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一种有机硅树脂基激光防护涂层及制备方法 0 0

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申请进展

基本信息

申请人信息

代理人信息

摘要

法律状态

权利要求

说明书

专利申请流程有哪些步骤？

申请

申请号：指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。

申请日：提出专利申请之日。

2019-01-23

申请公布

申请公布指发明专利申请经初步审查合格后，自申请日（或优先权日）起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。

申请公布号：专利申请过程中，在尚未取得专利授权之前，国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。

申请公布日：申请公开的日期，即在专利公报上予以公开的日期。

2019-04-30

授权

授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由，授予发明专利权；或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由，授予实用新型专利权或外观设计专利权。

2020-11-27

预估到期

发明专利权的期限为二十年，实用新型专利权期限为十年，外观设计专利权期限为十五年，均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。

2039-01-23

基本信息

有效性	有效专利	专利类型	发明专利
申请号	CN201910064039.2	申请日	2019-01-23
公开/公告号	CN109575800B	公开/公告日	2020-11-27
授权日	2020-11-27	预估到期日	2039-01-23
申请年	2019年	公开/公告年	2020年
缴费截止日
分类号	C09D183/04 、C09D7/61	主分类号	C09D183/04
是否联合申请	独立申请	文献类型号	B
独权数量	1	从权数量	7
权利要求数量	8	非专利引证数量	0
引用专利数量	0	被引证专利数量	0
非专利引证
引用专利		被引证专利
专利权维持	3	专利申请国编码	CN
专利事件		事务标签	公开、实质审查、授权

申请人信息

申请人	闽江学院	第一申请人	闽江学院
专利权人	闽江学院	当前专利权人	闽江学院
发明人	叶远松、林棋、薛涵与、方润、夏建荣、韩朋德	第一发明人	叶远松
地址	福建省福州市闽侯县上街镇溪源宫路200号	邮编	350108
申请人数量	1	发明人数量	6
申请人所在省	福建省	申请人所在市	福建省福州市

代理人信息

代理机构

专利代理机构是经省专利管理局审核，国家知识产权局批准设立，可以接受委托人的委托，在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。

福州元创专利商标代理有限公司

代理人

专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务，取得一定资格的人。

蔡学俊

摘要

本发明提供了一种有机硅树脂基激光防护涂层及制备方法，该涂层的基体为耐高温自干型有机硅树脂，填料为(Sm1‑x‑yErxMny)BO3，其中0.005≤x≤0.02、0.1≤y≤0.2，填料与基体的质量比为0.75~1。该涂层对1.06μm、1.54μm红外激光具有吸收和上转换效应，对10.6μm红外激光具有吸收效应，可达到激光防护的目的；可以承受零下40℃至350℃范围内的温度变化，涂层的漫反射率均保持在1%以下；可在室温下固化，具有厚度薄、厚度均匀、表面状态好、附着力≥1级、抗冲击强度≥50kg•cm等优点，从而作为一种可同时耐高温和低温的涂层应用于激光防护领域。

摘要附图
说明书附图：图1
说明书附图：图2
说明书附图：图3
说明书附图：图4
说明书附图：图5
说明书附图：图6

法律状态

序号	法律状态公告日	法律状态	法律状态信息
1	2020-11-27	授权
2	2019-04-30	实质审查的生效	IPC(主分类): C09D 183/04 专利申请号: 201910064039.2 申请日: 2019.01.23
3	2019-04-05	公开

