[发明专利]一种高光谱选择透过性材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种高光谱选择透过性材料的制备方法，包括：红外陶瓷粉体的配备及预处理，红外选择透过剂色母的制备和树脂增韧工序，本发明采用增韧后的PC或PMMA树脂搭配预先防团聚处理过且种类经过比例控制的陶瓷粉体所制备的材料，具备价格低廉、稳定、具备高光谱选择性、高硬度、可塑性和工业化批量生产，可应用到信息传输、光学信号控制等领域。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是一种高光谱选择透光性材料的制备方法。

背景技术

红外光在当前信息传输控制行业举足轻重，因此其传输效率和光谱过滤效率直接影响信息传输和控制的效率和质量，具有高特殊光谱选择透过性的材料迫切被需求，同时追求制备该材料应兼具价廉、稳定、高光谱选择性、高硬度、可塑性和大批量生产。而直接采用氯化钠、氯化钾、氧化锌等盐类或氧化物，所得晶体容易被腐蚀或质量较重，日常维护难度大，难以应用到普通生活环境下的家电上。

现有采用透明高分子树脂结合纳米级或超微粉体级红外透过剂则可能实现质轻、易批量制备、高光谱选择、耐刮擦的特点，因此采用PC(聚碳酸酯)或PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)作为红外视窗是当今最通用的做法，但是纯PC加红外透过剂再加入分散剂这种方式具有非常明显的缺点：1、红外透过剂用量非常低，难以在聚碳酸酯树脂中充分分散均匀；2、纯聚碳酸酯树脂未经过增韧改性就直接经螺杆造粒挤出机加工，冲击强度衰减幅度非常大，将近90％；3、此类配方制备的PC红外透过材料注塑不稳定，很容易产生制件不饱满的缺陷。4、注塑加工温度较高，270～300℃。5、PMMA树脂本身冲击强度很低。

另外红外透过陶瓷材料具有多种，且绝大部分都是同时对可见光区和红外光区具备选透过性，只有几种具备低可见光过滤但对红外光区透过的，同时，添加到高分子树脂中的红外透过陶瓷材料需要为纳米或超微粉体，而纳米颗粒或超微粉体极容易团聚，因此需对几种粉体进行防止团聚和粉体间配合比例控制，才能实现可见光区高过滤同时对红外光区高透过。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种高光谱选择透过性材料的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高光谱选择透过性材料的制备方法，包括以下步骤：

1)红外陶瓷粉体的配备：将氧化钼、氧化铜、碳酸钙、氯化钾、氧化铝、碳酸钠、炭黑按照质量比计量后，称到洁净铁桶中备用；

2)红外陶瓷粉体的预处理：

在反应釜中加入纯度≥99.5％乙醇或醋酸乙酯或异丙醇的溶剂，再将长链硅烷偶联剂加入到溶剂中，搅拌均匀；

反应釜升温到45～60℃后，边搅拌边加入所述步骤1)中的红外陶瓷粉体，直至均匀，再升温到80～100℃干燥1～3小时，得到预处理过的松散红外陶瓷粉体；

3)红外选择透过剂色母的制备：

将所述步骤2)中预处理过的松散红外陶瓷粉体、硬脂酸、树脂、抗氧剂、增韧剂按照质量比计量后，放置于卧式或立式桨式搅拌罐中；

150～500RPM搅拌15～20分钟后，在245℃～260℃温度下，用双螺杆造粒挤出机得到红外选择透光剂色母；

4)树脂增韧：将90～110℃温度下鼓风干燥的颗粒状树脂、抗氧剂、硬脂酸、所述步骤3)所得的红外选择透过剂色母和增韧剂按照质量百分比计量后，置于合适体积的卧式或立式桨式搅拌罐中150～500RPM搅拌5～20分钟；

搅拌后于245℃～260℃温度下用单螺杆造粒挤出机制备出均一黑色塑胶颗粒；

5)制件：设置注塑机温度为255～270℃，背压5～15MPa，注塑压力80～95MPa，注塑速度30～50，冷却时间12～20秒，进行注塑制件。