[发明专利]纳米Si/CuO红外辐射添加剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于红外辐射添加剂领域，特别是一种红外辐射波段广，红外辐射能量大的纳米Si/CuO红外辐射添加剂及其制备方法。

背景技术

高热剂是由金属或非金属单质与其它元素的氧化物组成的烟火药剂，其燃烧反应类似置换反应，生成另一种单质及氧化物的熔渣。高热剂燃烧产生超过2000K的高温，同时高温熔渣产物在空气中有一个较长时间的冷却过程，因而在整个红外波段都具有很强的红外辐射。

高热剂成分可以有效的增强红外辐射，如中国发明专利“一种红外辐射器上的热源体”（申请号：201010564083.9，公开日：2011.9.21）和中国发明专利“长波红外辐射药剂”（申请号：200410011117.6，公开日：2005.4.6），其配方中均含有高热剂成分。

然而，上述配方中虽然都含高热剂成分，但其只是简单的物理混合，不能保证充分发生高热剂反应，点火性能和燃烧性能不佳，无法有效增强整个红外波段的辐射能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米Si/CuO红外辐射添加剂，保证高热剂反应的充分发生，点火性能和燃烧性能提高，有效增强红外辐射药剂在整个红外波段的辐射能力。

本发明的另一目的在于提供两种纳米Si/CuO红外辐射添加剂的制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种纳米Si/CuO红外辐射添加剂，其组分及质量百分含量为：超细硅粉  10～30，纳米CuO  90～70。

优选地，所述纳米CuO的质量百分含量为90～80；最好为85。

优选地，所述超细硅粉的粒径为4.7～5.2μm；最好为4.97μm。

实现本发明另一目的的技术解决方案为：一种纳米Si/CuO红外辐射添加剂的制备方法，其包括如下步骤：

61）原料计量：根按下述反应历程准确称量原材料五水合硫酸铜、超细硅粉、氢氧化钠和吐温,

第一步反应：Cu²⁺+2OH^-→Cu(OH)₂↓,

第二步反应：Cu(OH)₂→CuO+H₂O；

62）制备原料溶液：将五水合硫酸铜与水以1g：20ml的比例配成溶液并滴入吐温-80，形成硫酸铜溶液，将氢氧化钠与水以1g：30ml的比例配成氢氧化钠溶液，备用；

63）添加硅粉：在常温和搅拌条件下，向所述硫酸铜溶液中加入超细硅粉，并充分搅拌使其均匀分散在溶液中形成混合悬浊液；

64）制备前驱物：向所述混合悬浊液中缓慢滴加所述氢氧化钠溶液，使其充分反应，将产物过滤，用去离子水洗涤3次，得到前驱物；

65）煅烧：将所述前驱物在烘箱中于400℃下煅烧2h，所得粉体产物即为纳米Si/CuO红外辐射添加剂。

实现本发明另一目的的又一技术解决方案为：一种纳米Si/CuO红外辐射添加剂的制备方法，其包括如下步骤：

71）原料计量：按下述反应历程准确称量原材料CuCl₂、DBS、氢氧化钠、硅粉和CCl₄，

第一步反应：Cu²⁺+2OH^-→Cu(OH)₂↓,

第二步反应：Cu(OH)₂→CuO+H₂O；

72）制备原料溶液：将CuCl₂与水以1g：30ml的比例配成CuCl₂溶液，将氢氧化钠与水以1g：30ml的比例配成NaOH溶液，将DBS与水以1g：25ml水的比例配成DBS溶液，按CuCl₂与CCl₄以1g：15ml的比例量取CCl₄；

73）添加硅粉：取CuCl2溶液，加入超细硅粉，并充分搅拌使其均匀分散在溶液中形成混合悬浊液，在混合悬浊液溶液种加入CCl4。

74）生成沉淀物：在搅拌状态下向混合悬浊液滴加NaOH溶液和DBS溶液，抽滤，得到沉淀物。

75）烘干：将所述沉淀物在烘箱中于130℃下烘干2h，所得粉体产物即为纳米Si/CuO红外辐射添加剂。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

1、高热剂是一种单体形式，能实现完全的高热剂反应；

2、在整个红外波段都有很强的红外辐射效果；

具体实施方式