉碎過(guò)程中極易導(dǎo)致包覆層被破壞或者片狀鋁粉變形而致 包覆層剝落，另外包覆層脫水也會(huì)導(dǎo)致包覆層極易疏松、多孔，同樣影響包覆的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種對(duì)可見(jiàn)光反射能力下降，同時(shí)保留對(duì)紅外 線反射功能的表面由硫化鋅或硒化鋅薄膜包覆的片狀鋁粉及其制備方法。
[0005] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種表面包覆改性薄膜的片狀鋁粉，改性薄膜為硫 化鋅薄膜或硒化鋅薄膜；硫化鋅薄膜或硒化鋅薄膜完全包覆片狀鋁粉表面，硫化鋅薄膜或 硒化鋅薄膜的厚度為0.Iym~3ym。
[0006] 作為優(yōu)選的，硫化鋅薄膜或硒化鋅薄膜的厚度為Iym~2. 5ym。
[0007] 上述硫化鋅薄膜或硒化鋅薄膜的包覆率為2%~7%;所述包覆率是指鋁片表面薄 膜的質(zhì)量與鋁片與薄膜總質(zhì)量的百分比。
[0008] -種如上所述的表面包覆改性薄膜的片狀鋁粉的制備方法，包括以下步驟：
[0009] ①將兩個(gè)蒸發(fā)器中抽真空，然后通入氬氣并充滿蒸發(fā)器內(nèi)腔；將鋅粉和硒粉或者 鋅粉和硫粉分別放入兩個(gè)蒸發(fā)器，分別加熱使鋅粉和硒粉或硫粉氣化；將氣化狀態(tài)的鋅和 氣化狀態(tài)的硒或硫分別由氬氣氣流輸送至反應(yīng)腔，在反應(yīng)器內(nèi)腔內(nèi)氣化狀態(tài)的鋅和氣化狀 態(tài)的硒或硫反應(yīng)生成硒化鋅或硫化鋅；硒化鋅或硫化鋅在反應(yīng)腔內(nèi)呈霧態(tài)。
[0010] 在另一反應(yīng)器中，放入片狀鋁粉，反應(yīng)器內(nèi)抽真空處理，抽真空后通入高壓氮?dú)猓?使得鋁粉呈霧狀漂浮。
[0011] ②將步驟①霧狀漂浮的鋁粉由高壓氮?dú)鈿饬鬏斔椭龄\和硒或硫的反應(yīng)器內(nèi)腔中； 鋁粉與霧狀硒化鋅或硫化鋅充分混合接觸，然后向鋅和硒或硫的反應(yīng)器內(nèi)腔中加入液氮， 硒化鋅或硫化鋅快速冷卻并吸附在片狀鋁粉表面，從而在鋁粉表面沉積一層ZnSe薄膜或 ZnS薄膜，從而得到表面包覆硒化鋅薄膜或硫化鋅薄膜的片狀鋁粉。
[0012] 上述步驟①中放置鋅粉的蒸發(fā)器加熱至900°C~1000°C，放置硒粉或的蒸發(fā)器加 熱至 700°C~780°C。
[0013] 上述步驟①中鋅粉、硒粉或硫粉、鋁粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為鋅粉0. 6份~0. 8份、硒 粉或硫粉〇. 3份~1份、鋁粉100份~170份。
[0014] 上述步驟②中加入液氮后，硒化鋅或硫化鋅在IOs內(nèi)快速冷卻并吸附在片狀鋁粉 表面。
[0015] 本發(fā)明具有積極的效果：（1)本發(fā)明在片狀鋁粉表面包覆紅外透過(guò)性極好的硫化 鋅或硒化鋅薄膜，得到的表面改性的片狀鋁粉保留鋁粉自身低紅外發(fā)射率性能，同時(shí)硫化 鋅或硒化鋅薄膜大大降低了片狀鋁粉對(duì)可見(jiàn)光的反射，隱蔽片狀鋁粉對(duì)可見(jiàn)光反射能力。 由于硫化鋅或硒化鋅薄膜具有極好的紅外透過(guò)性，所制得的表面包覆改性的片狀鋁粉可廣 泛應(yīng)用于紅外偽裝材料中。
[0016] (2)本發(fā)明在制備表面包覆硫化鋅或硒化鋅薄膜的片狀鋁粉時(shí)，是在惰性氣氛下， 包覆材料高溫氣化后混合的方式在片狀鋁粉表面完成致密膜的生成包覆，片狀鋁粉表面不 會(huì)因?yàn)檠趸瘎┑拇嬖诙纬裳趸?，既確保片狀鋁粉自身的對(duì)紅外的反射能力，同時(shí)紅外 透過(guò)性很好的薄膜的存在對(duì)降低材料的比輻射率具有積極意義。
【具體實(shí)施方式】
[0017] (實(shí)施例1)
[0018] 本實(shí)施例的表面包覆改性薄膜的片狀鋁粉的制備方法包括以下步驟：
[0019] ①將兩個(gè)蒸發(fā)器中抽真空，然后通入氬氣并充滿蒸發(fā)器內(nèi)腔；將鋅粉和硒粉分別 放入兩個(gè)蒸發(fā)器，放置鋅粉的蒸發(fā)器加熱至950°C~1000°C，鋅粉氣化；放置硒粉的蒸發(fā)器 加熱至720°C~780°C，硒粉氣化。將氣化狀態(tài)的鋅和氣化狀態(tài)的硒分別由氬氣氣流輸送至 反應(yīng)腔，在反應(yīng)器內(nèi)腔內(nèi)氣化狀態(tài)的鋅和氣化狀態(tài)的硒反應(yīng)生成硒化鋅。硒化鋅在反應(yīng)腔 內(nèi)呈霧態(tài)。在另一反應(yīng)器中，放入粒徑為30ym~60ym的片狀鋁粉，反應(yīng)器內(nèi)抽真空處理， 抽真空后通入高壓氮?dú)猓沟娩X粉呈霧狀漂浮。