权利要求

权利要求书是申请文件最核心的部分，是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。

1.一种有机硅树脂基激光防护涂层，其特征在于，该涂层的基体为耐高温自干型有机硅树脂，填料为(Sm1-x-yErxMny)BO3，其中0.005≤x≤0.02、0.1≤y≤0.2，填料与基体的质量比为0.75 1；所述填料(Sm1-x-yErxMny)BO3采用柠檬酸-硝酸盐溶胶凝胶燃烧合成法制备，具~
体包括以下步骤：
（1）、按化学计量比称取Sm(NO3)3·6H2O、Er(NO3)3·5H2O、Mn(NO3)2·4H2O、硼酸与一定量的柠檬酸置于烧杯中，加入蒸馏水搅拌均匀，形成透明溶胶；
（2）、将烧杯密封，在恒温磁力搅拌器上一边加热一边搅拌回流；
（3）、解开密封，继续在恒温磁力搅拌器上一边加热一边搅拌，将水分不断蒸发，直至形成透明凝胶；
（4）、将上述装有透明凝胶的烧杯置于电热鼓风干燥箱中热处理，形成蓬松的前驱体粉末；
（5）、将上述前驱体粉末置于快速升温箱式电阻炉中在空气气氛下于一定温度下煅烧，冷却后经研磨得到填料(Sm1-x-yErxMny)BO3。

2.根据权利要求1所述的一种有机硅树脂基激光防护涂层，其特征在于，所述柠檬酸的摩尔数与Sm(NO3)3·6H2O、Er(NO3)3·5H2O、Mn(NO3)2·4H2O和硼酸的总摩尔数的比为1~2。

3.根据权利要求1所述的一种有机硅树脂基激光防护涂层，其特征在于，步骤（2）中所述加热温度为60 80℃、回流的时间为0.5 2h。
~ ~

4.根据权利要求1所述的一种有机硅树脂基激光防护涂层，其特征在于，步骤（3）中所述加热温度为60 80℃。
~

5.根据权利要求1所述的一种有机硅树脂基激光防护涂层，其特征在于，步骤（4）中所述透明凝胶的热处理温度为150 200℃，热处理时间为2 4h。
~ ~

6.根据权利要求1所述的一种有机硅树脂基激光防护涂层，其特征在于，步骤（5）中所述前驱体粉末的煅烧温度为600 800℃，热处理时间为2 4h。
~ ~

7.一种根据权利要求1所述的有机硅树脂基激光防护涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、用400 600目砂纸对铝板进行打磨1 2min，清洗干净，晾干；
~ ~
（2）、称取有机硅树脂和填料(Sm1-x-yErxMny)BO3，加入稀释剂，搅拌10~15min；
（3）、将步骤（2）获得的混合涂料倒入喷枪中，喷枪压力为1 2MPa，枪口与铝板距离为10~
~15cm，将混合涂料均匀喷涂于步骤（1）所述的铝板上，制成(Sm1-x-yErxMny)BO3/有机硅树脂涂层；
（4）、将步骤（3）所述的喷涂(Sm1-x-yErxMny)BO3/有机硅树脂涂层的铝板于室温下固化20
30h后，得到有机硅树脂基激光防护涂层。
~

8.根据权利要求7所述的有机硅树脂基激光防护涂层的制备方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述稀释剂为甲苯，且甲苯与所述有机硅树脂的质量比为：1：（6 8）。
~

说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及精细化工领域，具体而言，涉及一种有机硅树脂基激光防护涂层及制备方法。

背景技术

[0002] 激光由于具有亮度高、方向性好、不易受干扰、频带宽等特点，已被广泛应用于工业、商业、科研、医疗和军事等方面。但由于激光能量密度高而且能量集中，它就有可能对人体的所照部位产生很大伤害。随着激光能量不断提高、激光器品种不断增加以及激光应用范围不断扩大，激光对人员视力和设备的破坏作用也越来越严重，尤其是1.06μm、1.54μm和10.6μm等红外激光，因此对激光破坏的防护研究也需同步进行。由于激光能量高，照射在材料表面会造成局部温度升高，会破坏材料结构。在现有的激光防护材料中，耐高温型激光防护涂层材料的研究并不多见。而且激光的应用领域越来越广泛，激光防护涂层的应用环境也越来越多样化，可应用于低温环境下的激光防护材料的研究也较少。

发明内容

[0003] 本发明的第一目的在于提供一种有机硅树脂基激光防护涂层，其对1.06μm、1.54μm红外激光具有吸收和上转换效应，对10.6μm红外激光具有吸收效应，可达到激光防护的目的。可以承受零下40℃至350℃范围内的温度变化，涂层的漫反射率均保持在1%以下。

