一种脂肪岩二氧化硅基金属涂层及制备方法与流程

1.本发明涉及功能涂料技术领域，具体为一种脂肪岩二氧化硅基金属涂层及制备方法。


背景技术：

2.吸波消音隐身材料作为高端装备技术，在军事化设备上应用较为广泛，目前在战争电子信息化时代，如吸波消音隐身的材料及其重要，如战车、坦克、火炮及战机导弹都有可能曝光在对方的火控范围之中，一旦曝光，危险系数极高。
3.吸波材料从材料组成上也可分为两种，一种是涂覆型吸波材料，一种是结构型吸波隐身材料，涂覆型吸波材料是在树脂基或橡胶基中加入吸波剂而制成，这种吸波材料施工方面，可采用涂刷或喷涂方法施工，可适用复杂曲面形体，如吸波涂料/隐身涂料，但这种涂覆型材料存在耐候性的问题，由于其附着在飞机表面，表面附着力随着使用年限和气候的变化而逐渐降低，甚至脱落，同时也面临着后续维护维修等问题；结构型吸波材料通常以树脂/纤维增强复合材料为载体，加入吸收剂制成，是一种多功能复合材料，它既能承载作结构件，具备复合材料质轻、高强的优点，又能较好地吸收或透过电磁波，已成为当前隐身材料重要的发展方向。
4.如专利号zl201620487705.5为所述的矿石粉体颗粒分离设备对高密度分子和低密度分子分离、重金属元素和非金属元素分离及其它贵金属元素分离，单纯的追求吸波消音功能无法保证涂层结构在实际的恶劣环境中进行有效使用，对于此，往往采用针对恶劣环境进行对应涂层结构改进，如在高温环境中，进行耐高温性加强，在雨水环境中，进行防水方面改进，这样的设置，由于实际使用过程中，恶劣环境是变化性的，导致常规的吸波涂层结构使用寿命往往达不到预期效果。