[0020] 鋅粉、硒粉、鋁粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為鋅粉0. 65份、硒粉0. 79份、鋁粉144份。
[0021] ②將步驟①呈霧狀漂浮的鋁粉由高壓氮?dú)鈿饬鬏斔椭龄\和硒的反應(yīng)器內(nèi)腔中； 鋁粉與霧狀硒化鋅充分混合接觸，然后向鋅和硒的反應(yīng)器內(nèi)腔中加入液氮，硒化鋅在IOs 內(nèi)快速冷卻并吸附在片狀鋁粉表面，從而在鋁粉表面沉積一層ZnSe薄膜，薄膜的厚度為 0. 1~I. 2ym。從而得到表面完全包覆硒化鋅薄膜的片狀鋁粉。
[0022] (實(shí)施例2)
[0023] 本實(shí)施例的表面包覆改性薄膜的片狀鋁粉的制備方法其余與實(shí)施例1相同，不同 之處在于：
[0024] 步驟①中鋅粉、硒粉、鋁粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為鋅粉0. 65份、硒粉0. 87份、鋁粉152 份。
[0025] 步驟①中放置鋅粉的蒸發(fā)器加熱至920°C，鋅粉氣化；放置硒粉的蒸發(fā)器加熱至 700 °C，硒粉氣化。
[0026] 步驟②鋁粉表面沉積ZnSe薄膜的厚度為0. 1~I.Iym。
[0027] (實(shí)施例3)
[0028] 本實(shí)施例的表面包覆改性薄膜的片狀鋁粉的制備方法其余與實(shí)施例1相同，不同 之處在于：
[0029] 步驟①中由硫粉代替鋅粉，鋅粉、硫粉、鋁粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為鋅粉0. 72份、硫粉 0. 35份、鋁粉107份。
[0030] 步驟①中將鋅粉和硫粉分別在940°C和710°C下高溫熔融氣化，鋅蒸氣與硫蒸氣 接觸后快速反應(yīng)形成硫化鋅納米顆粒。
[0031] 步驟②鋁粉與霧狀硫化鋅納米顆粒充分混合接觸，從而在鋁粉表面沉積一層ZnS 薄膜，ZnS薄膜厚度為0. 2~2. 3ym。
[0032] (實(shí)施例4)
[0033] 本實(shí)施例的表面包覆改性薄膜的片狀鋁粉的制備方法其余與實(shí)施例3相同，不同 之處在于：
[0034] 步驟①中鋅粉、硫粉、鋁粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為鋅粉0. 78份、硫粉0. 38份、鋁粉116 份。
[0035] 步驟①中將鋅粉和硫粉分別在900°C和715°C下高溫熔融氣化。
[0036] 步驟②鋁粉表面沉積的ZnS薄膜的厚度為0. 15~2.Iym。
[0037] (實(shí)施例5)
[0038] 本實(shí)施例的表面包覆改性薄膜的片狀鋁粉的制備方法其余與實(shí)施例1相同，不同 之處在于：
[0039] 步驟①中鋅粉、硒粉、鋁粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為鋅粉0. 72份、硒粉0. 95份、鋁粉167 份。
[0040] 步驟①中將鋅粉和硒粉分別920°C和710°C的高溫熔融氣化。
[0041 ] 步驟②鋁粉表面沉積的ZnSe薄膜的厚度為0? 25~L4ym。
[0042] 對(duì)實(shí)施例1至實(shí)施例5制備的表面包覆硫化鋅或硒化鋅薄膜的片狀鋁粉進(jìn)行檢 測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如下：
[0043]
[0044] 注：表中包覆率是指鋁片表面薄膜的質(zhì)量與鋁片與薄膜總質(zhì)量的百分比。
[0045] 由表中數(shù)據(jù)可知，包覆薄膜的鋁粉可見(jiàn)光反射率大大降低。