[0004] 本发明的第二目的在于提供一种有机硅树脂基激光防护涂层的制备方法，该方法采用喷涂法制备激光防护涂层，所制备的涂层可在室温下固化，具有厚度薄、厚度均匀、表面状态好、附着力≥1级、抗冲击强度≥50kg•cm等优点。

[0005] 为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

[0006] 一种有机硅树脂基激光防护涂层，该涂层的基体为耐高温自干型有机硅树脂，填料为(Sm1-x-yErxMny)BO3，其中0.005≤x≤0.02、0.1≤y≤0.2。

[0007] 填料(Sm1-x-yErxMny)BO3采用柠檬酸-硝酸盐溶胶凝胶燃烧合成法制备，包括以下步骤：

[0008] （1）、按化学计量比称取Sm(NO3)3·6H2O、Er(NO3)3·5H2O、Mn(NO3)2·4H2O、硼酸与一定量的柠檬酸置于烧杯中，加入蒸馏水搅拌均匀，形成透明溶胶；

[0009] （2）、将烧杯密封，在恒温磁力搅拌器上一边加热一边搅拌回流；

[0010] （3）、解开密封，继续在恒温磁力搅拌器上一边加热一边搅拌，将水分不断蒸发，直至形成透明凝胶；

[0011] （4）、将装有透明凝胶的烧杯置于电热鼓风干燥箱中热处理，形成蓬松的前驱体粉末；

[0012] （5）、将前驱体粉末置于快速升温箱式电阻炉中在空气气氛下于一定温度下煅烧，冷却后经研磨得到填料(Sm1-x-yErxMny)BO3。

[0013] 其中步骤（1）中所述柠檬酸的摩尔数与Sm(NO3)3·6H2O、Er(NO3)3·5H2O、Mn(NO3)2·4H2O和硼酸的总摩尔数的比为1~2。

[0014] 其中步骤（2）中所述加热温度为60 80℃、回流的时间为0.5 2h。~ ~

[0015] 其中步骤（3）中所述加热温度为60 80℃。~

[0016] 其中步骤（4）中所述透明凝胶的热处理温度为150 200℃，热处理时间为2 4h。~ ~

[0017] 其中步骤（5）中所述前驱体粉末的煅烧温度为600 800℃，热处理时间为2 4h。~ ~

[0018] 一种有机硅树脂基激光防护涂层的制备方法，包括以下步骤：

[0019] （1）、用400 600目砂纸对铝板进行打磨1 2min，清洗干净，晾干；~ ~

[0020] （2）、称取有机硅树脂和填料(Sm1-x-yErxMny)BO3，加入稀释剂，搅拌10 15min；~

[0021] （3）、将步骤（2）所述的混合涂料倒入喷枪中，喷枪压力为1 2MPa，枪口与铝板距离~为10~15cm，将混合涂料均匀喷涂于步骤（1）所述的铝板上，制成(Sm1-x-yErxMny)BO3/有机硅树脂涂层；

[0022] （4）、将步骤（3）所述的喷涂(Sm1-x-yErxMny)BO3/有机硅树脂涂层的铝板于室温下固化20 30h后，得到有机硅树脂基激光防护涂层。~

