本發明屬于新型納米材料制備應用領域。
背景技術：
紅外線是一種不可見的射線，介于可見光和微波之間，波長范圍約為0.75-1000μm，分為近紅外、中紅外和遠紅外三部分。當構成分子內能的三部分能量(原子核外電子的能量，原子的振動能量和分子的轉動能量)中有一、二或三種同時發生量子化躍遷時就會向外輻射紅外線。由于能量躍遷差的不同，分別輻射出近紅外線、中紅外線和遠紅外線。在光譜學中，根據紅外輻射產生的機理不同，可將紅外輻射按波長分成三個區域：近紅外區(波長0.75-2.5μm)對應原子能級之間的躍遷和分子振動泛頻區的振動光譜帶，中紅外區(波長2.5-25μm)對應分子轉動-振動能級之間的躍遷，遠紅外區(波長25-1000μm)對應分子轉動能級之間的躍遷。
紅外吸收材料是指對紅外光區某一頻段或某幾個頻段具有較強吸收的特殊功能材料。在紅外隱身技術中，紅外吸波材料主要用于吸收目標的紅外輻射達到紅外隱身的效果。納米材料獨特的結構使其在紅外吸波材料中具有獨特的性能和優勢。中國專利cn106092334a公開了一種基于碳納米紅外吸收層的紅外探測器，該方法所制備的紅外吸收器件吸收效率高，但是對波段缺乏選擇性，對紫外光、可見光、紅外光均有吸收，可見其材料透明性比較差，體色較為單一的黑色；中國專利cn103805135b公開了一種紅外吸收功能納米復合材料的制備方法及應用，該復合材料對紅外射線能夠達到多波段、寬頻帶的吸收效果，具有優良的紅外吸收功能，但是由于材料自身為有機物的特性，導致材料穩定性較差，性能不穩定。
本發明提供一種彩色無機紅外吸收材料的制備，通過微波水熱法合成納米紅外吸收材料，然后通過水熱法在顆粒表面包覆一層有機染料，制備出的彩色的紅外吸收材料在紅外吸收纖維，智能穿戴，激光防護材料，防偽材料等領域有廣闊的應用前景。
技術實現要素：
本發明提供一種彩色無機紅外吸收材料的制備，它包括：納米氧化銻，納米氧化錫以及納米氧化錫銻中的一種或多種混合材料；合成工藝為：通過微波水熱法合成納米紅外吸收材料，然后通過水熱法在顆粒表面包覆一層有機染料，得到彩色的紅外吸收材料，粒徑分布在50-2000nm，不同的粒度對應紅外吸收波段不同，當粒度分布在50-100nm時，對紅外波段800-3000nm吸收效率較好；當粒度分布在100-200nm時，對紅外波段3000-5000nm吸收效率較高；然后以聚甲基丙烯酸甲酯為載體漿料，加入一定量的分散劑、消泡劑、粘合劑，通過球磨制備出紅外吸收漿料，然后通過印刷或噴涂的方式在基體表面形成一層均勻致密的紅外吸收薄膜，對于800nm—5000nm的紅外波段吸收效率達到80%以上，而且在制備出彩色的顆粒的前提下不影響對紅外的吸收效率，在紅外吸收纖維的制備有極大的優勢，產生紅外吸收的效果。
本發明中的納米氧化銻，納米氧化錫以及納米氧化錫銻是以高純金屬銻、錫為原料，利用高濃度鹽酸或硝酸將金屬銻、錫溶解后制備sb3+溶液和sn4+溶液，配制成一定濃度的溶液，然后利用微波震蕩通過水熱合成粒度分布均一的納米顆粒，按一定比例加入有機染料，利用高溫冷凝回流法制備出表面包覆有機染料的多色彩的無機紅外吸收材料。
本發明中的分散劑為水性分散劑，包括六偏磷酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮中的一種或多種；消泡劑為有機硅消泡劑，包括聚二甲基硅氧烷、氟硅氧烷、乙二醇硅氧烷中的一種或多種；附著力促進劑為無色附著力促進劑，包括丙基三甲基硅氧烷、氨丙基三乙基硅氧烷中的一種或多種。