技术实现要素：

5.（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了一种脂肪岩二氧化硅基金属涂层及制备方法，解决了常规吸波涂层结构使用寿命往往达不到预期效果的问题。
6.（二）技术方案为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种脂肪岩二氧化硅基金属涂层，包括金属基层、隔热层、吸波层和涂覆层，其中金属基层、隔热层、吸波层和涂覆层层层叠加后，经过微波低温烧结制作成脂肪岩二氧化硅基金属涂层，金属基层由金属网片和金属板中的一种或者多种组成，所述隔热层设置在金属基层的顶部，所述隔热层原料按重量比份包括：脂肪岩二氧化硅46-85份：石墨烯纤维10-17份：粘合剂1-3份，所述吸波层设置在隔热层的顶部，所述吸波层原料按重量比份包括：脂肪岩二氧化硅60-85份：铁氧体18-45份：碳纤维9-16份：粘合剂2-5份，所述涂覆层设置在吸波层的顶部，所述涂覆层采用活性硅材料制备而成。
7.通过采用上述技术方案，利用铁氧体、碳纤维、石墨烯具备的吸收电磁波产生磁短路锅流发热消除了电磁波的反射能力，使各种雷达接收器，接收不到电磁波的信号，达到隐身目的，吸波性能优异的同时，利用层层叠加的形式进行涂层装配，配合低温烧结来进行结构稳固，保证结构整体稳定性的同时，涂层之间更加紧密的联系，使得整体具备更加优良的防水、耐高温、吸波消音性能。
8.本发明进一步设置为：所述隔热层原料按重量比份包括：脂肪岩二氧化硅46份：石墨烯纤维17份：粘合剂3份，所述吸波层原料按重量比份包括：脂肪岩二氧化硅85份：铁氧体18份：碳纤维16份：粘合剂2份。
9.本发明进一步设置为：所述隔热层原料按重量比份包括：脂肪岩二氧化硅70份：石墨烯纤维12份：粘合剂2份，所述吸波层原料按重量比份包括：脂肪岩二氧化硅60份：铁氧体45份：碳纤维9份：粘合剂5份。
10.本发明进一步设置为：所述隔热层原料按重量比份包括：脂肪岩二氧化硅85份：石墨烯纤维10份：粘合剂1份，所述吸波层原料按重量比份包括：脂肪岩二氧化硅75份：铁氧体30份：碳纤维12份：粘合剂4份。
11.本发明还公开了一种脂肪岩二氧化硅基金属涂层制备方法，具体包括以下步骤：步骤一、材料制备：对石材原料进行粉碎后，其中石材原料包括但不限于含密度高的岩石、废矿石和鹅卵石，进行研磨，经过1000目-3000目筛筛分后得到纳米级细粉，使用电子分解设备对纳米级细粉进行分解筛分后，经过造粒膨化后，得到脂肪岩二氧化硅；步骤二、配料制备：将步骤一中制得的脂肪岩二氧化硅部分投入搅拌机中，加入石墨烯纤维和硅酸钾钠，以1000-2500r/min的转速搅拌10-15min后，得到配料a，将步骤一中制得的脂肪岩二氧化硅部分投入搅拌机中，加入铁氧体、碳纤维和硅酸钾钠，以1000-2500r/min的转速搅拌10-15min后，得到配料b；步骤三、涂层模压：将金属基层置于下模板的模腔中，随后将步骤二中的配料a均匀的涂覆在金属基层上，得到隔热层，随后将配料b均匀的涂覆在隔热层上，得到吸波层，随后将上模板下压，对下模板中的金属基层、隔热层和吸波层挤压1-3min，得到隐身基体；步骤四、涂抹烧结：在步骤三中制得的隐身基体表面涂抹活性硅，得到半成品，将半成品置于烧结炉中，进行400℃-1000℃的微波低温烧结，得到成品。
12.通过上述技术方案，制作出多孔超轻细微的脂肪岩二氧化硅，其孔径在少之微米纳米之间，不溶于水的同时，无毒无味，具有较好的吸音吸波功能，有效保证涂层吸波功能的同时，使得涂层具备优良的防水效果，且通过烧结的方式进行定型，保证整体结构长时间使用稳定性的同时，具有良好的防火隔热效果。
13.（三）有益效果本发明提供了一种脂肪岩二氧化硅基金属涂层及制备方法。具备以下有益效果：（1）该脂肪岩二氧化硅基金属涂层及制备方法，通过利用铁氧体、碳纤维、石墨烯具备的吸收电磁波产生磁短路锅流发热消除了电磁波的反射能力，使各种雷达接收器，接收不到电磁波的信号，达到隐身目的，吸波性能优异的同时，利用层层叠加的形式进行涂层装配，配合低温烧结来进行结构稳固，保证结构整体稳定性的同时，涂层之间更加紧密的联系，使得整体具备更加优良的防水、耐高温、吸波消音性能。
14.（2）该脂肪岩二氧化硅基金属涂层及制备方法，通过制作出多孔超轻细微的脂肪
岩二氧化硅，其孔径在少之微米纳米之间，不溶于水的同时，无毒无味，具有较好的吸音吸波功能，有效保证涂层吸波功能的同时，使得涂层具备优良的防水效果，且通过烧结的方式进行定型，保证整体结构长时间使用稳定性的同时，具有良好的防火隔热效果。
附图说明
15.图1为本发明的外部结构示意图；图2为本发明的对比检测结果示意图。