[0046] 本發(fā)明在片狀鋁粉表面包覆紅外透過(guò)性極好的硫化鋅或硒化鋅薄膜，得到的表面 改性的片狀鋁粉保留鋁粉自身低紅外發(fā)射率性能，同時(shí)硫化鋅或硒化鋅薄膜大大降低了片 狀鋁粉對(duì)可見(jiàn)光的反射，隱蔽片狀鋁粉對(duì)可見(jiàn)光反射能力。由于硫化鋅或硒化鋅薄膜具有 極好的紅外透過(guò)性，所制得的表面包覆改性的片狀鋁粉可廣泛應(yīng)用于紅外偽裝材料中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種表面包覆改性薄膜的片狀鋁粉，其特征在于：改性薄膜為硫化鋅薄膜或硒化鋅 薄膜；硫化鋅薄膜或硒化鋅薄膜完全包覆片狀鋁粉表面，硫化鋅薄膜或硒化鋅薄膜的厚度 為 0? lym ~3ym〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面包覆改性薄膜的片狀鋁粉，其特征在于：硫化鋅薄膜或 硒化鋅薄膜的厚度為0.1 y m~I. 2 y m。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的表面包覆改性薄膜的片狀鋁粉，其特征在于：硫化鋅薄 膜或硒化鋅薄膜的包覆率為2%~7%;所述包覆率是指鋁片表面薄膜的質(zhì)量與鋁片與薄膜 總質(zhì)量的百分比。4. 一種如權(quán)利要求1所述的表面包覆改性薄膜的片狀鋁粉的制備方法，其特征在于包 括以下步驟： ① 將兩個(gè)蒸發(fā)器中抽真空，然后通入氬氣并充滿蒸發(fā)器內(nèi)腔；將鋅粉和硒粉或者鋅粉 和硫粉分別放入兩個(gè)蒸發(fā)器，分別加熱使鋅粉和硒粉或硫粉氣化；將氣化狀態(tài)的鋅和氣化 狀態(tài)的硒或硫分別由氬氣氣流輸送至反應(yīng)腔，在反應(yīng)器內(nèi)腔內(nèi)氣化狀態(tài)的鋅和氣化狀態(tài)的 硒或硫反應(yīng)生成硒化鋅或硫化鋅；硒化鋅或硫化鋅在反應(yīng)腔內(nèi)呈霧態(tài)； 在另一反應(yīng)器中，放入片狀鋁粉，反應(yīng)器內(nèi)抽真空處理，抽真空后通入高壓氮?dú)?，使?鋁粉呈霧態(tài)漂??； ② 將步驟①霧狀漂浮的鋁粉由高壓氮?dú)鈿饬鬏斔椭龄\和硒或硫的反應(yīng)器內(nèi)腔中；鋁粉 與霧狀硒化鋅或硫化鋅充分混合接觸，然后向鋅和硒或硫的反應(yīng)器內(nèi)腔中加入液氮，硒化 鋅或硫化鋅快速冷卻并吸附在片狀鋁粉表面，從而在鋁粉表面沉積一層ZnSe薄膜或ZnS薄 膜，從而得到表面包覆硒化鋅薄膜或硫化鋅薄膜的片狀鋁粉。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面包覆改性薄膜的片狀鋁粉的制備方法，其特征在于： 步驟①中放置鋅粉的蒸發(fā)器加熱至900°C~1000°C，放置硒粉或的蒸發(fā)器加熱至 700 cC ~780 cC 〇6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面包覆改性薄膜的片狀鋁粉的制備方法，其特征在于： 步驟①中鋅粉、硒粉或硫粉、錯(cuò)粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為鋅粉〇. 6份~0. 8份、硒粉或硫粉 〇? 3份~1份、鋁粉100份~170份。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面包覆改性薄膜的片狀鋁粉的制備方法，其特征在于：步 驟②中加入液氮后，硒化鋅或硫化鋅在IOs內(nèi)快速冷卻并吸附在片狀鋁粉表面。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種表面包覆改性薄膜的片狀鋁粉及其制備方法，改性薄膜為硫化鋅薄膜或硒化鋅薄膜；硫化鋅薄膜或硒化鋅薄膜的厚度為0.1μm～3μm。本發(fā)明在片狀鋁粉表面包覆紅外透過(guò)性極好的硫化鋅或硒化鋅薄膜，得到的表面改性的片狀鋁粉保留鋁粉自身低紅外發(fā)射率性能，同時(shí)硫化鋅或硒化鋅薄膜大大降低了片狀鋁粉對(duì)可見(jiàn)光的反射，隱蔽片狀鋁粉對(duì)可見(jiàn)光反射能力。由于硫化鋅或硒化鋅薄膜具有極好的紅外透過(guò)性，所制得的表面包覆改性的片狀鋁粉可廣泛應(yīng)用于紅外偽裝材料中。
【IPC分類】B22F9/12, B22F1/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105057658
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510422372
【發(fā)明人】徐勤力, 李江新, 岳曉峰
【申請(qǐng)人】常州市武進(jìn)晨光金屬涂料有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年7月20日