本發明中的微波水熱法合成工藝方式為；首先將金屬銻、錫置于燒杯中，然后加入高濃度鹽酸，在電爐上加熱溶解徹底，然后配制成一定濃度的溶液；然后取一定量的溶液置于三口燒瓶內，加入1%-5%的分散劑，在微波震蕩反應器中攪拌反應，反應完成后加入0.1%-0.3%的有機染料，在通過冷凝回流在50度下制備納米顆粒，然后通過水洗、離心后烘干得到納米材料。將紅外納米材料與漿料載體混合均勻制備紅外吸收漿料；漿料配制工藝為以甲基丙烯酸甲酯為載體材料，紅外吸收納米材料加入質量比為25%-40%，消泡劑添加質量比為0.5%-2%，附著力促進劑添加比例為0.1%-1.5%，然后通過球磨混合72小時，得到高度分散的紅外吸收漿料，通過絲網印刷和噴涂的工藝，在基體表面形成致密的紅外吸收層，可用于濾波材料，在紅外隱身材料，激光防護材料，防偽材料等領域有較好的應用前景。
具體實施方式
本發明提供一種彩色無機紅外吸收材料的制備，它包括：納米氧化銻，納米氧化錫以及納米氧化錫銻中的一種或多種混合材料；合成工藝為：通過微波水熱法合成納米紅外吸收材料，然后通過水熱法在顆粒表面包覆一層有機染料，得到彩色的紅外吸收材料，粒徑分布在50-200nm，不同的粒度對應紅外吸收波段不同，當粒度分布在50-100nm時，對紅外波段800-3000nm吸收效率較好；當粒度分布在100-200nm時，對紅外波段3000-5000nm吸收效率較高；然后以聚甲基丙烯酸甲酯為載體漿料，加入一定量的分散劑、消泡劑、粘合劑，通過球磨制備出紅外吸收漿料，然后通過印刷或噴涂的方式在基體表面形成一層均勻致密的紅外吸收薄膜，對于800nm—5000nm的紅外波段吸收效率達到80%以上，而且在制備出彩色的顆粒的前提下不影響對紅外的吸收效率，在紅外吸收纖維的制備有極大的優勢。
本發明的納米氧化銻，納米氧化錫以及納米氧化錫銻是以高純金屬銻、錫為原料，利用高濃度鹽酸或硝酸將金屬銻、錫溶解后制備sb3+溶液和sn4+溶液，配制成濃度為0.02mol/l的溶液，加入一定量的分散劑，調節溶液ph值為6-8，利用微波震蕩將溶液分散均勻，然后在將溶液加入高溫反應釜中同時攪拌；通過水熱合成粒度分布均一的納米顆粒，將得到的納米顆粒置于三口燒瓶中，同時按一定比例加入有機染料，利用高溫冷凝回流法制備出表面包覆有機染料的多色彩的無機紅外吸收材料。
本發明的分散劑為水性分散劑，包括六偏磷酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮中的一種或多種；消泡劑為有機硅消泡劑，包括聚二甲基硅氧烷、氟硅氧烷、乙二醇硅氧烷中的一種或多種；附著力促進劑為無色附著力促進劑，包括丙基三甲基硅氧烷、氨丙基三乙基硅氧烷中的一種或多種。
本發明的微波水熱法合成工藝方式為；首先將金屬銻、錫置于燒杯中，然后加入高濃度鹽酸，在電爐上加熱溶解徹底，然后配制成濃度為0.02mol/l的溶液；然后取一定量的sn4+溶液置于燒杯中，按摩爾比加入5.0%的sb3+溶液，加入1%-5%的分散劑，用naoh調節溶液的ph值為6-8，利用微波震蕩將溶液分散均勻，然后在將溶液加入高溫反應釜中設溫度為200度，同時攪拌，通過水熱合成粒度分布均一的納米顆粒，然后將得到的納米顆粒經過離心，水洗，烘干得到固體粉末，將得到的納米顆粒粉末配置成固含量為5%-10%的溶液置于三口燒瓶中，同時加入0.1%-0.3%的有機染料，在通過冷凝回流在50度下制備納米顆粒，然后通過水洗、離心后烘干得到納米材料。
本發明中以甲基丙烯酸甲酯為載體材料，將載體材料用有機溶劑二甲基甲酰胺溶解形成固含量為50%-75%的載體漿料，紅外吸收納米材料加入質量比為25%-40%，消泡劑添加質量比為0.5%-2%，附著力促進劑添加比例為0.1%-1.5%，然后通過球磨混合72小時，得到高度分散的紅外吸收漿料。
本發明優點在于
本發明吸收峰譜寬，吸收效率高，制備工藝簡單，生產成本低，易于工業化批量生產。其可以涂敷在建筑、鋼鐵、布匹、玻璃等表面，也可以摻混在涂料里，噴涂、印刷。