16.图中，1、金属基层；2、隔热层；3、吸波层；4、涂覆层。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.请参阅图1-2，本发明实施例提供以下技术方案：实施例一、一种脂肪岩二氧化硅基金属涂层的制备方法，具体包括以下步骤：步骤一、材料制备：对石材原料进行粉碎后，进行研磨，得到纳米级细粉，使用电子分解设备对纳米级细粉进行分解筛分，经过造粒膨化后，得到脂肪岩二氧化硅；步骤二、配料制备：将步骤一中制得的脂肪岩二氧化硅46份投入搅拌机中，加入石墨烯纤维17份和硅酸钾钠3份，以1000r/min的转速搅拌15min后，得到配料a，将步骤一中制得的脂肪岩二氧化硅85份投入搅拌机中，加入铁氧体18份、碳纤维16份和硅酸钾钠2份，以2500r/min的转速搅拌10min后，得到配料b；步骤三、涂层模压：将金属基层1置于下模板的模腔中，随后将步骤二中的配料a均匀的涂覆在金属基层1上，得到隔热层2，随后将配料b均匀的涂覆在隔热层2上，得到吸波层3，随后将上模板下压，对下模板中的金属基层1、隔热层2和吸波层3挤压1min，得到隐身基体；步骤四、涂抹烧结：在步骤三中制得的隐身基体表面涂抹活性硅，得到半成品，将半成品置于烧结炉中，进行微波低温烧结，得到成品。
19.本实施例中，对制得的成品进行密度综合比重、抗压强度、-10℃和+40℃下的导热系数进行检测，结果如附图2所示，利用本实施例制得的成品作为墙体使用时，与行业的墙体指标相比，本实施例具有显著的低密度综合比重、高抗压强度和低导热系数的优势。
20.实施例二、一种脂肪岩二氧化硅基金属涂层的制备方法，具体包括以下步骤：步骤一、材料制备：对石材原料进行粉碎后，进行研磨，得到纳米级细粉，使用电子分解设备对纳米级细粉进行分解筛分，经过造粒膨化后，得到脂肪岩二氧化硅；步骤二、配料制备：将步骤一中制得的脂肪岩二氧化硅70份投入搅拌机中，加入石墨烯纤维12份和硅酸钾钠2份，以1800r/min的转速搅拌13min后，得到配料a，将步骤一中制得的脂肪岩二氧化硅60份投入搅拌机中，加入铁氧体45份、碳纤维9份和硅酸钾钠5份，以
1000r/min的转速搅拌15min后，得到配料b；步骤三、涂层模压：将金属基层1置于下模板的模腔中，随后将步骤二中的配料a均匀的涂覆在金属基层1上，得到隔热层2，随后将配料b均匀的涂覆在隔热层2上，得到吸波层3，随后将上模板下压，对下模板中的金属基层1、隔热层2和吸波层3挤压2min，得到隐身基体；步骤四、涂抹烧结：在步骤三中制得的隐身基体表面涂抹活性硅，得到半成品，将半成品置于烧结炉中，进行微波低温烧结，得到成品。
21.本实施例中，对制得的成品进行密度综合比重、抗压强度、-10℃和+40℃下的导热系数进行检测，结果如附图2所示，利用本实施例制得的成品作为墙体使用时，与行业的墙体指标相比，本实施例具有显著的低密度综合比重、高抗压强度和低导热系数的优势。
22.实施例三、一种脂肪岩二氧化硅基金属涂层的制备方法，具体包括以下步骤：步骤一、材料制备：对石材原料进行粉碎后，进行研磨，得到纳米级细粉，使用电子分解设备对纳米级细粉进行分解筛分，经过造粒膨化后，得到脂肪岩二氧化硅；步骤二、配料制备：将步骤一中制得的脂肪岩二氧化硅85份投入搅拌机中，加入石墨烯纤维10份和硅酸钾钠1份，以2500r/min的转速搅拌10min后，得到配料a，将步骤一中制得的脂肪岩二氧化硅75份投入搅拌机中，加入铁氧体30份、碳纤维12份和硅酸钾钠4份，以1800r/min的转速搅拌12min后，得到配料b；步骤三、涂层模压：将金属基层1置于下模板的模腔中，随后将步骤二中的配料a均匀的涂覆在金属基层1上，得到隔热层2，随后将配料b均匀的涂覆在隔热层2上，得到吸波层3，随后将上模板下压，对下模板中的金属基层1、隔热层2和吸波层3挤压3min，得到隐身基体；步骤四、涂抹烧结：在步骤三中制得的隐身基体表面涂抹活性硅，得到半成品，将半成品置于烧结炉中，进行微波低温烧结，得到成品。
23.本实施例中，对制得的成品进行密度综合比重、抗压强度、-10℃和+40℃下的导热系数进行检测，结果如附图2所示，利用本实施例制得的成品作为墙体使用时，与行业的墙体指标相比，本实施例具有显著的低密度综合比重、高抗压强度和低导热系数的优势。
24.作为详细说明，对上述实施例制得成品进行吸波检测和防火检测后，可以看出本发明制备的脂肪岩二氧化硅基金属涂层，在吸波功能上，对声波、米波、毫米波、微波等1-2000兆赫具有良好的吸波效果，在防火隔热功能上，在1400度时，仍具有优良的防火效果，防火级别达到a2级别，并且比重轻为0.2-0.5，还具有抗老化抗腐蚀功能，不溶于水的同时，无毒无味。
25.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。