[0023] 在步骤（2）中，所述稀释剂为甲苯，且甲苯与所述有机硅树脂的质量比为：1：（6~8）；填料与有机硅基体的质量比为0.75 1。
~

[0024] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：

[0025] （1）本发明提供的一种有机硅树脂基激光防护涂层，利用稀土Sm3+的6H5/2基态向6F9/2激发态的跃迁使填料(Sm1-x-yErxMny)BO3在1.05~1.15μm波段范围内，可针对1.06μm的红外激光进行吸收，利用稀土Sm3+的6H5/2基态向6H13/2激发态的跃迁和Er3+的4I15/2基态向4I13/2激发态的跃迁使填料(Sm1-x-yErxMny)BO3在1.50 1.65μm波段范围内，可针对1.54μm的红外激~
光进行吸收，利用(Sm1-x-yErxMny)BO3中B-O-B键的振动吸收及[BO3]三角体中被激活的B-O对称伸缩振动，可针对10.6μm的红外激光进行吸收，达到激光防护的目的。Er3+和Mn2+能够进入SmBO3的晶格中形成(Sm1-x-yErxMny)BO3固溶体，Er3+通过反Stokes过程将1.06μm和1.54μm的红外激光上转换为可见光，进一步增强了(Sm1-x-yErxMny)BO3的激光防护能力；Mn掺杂后，在(Sm1-x-yErxMny)BO3中产生化合价变价，使掺杂后(Sm1-x-yErxMny)BO3 粉体中载流子浓度增加，对光的吸收发生了整体的提高，又再次增强了(Sm1-x-yErxMny)BO3的激光防护能力，从而达到激光防护的目的。采用耐高温自干型有机硅树脂作为基体，加入采用柠檬酸-硝酸盐溶胶凝胶燃烧合成法制备的纳米(Sm1-x-yErxMny)BO3粉体制成的复合涂层材料可以承受零下40℃至350℃范围内的温度变化，涂层的漫反射率均保持在1%以下，且涂层表面状态不发生变化。

[0026] （2）本发明提供的一种有机硅树脂基激光防护涂层的制备方法，该方法采用喷涂法制备激光防护涂层，所制备的涂层可在室温下固化，具有厚度薄、厚度均匀、表面状态好、附着力高、柔韧性好、抗冲击强度高等优点。

实施方案

[0034] 下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

[0035] 实施例1

[0036] 一种有机硅树脂基激光防护涂层，该涂层的基体为耐高温自干型有机硅树脂，填料为(Sm0.895Er0.005Mn0.1)BO3，填料与基体的质量比为0.75，填料(Sm0.895Er0.005Mn0.1)BO3采用柠檬酸-硝酸盐溶胶凝胶燃烧合成法制备，包括以下步骤：

[0037] （1）、按化学计量比称取19.917gSm(NO3)3·6H2O、0.111gEr(NO3)3·5H2O、1.257gMn(NO3)2·4H2O、3.096g硼酸与21.041g柠檬酸置于烧杯中，加入蒸馏水搅拌均匀，形成透明溶胶；

[0038] （2）、将烧杯密封，在恒温磁力搅拌器上于60℃下一边加热一边搅拌回流0.5h；

[0039] （3）、解开密封，继续在恒温磁力搅拌器上于80℃下一边加热一边搅拌，将水分不断蒸发，直至形成透明凝胶；

[0040] （4）、将装有透明凝胶的烧杯置于电热鼓风干燥箱中于150℃下热处理4h，形成蓬松的前驱体粉末；

[0041] （5）、将前驱体粉末置于快速升温箱式电阻炉中在空气气氛下于600℃下煅烧2h，冷却后研磨可得到填料(Sm0.895Er0.005Mn0.1)BO3。

[0042] (Sm0.895Er0.005Mn0.1)BO3/有机硅树脂基激光防护涂层的制备方法，包括以下步骤：

[0043] （1）、用400目砂纸对铝板进行打磨1min，清洗干净，晾干；

[0044] （2）、称取10g耐高温自干型有机硅树脂和7.5g填料(Sm0.895Er0.005Mn0.1)BO3，加入1.67g甲苯，搅拌10min；

[0045] （3）、将步骤（2）所述的混合涂料倒入喷枪中，喷枪压力为1MPa，枪口与铝板距离为15cm，将混合涂料均匀喷涂于步骤（1）所述的铝板上，制成(Sm0.895Er0.005Mn0.1)BO3/有机硅树脂涂层；

[0046] （4）、将步骤（3）所述的喷涂(Sm0.895Er0.005Mn0.1)BO3/有机硅树脂涂层的铝板于室温下固化20h后，得到有机硅树脂基激光防护涂层。

