[發明專利]多孔近紅外反射隔熱材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201510051403.3
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN104692353B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 韓愛軍;馮煒;葉明泉;陳昕;劉莉莉
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C01B25/45
• 分類號: C01B25/45
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 吳茂杰,朱顯國

技術領域

本發明屬于隔熱材料技術領域，特別是一種兼備多孔隔熱和熱反射隔熱兩個優點的多孔近紅外反射隔熱材料及其制備方法。

背景技術

從隔熱機理的角度可以把隔熱材料分為兩類：熱阻隔型隔熱材料和熱反射型隔熱材料。

熱阻隔型隔熱材料是指阻隔熱對流的隔熱材料。研究表明，熱量在多孔材料中傳遞時會分為兩條傳遞途徑：一條途徑是在固體中傳播。但是由于孔道的存在使固體發生彎曲，從而延長了傳遞路徑，降低了熱量傳遞的速度。另一條途徑是在氣孔中傳遞。由于氣孔超低的導熱系數，導致幾乎沒有熱對流產生，從而達到隔熱的目的，一般來說，熱阻隔型隔熱材料即指多孔隔熱材料。

熱反射型隔熱材料指的是對熱有良好反射能力的材料。太陽光輻射的能量中5％在紫外波段，43％在可見光波段，52％在近紅外波段(780-2500nm)，可見太陽光輻射的熱量集中在可見光和近紅外波段。在可見光波段，顏色越是趨向于白色，對該波段反射率越高，但是白色材料無法滿足人們對美觀的要求，國內外學者開始研究深色系材料，并使其具備良好的熱反射能力。而相同顏色的物質對可見光的反射能力是相同的，因此對于顏色固定的材料，只要提高物質在近紅外波段的反射能力，就可以提高對熱量的反射，從而達到隔熱的目的。

然而，現有技術存在的問題是：隔熱材料只具備一種隔熱機理，或者是具有多孔結構，或者具有好的近紅外反射能力，未能同時充分利用熱阻隔型隔熱材料和熱反射型隔熱材料的優點，隔熱性能不夠好。

發明內容

本發明目的在于提供一種多孔近紅外反射隔熱材料及制備方法，所得隔熱材料其既具有多孔結構，又有較好的近紅外反射能力，綜合隔熱性能好。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種多孔近紅外反射隔熱材料，具有如下化學組成：

NaZn_1-x(Ni)_xPO₄，

其中x為0.05～0.25。

實現本發明另一目的的技術解決方案為：一種多孔近紅外反射型隔熱材料的制備方法，包括如下步驟：

(21)原料混合：將鋅鹽和鎳鹽按比例溶解于去離子水中，室溫下攪拌，得到鋅鎳溶液；

優選地，所述的鋅鹽包括硝酸鋅、硫酸鋅、氯化鋅中的至少一種，所述的鎳鹽包括硝酸鎳、硫酸鎳、氯化鎳中的至少一種。

優選地，所述鋅鹽和鎳鹽的比例按鋅和鎳的摩爾數比為3～19:1。

(22)水浴：將所述鋅鎳溶液水浴加熱，攪拌同時緩慢滴加磷酸，得到鋅鎳磷溶液；

優選地，水浴溫度為70℃，水浴時間為1h。

(23)配制沉淀劑：采用碳酸鈉或者碳酸氫鈉溶解于水，得到鈉溶液，作為沉淀劑；

優選地，碳酸鈉或碳酸氫鈉溶液濃度為0.1～2mol/L。

(24)共沉淀：將所述沉淀劑緩慢滴加至鋅鎳磷溶液中，調節pH值，靜置，水洗，醇洗，干燥，得到前驅體粉末；

優選地，pH值為6～8，干燥溫度為60～80℃，干燥時間為4～10h。

(25)煅燒：將所述前驅體粉末置于馬弗爐中，煅燒，隨爐冷卻，研磨，得到所述多孔近紅外反射型隔熱材料。

優選地，煅燒溫度為700～900℃，煅燒時間為1～5h。

本發明與現有技術相比，其顯著優點：

(1)綜合隔熱性能好：兼備多孔隔熱和近紅外反射兩個隔熱機理，多孔結構使其具有很低的導熱系數，良好的近紅外反射性能可以反射熱量集中的太陽光近紅外波，本發明中的材料是一種綜合型的隔熱材料。

(2)近紅外反射性能好：鎳元素摻雜磷酸鋅鈉分子后的結構為鋅氧四面體與磷氧四面體由氧原子連接而成的環狀骨架，該骨架結構上的電子在電磁波入射時產生受迫振動，進而發射電磁次波，并與入射電磁波產生疊加效應，從而使鎳摻雜磷酸鋅鈉具有較高的紅外反射率。采用分光光度計測試本發明中制備的樣品的近紅外反射率，并且計算得到其近紅外太陽光反射率為69.33％～74.62％，而顏色相近的普通顏料的近紅外太陽光反射率為61.16％，因此本發明中的材料具有較好的近紅外反射性能。

(3)耐酸堿腐蝕：本發明中的材料對環境和人體無傷害，具有良好的耐酸耐堿性。

下面結合具體實施方式對本發明作進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本發明多孔近紅外反射型隔熱材料的制備方法的反應流程圖。

圖2為本發明多孔近紅外反射型隔熱材料的制備方法實施例原料配比及近紅外太陽光反射率表。