[發明專利]一種綠色近紅外反射型顏料及其制備方法

在審

• 申請號: 201510895160.1
• 申請日: 2015-12-07
• 公開（公告）號: CN105460980A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 包維維;鄧志峰;張營堂;郝曉麗;蔣鵬;馬飛
• 申請（專利權）人: 陜西理工學院
• 主分類號: C01G51/00
• 分類號: C01G51/00;C09C1/34;C09C3/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于無機氧化物顏料技術領域，具體涉及綠色近紅外反射顏料及其制備方法。

背景技術

在當今，由于自然資源在不斷地消耗，產生大量的溫室氣體，導致全球氣候變暖，另一方面，由于城市中建筑物覆蓋面積的增加以及混凝土和瀝青道路的增多，使得整個城市范圍吸收過多的太陽光輻射能量，進而引起“城市熱島”效應，城市熱島效應使得城市中心的溫度比其周邊地區溫度高出3-5℃。如何提高能源的利用效率變得尤為重要，由于太陽光輻射的能量有一半左右來自于近紅外(700-2500nm)輻射。如果建筑物的屋頂和外墻使用具有較高近紅外反射的顏料，能夠有效地降低建筑物表面的溫度。相應地，傳遞到建筑物內部的熱量也隨之降低，這樣會減少空調制冷的費用。“制冷材料”通常是指具有較高的近紅外反射率的無機顏料，此種顏料現已應用在建筑物的屋頂和外墻、汽車、儲罐及道路上。通常二氧化鈦作為白色顏料具有較高的太陽光反射率，但是單一的白色并不能夠滿足人們對于視覺審美的需求，開發出具有較高近紅外反射率的彩色顏料變得尤為重要。大多數的無機顏料中都含有一定量的有毒元素，像Co、Pb、Cd和Cr等。近年來，隨著人們環保意識的增強，各國政府和環保組織都制定了相關的規定限制有毒元素的使用量。

鉻酸鈷屬于尖晶石型的晶體結構，Co²⁺離子位于四面體空隙，Cr³⁺離子位于八面體空隙，屬于立方晶系。鉻酸鈷具有硬度大、熔點高等特點，廣泛地應用在顏料、催化和磁性材料等領域。由于鈷元素在自然界中分布較少，故制備鈷化合物價格較貴，而鉻元素由于其以正六價形式存在時有毒，應限制其用量。因此，提供一種綠色近紅外反射型顏料及其制備方法成為目前本領域亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種綠色近紅外反射型顏料及其制備方法，利用Mg²⁺離子取代CoCr₂O₄中的部分Co²⁺離子，用以降低產品的造價，使用Al³⁺離子取代CoCr₂O₄中的部分Cr³⁺離子，減少了有毒元素的用量。

本發明的目的是通過下述技術方案來實現的。

根據本發明提供的一種實施例，該綠色近紅外反射型顏料，包括含有Co、Cr和Mg的復合氧化物；

所述含有Co、Cr和Mg的復合氧化物中，Mg的含量以相對于全部金屬元素的摩爾比計為8.3～25.0％，Co所占的摩爾百分含量為8.3～25.0％，Cr所占的摩爾百分含量為66.7％。

根據本發明提供的另一種實施例，該綠色近紅外反射型顏料，包括含有Co、Cr、Mg和Al的復合氧化物；

所述含有Co、Cr、Mg和Al的復合氧化物中，Mg的含量以相對于全部金屬元素的摩爾比計為25.0％，Co所占的摩爾百分含量為8.3％，Cr所占的摩爾百分含量為16.7～50.0％，Al所占的摩爾百分含量為16.7～50％。

進一步，上述含有Co、Cr和Mg的復合氧化物或含有Co、Cr、Mg和Al的復合氧化物以金屬元素的硝酸鹽與檸檬酸和乙二醇經加熱、干燥、煅燒得到。

進一步，檸檬酸與金屬元素的摩爾比為3:1，乙二醇與檸檬酸的摩爾比為2:3。

本發明給出了綠色近紅外反射型顏料的制備方法，包括下述步驟：

1)按照金屬元素的摩爾百分數將8.3～25.0％的六水合硝酸鎂，8.3～25.0％的六水合硝酸鈷，66.7％的九水合硝酸鉻混合；

或者按照金屬元素的摩爾百分數將25.0％的六水合硝酸鎂，8.3％的六水合硝酸鈷，16.7～50.0％的九水合硝酸鉻，16.7～50.0％的九水合硝酸鋁混合；

然后將檸檬酸分別與上述金屬離子的摩爾比為3:1，乙二醇與檸檬酸的摩爾比為2:3比例混合；

2)將上述兩種配料混合溶液分別放入水浴鍋中進行水浴加熱，得到溶膠；

3)將步驟2)得到的溶膠放入烘箱中干燥，得到干凝膠；

4)將步驟3)得到的干凝膠研磨后在空氣的氣氛下，放入馬弗爐中進行煅燒；

5)將步驟4)得到的樣品采用瑪瑙研缽進行研磨，過200目篩，最終制得綠色的近紅外反射顏料。

進一步，步驟2)中，加熱溫度為60～80℃，加熱時間2～4h。

進一步，步驟3)中，干燥溫度為110～130℃，干燥時間為10～14h。