本發明材料色彩多樣性，光譜吸收特異性強，對可見光可進行選擇性吸收。可以用于激光焊接塑料加速塑料熱熔，如對1.06微米的吸收。可以用于偽裝防護，紅外防熱等。
本發明可實現多色彩，可制備多色纖維，在防偽纖維上有廣闊的應用前景。可以制造成服裝、遮布等，也可以加入到水泥中。本發明制作的彩色纖維、涂料可以與環境顏色協調匹配，并選擇性吸收近紅外激光，其避免了黑色碳納米材料無法改變顏色，以及全短波段吸收缺點。
具體實施例
實施例1
制備制備sb3+溶液和sn4+溶液：準確稱取金屬錫2.375g置于燒杯中，然后加入濃鹽酸20ml，置于電爐上加熱溶解完全后蒸發多余的濃鹽酸，然后配制成濃度為0.02mol/l的sncl4溶液備用；另取高純金屬銻2.435g置于燒杯中，然后加入濃鹽酸20ml，加熱溶解制備成0.02mol/l的sbcl3溶液備用。
實施例2
取0.02mol/l的sncl4溶液50ml置于高溫反應釜內，然后加入0.037g十六烷基三甲基溴化銨，攪拌溶解后用濃度為0.5mol/l的naoh溶液調節溶液的ph為7，然后在微波震蕩儀中震蕩分散30min，完成后在加熱套中設溫度為200度攪拌反應4小時，反應完成后靜置冷卻至室溫，然后將得到的納米顆粒經過離心，水洗，烘干得到固體粉末備用。
稱取固體納米顆粒1.5g置于三口燒瓶中，然后加入30ml無水乙醇，攪拌均勻后加入0.002g染料置于三口燒瓶內，設溫度為50度，冷凝回流反應3小時，反應完成后通過水洗、離心后烘干得到納米材料。
然后取甲基丙烯酸甲酯5g，加入有機溶劑二甲基甲酰胺溶解形成載體漿料，然后加入紅外吸收納米材料加入質量比為0.5g，加入氟硅氧烷0.02g，加入丙基三甲基硅氧烷0.05g，然后通過球磨混合72小時，得到高度分散的紅外吸收漿料。
實施例3
取0.02mol/l的sbcl3溶液500ml置于高溫反應釜內，然后加入0.365g十六烷基三甲基溴化銨，攪拌溶解后用濃度為0.5mol/l的naoh溶液調節溶液的ph為8，然后在微波震蕩儀中震蕩分散60min，完成后在加熱套中設溫度為200度攪拌反應6小時，反應完成后靜置冷卻至室溫，然后將得到的納米顆粒經過離心，水洗，烘干得到固體粉末備用。
稱取固體納米顆粒4.5g置于三口燒瓶中，然后加入60ml無水乙醇，攪拌均勻后加入0.015g染料置于三口燒瓶內，設溫度為50度，冷凝回流反應4小時，反應完成后通過水洗、離心后烘干得到納米材料。
然后取甲基丙烯酸甲酯15g，加入有機溶劑二甲基甲酰胺溶解形成載體漿料，然后加入紅外吸收納米材料加入質量比為2.0g，加入氟硅氧烷0.1g，加入丙基三甲基硅氧烷0.15g，然后通過球磨混合72小時，得到高度分散的紅外吸收漿料。
實施例4
取0.02mol/l的sncl4溶液100ml，然后加入0.02mol/l的sbcl3溶液5ml置于高溫反應釜內，然后加入0.125g十六烷基三甲基溴化銨，攪拌溶解后用濃度為0.5mol/l的naoh溶液調節溶液的ph為6，然后在微波震蕩儀中震蕩分散60min，完成后在加熱套中設溫度為200度攪拌反應8小時，反應完成后靜置冷卻至室溫，然后將得到的納米顆粒經過離心，水洗，烘干得到固體粉末備用。
稱取固體納米顆粒1.5g置于三口燒瓶中，然后加入40ml無水乙醇，攪拌均勻后加入0.008g染料置于三口燒瓶內，設溫度為50度，冷凝回流反應6小時，反應完成后通過水洗、離心后烘干得到納米材料。
然后取甲基丙烯酸甲酯10g，加入有機溶劑二甲基甲酰胺溶解形成載體漿料，然后加入紅外吸收納米材料加入質量比為1.5g，加入氟硅氧烷0.05g，加入丙基三甲基硅氧烷0.10g，然后通過球磨混合72小時，得到高度分散的紅外吸收漿料。
在上面針對本發明較好的實施方式作了舉例說明后，對本領域的技術人員來說應明白的是，在不偏離本發明的精神和范圍的情況下，對本發明所作的任何改變和改進都在本發明的范圍內。