[0047] 实施例2

[0048] 一种有机硅树脂基激光防护涂层，该涂层的基体为耐高温自干型有机硅树脂，填料为(Sm0.85Er0.01Mn0.14)BO3，填料与基体的质量比为0.8，填料(Sm0.85Er0.01Mn0.14)BO3采用柠檬酸-硝酸盐溶胶凝胶燃烧合成法制备，包括以下步骤：

[0049] （1）、按化学计量比称取20.296gSm(NO3)3·6H2O、0.113gEr(NO3)3·5H2O、1.281gMn(NO3)2·4H2O、3.154g硼酸与30.018g柠檬酸置于烧杯中，加入蒸馏水搅拌均匀，形成透明溶胶；

[0050] （2）、将烧杯密封，在恒温磁力搅拌器上于70℃下一边加热一边搅拌回流1h；

[0051] （3）、解开密封，继续在恒温磁力搅拌器上于75℃下一边加热一边搅拌，将水分不断蒸发，直至形成透明凝胶；

[0052] （4）、将装有透明凝胶的烧杯置于电热鼓风干燥箱中于160℃下热处理3h，形成蓬松的前驱体粉末；

[0053] （5）、将前驱体粉末置于快速升温箱式电阻炉中在空气气氛下于700℃下煅烧2.5h，冷却后研磨可得到填料(Sm0.85Er0.01Mn0.14)BO3。

[0054] (Sm0.85Er0.01Mn0.14)BO3/有机硅树脂基激光防护涂层的制备方法，包括以下步骤：

[0055] （1）、用500目砂纸对铝板进行打磨1.5min，清洗干净，晾干；

[0056] （2）、称取10g耐高温自干型有机硅树脂和8g填料(Sm0.85Er0.01Mn0.14)BO3，加入1.43g甲苯，搅拌12min；

[0057] （3）、将步骤（2）所述的混合涂料倒入喷枪中，喷枪压力为1.5MPa，枪口与铝板距离为14cm，将混合涂料均匀喷涂于步骤（1）所述的铝板上，制成(Sm0.85Er0.01Mn0.14)BO3/有机硅树脂涂层；

[0058] （4）、将步骤（3）所述的喷涂(Sm0.85Er0.01Mn0.14)BO3/有机硅树脂涂层的铝板于室温下固化24h后，得到有机硅树脂基激光防护涂层。

[0059] 实施例3

[0060] 一种有机硅树脂基激光防护涂层，该涂层的基体为耐高温自干型有机硅树脂，填料为(Sm0.815Er0.015Mn0.17)BO3，填料与基体的质量比为0.9，填料(Sm0.815Er0.015Mn0.17)BO3采用柠檬酸-硝酸盐溶胶凝胶燃烧合成法制备，包括以下步骤：

[0061] （1）、按化学计量比称取20.588gSm(NO3)3·6H2O、0.115gEr(NO3)3·5H2O、1.299gMn(NO3)2·4H2O、3.200g硼酸与39.150g柠檬酸置于烧杯中，加入蒸馏水搅拌均匀，形成透明溶胶；

[0062] （2）、将烧杯密封，在恒温磁力搅拌器上于75℃下一边加热一边搅拌回流1.5h；

[0063] （3）、解开密封，继续在恒温磁力搅拌器上于70℃下一边加热一边搅拌，将水分不断蒸发，直至形成透明凝胶；

[0064] （4）、将装有透明凝胶的烧杯置于电热鼓风干燥箱中于180℃下热处理2.5h，形成蓬松的前驱体粉末；

[0065] （5）、将前驱体粉末置于快速升温箱式电阻炉中在空气气氛下于750℃下煅烧3h，冷却后研磨可得到填料(Sm0.815Er0.015Mn0.17)BO3。

[0066] (Sm0.815Er0.015Mn0.17)BO3/有机硅树脂基激光防护涂层的制备方法，包括以下步骤：

[0067] （1）、用500目砂纸对铝板进行打磨2min，清洗干净，晾干；

[0068] （2）、称取10g耐高温自干型有机硅树脂和9g填料(Sm0.815Er0.015Mn0.17)BO3，加入1.33g甲苯，搅拌14min；

[0069] （3）、将步骤（2）所述的混合涂料倒入喷枪中，喷枪压力为1.5MPa，枪口与铝板距离为12cm，将混合涂料均匀喷涂于步骤（1）所述的铝板上，制成(Sm0.815Er0.015Mn0.17)BO3/有机硅树脂涂层；

[0070] （4）、将步骤（3）所述的喷涂(Sm0.815Er0.015Mn0.17)BO3/有机硅树脂涂层的铝板于室温下固化26h后，得到有机硅树脂基激光防护涂层。

[0071] 实施例4

[0072] 一种有机硅树脂基激光防护涂层，该涂层的基体为耐高温自干型有机硅树脂，填料为(Sm0.78Er0.02Mn0.2)BO3，填料与基体的质量比为1，填料(Sm0.78Er0.02Mn0.2)BO3采用柠檬酸-硝酸盐溶胶凝胶燃烧合成法制备，包括以下步骤：

[0073] （1）、按化学计量比称取20.888gSm(NO3)3·6H2O、0.116gEr(NO3)3·5H2O、1.318gMn(NO3)2·4H2O、3.247g硼酸与44.135g柠檬酸置于烧杯中，加入蒸馏水搅拌均匀，形成透明溶胶；

[0074] （2）、将烧杯密封，在恒温磁力搅拌器上于80℃下一边加热一边搅拌回流2h；

[0075] （3）、解开密封，继续在恒温磁力搅拌器上于60℃下一边加热一边搅拌，将水分不断蒸发，直至形成透明凝胶；

[0076] （4）、将装有透明凝胶的烧杯置于电热鼓风干燥箱中于200℃下热处理2h，形成蓬松的前驱体粉末；

[0077] （5）、将前驱体粉末置于快速升温箱式电阻炉中在空气气氛下于800℃下煅烧4h，冷却后研磨可得到填料(Sm0.78Er0.02Mn0.2)BO3。

[0078] (Sm0.78Er0.02Mn0.2)BO3/有机硅树脂基激光防护涂层的制备方法，包括以下步骤：

[0079] （1）、用600目砂纸对铝板进行打磨2min，清洗干净，晾干；

[0080] （2）、称取10g耐高温自干型有机硅树脂和10g填料(Sm0.78Er0.02Mn0.2)BO3，加入1.25g甲苯，搅拌15min；

[0081] （3）、将步骤（2）所述的混合涂料倒入喷枪中，喷枪压力为2MPa，枪口与铝板距离为10cm，将混合涂料均匀喷涂于步骤（1）所述的铝板上，制成(Sm0.78Er0.02Mn0.2)BO3/有机硅树脂涂层；

[0082] （4）、将步骤（3）所述的喷涂(Sm0.78Er0.02Mn0.2)BO3/有机硅树脂涂层的铝板于室温下固化30h后，得到有机硅树脂基激光防护涂层。

[0083] 测试例1 激光防护涂层材料的耐温性能测试

[0084] 对实施例1所提供的有机硅树脂基激光防护涂层分别在-40℃、-20℃、0℃、室温、100℃、200℃、300℃和350℃进行热处理后，用分光光度计（UV3600）对激光防护涂层的漫反射光吸收性能进行分析，其在900 1200nm波长范围内的漫反射吸收光谱结果如图1所示。其~
3+
在1300 1650nm波长范围内的漫反射吸收光谱结果如图2所示。从图1可以看出，由于Sm 能~
级跃迁，存在着900 1000nm和1000 1150nm两个尖峰吸收带，900 1000nm吸收带对应于Sm3+~ ~ ~
的6H5/2→6F11/2能级跃迁和Er3+的4I15/2→4I11/2能级跃迁，1000~1150nm吸收带对应于Sm3+的
6H5/2→6F9/2能级跃迁，光反射率均在1%以下。从图2可以看出在1.30 1.65μm波长范围内，由~
3+ 3+ 6 6
于Sm 能级跃迁，存在着一个宽峰吸收带，对应于Sm 的能级跃迁H5/2→H13/2，光反射率均在1%以下。从图1和图2中还可以看出，随着热处理温度的提高，随着溶剂挥发量增大，涂层材料激光吸收剂含量增加，反射率逐渐降低。不同高低温热处理温度对激光防护涂层的漫反射光吸收性能的影响不大，表明实施例1所提供的激光防护涂层材料具有较好的耐高温和耐低温性能。

[0085] 测试例2 激光防护涂层材料在1.06μm激发下的上转换荧光光谱测试

[0086] 采用F4600 型荧光光谱仪对实施例1 4所提供的激光防护涂层材料进行在1.06μm~激光激发下的荧光光谱测试，测试波段范围400 900nm，以实施例2的测试结果为例进行分~
析，测试结果如图3所示。

[0087] 从图3可以看出，本发明实施例2所提供的激光防护涂层材料在波长1.06μm激光激3+ 2 4 4
发下发出476和571nm的光，来源于Er 的 H11/2、S3/2→I15/2的能级跃迁，具有上转换发光效应。

[0088] 测试例3 激光防护涂层材料在1.54μm激发下的上转换荧光光谱测试

[0089] 采用F4600 型荧光光谱仪对实施例1 4所提供的激光防护涂层材料进行在1.54μm~激光激发下的荧光光谱测试，测试波段范围500 700nm，以实施例2的测试结果为例进行分~
析，测试结果如图4所示。

[0090] 从图4可以看出，本发明实施例2所提供的激光防护涂层材料在波长1.54μm激光激发下发出红光和绿光。红光来源于Er3+的4F9/2→4I15/2的能级跃迁，绿光来源于Er3+的2H11/2、4 4
S3/2→I15/2的能级跃迁，具有上转换发光效应。

[0091] 测试例4 激光防护涂层材料对10.6μm激光的吸收性能测试

[0092] 采用Nicolet5700型傅里叶变换红外光谱仪对实施例1 4所提供的激光防护涂层~材料中填料的FTIR图谱进行测试，测试波数范围3500 500cm-1，以实施例2的测试结果为例~
进行分析，测试结果如图5所示。

[0093] 从图5可以看出，本发明实施例2所提供的激光防护涂层材料中填料(Sm0.85Er0.01Mn0.14)BO3的红外吸收光谱，在1250~500cm-1范围内，激光防护材料对光存在一个较强的吸收峰，在944cm-1（10.6μm波长）处，红外吸收达到88%，表现出良好的光学吸收性质。

[0094] 采用LASER MODEL型10.6μm激光器对实施例1 4所提供的激光防护涂层材料进行~激光反射率测试，以实施例2的测试结果为例进行分析，入射能量为4.8W，平均反射能量为
30mW，反射率为0.625%，表现出良好的光学吸收性质。

[0095] 测试例5 激光防护涂层中填料的XRD物相分析

[0096] 用X射线衍射仪（XRD，D/Max2500）对实施例1 4所提供的激光防护涂层中的填料进~行物相组成分析，以实施例2的测试结果为例进行分析，结果如图6所示。从图6可以看出，填料(Sm0.85Er0.01Mn0.14)BO3的主要衍射峰位置都与三斜SmBO3晶体相对应，并且没有其他物质相的峰存在，这表明Er和Mn进入到三斜SmBO3的晶体结构中。

[0097] 测试例6 激光防护涂层材料的附着力与抗冲击性能测试

[0098] 按GB/T 1727-1992《漆膜一般制备法》测试实施例1 4所提供的激光防护涂层材料~的附着力与抗冲击性能，以实施例2的测试结果为例进行分析，对实施例2所提供的激光防护涂层材料分别在-40℃、-20℃、0℃、室温、100℃、200℃、300℃和350℃进行热处理后，附着力与抗冲击性能的测试结果如表1所示。

[0099] 表1 附着力与抗冲击性能的测试结果

[0100]

[0101] 从表1可以看出，对实施例2所提供的激光防护涂层材料分别在-40℃、-20℃、0℃、室温、100℃、200℃、300℃和350℃进行热处理后，附着力均为一级，耐冲击性能均≥50kg•cm，由于(Sm0.85Er0.01Mn0.14)BO3颗粒较细，填料在基体中的分散性好，激光防护涂层材料表现出良好的附着力与抗冲击性能。不同高低温热处理温度对激光防护涂层的附着力与抗冲击性能带来的变化不大，表明实施例2所提供的激光防护涂层材料具有较好的耐高温和耐低温性能。

[0102] 综上所述，本发明提供的有机硅树脂基激光防护涂层，利用稀土Sm3+的6H5/2基态向6F9/2激发态的跃迁使填料(Sm1-x-yErxMny)BO3在1.05 1.15μm波段范围内，可针对1.06μm的~3+ 6 6 3+ 4
红外激光进行吸收，利用稀土Sm 的 H5/2基态向 H13/2激发态的跃迁和Er 的 I15/2基态向
4I13/2激发态的跃迁使填料(Sm1-x-yErxMny)BO3在1.50~1.65μm波段范围内，可针对1.54μm的红外激光进行吸收，利用(Sm1-x-yErxMny)BO3中B-O-B键的振动吸收及[BO3]三角体中被激活的B-O对称伸缩振动，可针对10.6μm的红外激光进行吸收，达到激光防护的目的。Er3+和Mn2+
3+
能够进入SmBO3的晶格中形成(Sm1-x-yErxMny)BO3固溶体，Er 通过反Stokes过程将1.06μm和
1.54μm的红外激光上转换为可见光，进一步增强了(Sm1-x-yErxMny)BO3的激光防护能力；Mn掺杂后，在(Sm1-x-yErxMny)BO3中产生化合价变价，使掺杂后(Sm1-x-yErxMny)BO3 粉体中载流子浓度增加，对光的吸收发生了整体的提高，又再次增强了(Sm1-x-yErxMny)BO3的激光防护能力，从而达到激光防护的目的。采用耐高温自干型有机硅树脂作为基体，加入采用柠檬酸-硝酸盐溶胶凝胶燃烧合成法制备的纳米(Sm1-x-yErxMny)BO3粉体制成的复合涂层材料可以承受零下40℃至350℃范围内的温度变化，涂层的漫反射率均保持在1%以下，且涂层表面状态不发生变化。本发明提供的激光防护涂层的制备方法，该方法采用喷涂法制备激光防护涂层，所制备的涂层可在室温下固化，具有厚度薄、厚度均匀、表面状态好、附着力高、柔韧性好、抗冲击强度高等优点，涂层厚度仅为 60 80μm，附着力≥一级，抗冲击强度≥50kg•cm。
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[0103] 尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

附图说明

[0027] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

[0028] 图1为实施例1所提供的激光防护涂层在不同温度下热处理后涂层在900 1200nm~波长范围内的漫反射吸收光谱；

[0029] 图2为实施例1所提供的激光防护涂层在不同温度下热处理后涂层在1300 1650nm~波长范围内的漫反射吸收光谱；

[0030] 图3为实施例2所提供的激光防护涂层材料在波长1.06μm激光激发下的上转换荧光光谱图；

[0031] 图4为实施例2所提供的激光防护涂层材料在波长1.54μm激光激发下的上转换荧光光谱图；

[0032] 图5为实施例2所提供的激光防护涂层中填料的FTIR图谱；

[0033] 图6为实施例2所提供的激光防护涂层中填料的XRD图谱。

1一种具有交替结构的有机硅树脂的制备方法 2一种有机硅环氧树脂复合材料及其制备方法 3一种有机硅树脂基激光防护涂层及制备方法 4一种有机硅改性醇酸树脂水性乳液及其制备方法 5采用脲醛树脂作有机骨架制备氨基功能化介孔二氧化硅的方法