[發明專利]含鈷元素的尖晶石型彩色陶瓷顏料的合成及在制備太陽能吸光涂層的應用

在審

• 申請號: 201710095227.2
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106830089A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 劉剛;馬鵬軍;周添紅;高祥虎
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: C01G45/12
• 分類號: C01G45/12;C01G37/14;C01G51/00;C09D175/04;C09D175/14;C09D183/04;C09D7/12
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙)62201
• 代理人: 張英荷

1.溶膠-凝膠自蔓延法合成含鈷元素的尖晶石型彩色陶瓷顏料的方法，是將過渡金屬的鈷鹽、錳鹽或鉻鹽、絡合劑、酯化劑溶解于乙醇-水混合溶液中，調溶液pH值至中性形成溶膠溶液，將溶膠溶液置于70~100 ℃的烘箱中加熱蒸發溶劑得干凝膠；再將干凝膠在空氣中用無水乙醇引燃，使干凝膠以自蔓延的方式迅速燃燒形成棕黑色或淺灰色的自蔓延粉末；最后將自蔓延粉末于400~800 ℃下煅燒處理2~3 h，得到不同顏色的尖晶石型陶瓷顏料。

2.如權利要求1所述溶膠-凝膠自蔓延法合成含鈷元素的尖晶石型彩色陶瓷顏料的方法，其特征在于：所述過渡金屬鈷鹽、錳鹽、鉻鹽分別為過渡金屬鈷、錳、鉻的硝酸鹽、鹵化鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、羧酸鹽；且過渡金屬鈷鹽與錳鹽或鉻鹽的摩爾比為1:2。

3.如權利要求1所述溶膠-凝膠自蔓延法合成含鈷元素的尖晶石型彩色陶瓷顏料的方法，其特征在于：所述絡合劑為檸檬酸、酒石酸、乳酸、蘋果酸、葡萄糖酸、己二胺四乙酸、氨基三乙酸、甘氨酸、羥乙基乙二胺三乙酸、二羥乙基甘氨酸中的任何一種；絡合劑的用量為過渡金屬鹽總摩爾量的0.6~1.5倍。

4.如權利要求1所述溶膠-凝膠自蔓延法合成含鈷元素的尖晶石型彩色陶瓷顏料的方法，其特征在于：所述酯化劑為乙二醇、丙三醇、聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、聚乙二醇600或聚乙二醇甲醚；酯化劑的用量為過渡金屬鹽總摩爾量的0.6~1.5倍。

5.如權利要求1所述溶膠-凝膠自蔓延法合成含鈷元素的尖晶石型彩色陶瓷顏料的方法，其特征在于：所述乙醇-水混合溶液中，乙醇與水的體積比為1:4~1:8。

6. 如權利要求1所述方法合成的含鈷元素的尖晶石型彩色陶瓷顏料用于制備彩色尖晶石型陶瓷太陽能吸光涂層，其特征在于：將含鈷元素的尖晶石型彩色陶瓷顏料與有機粘結劑、有機溶劑混合，球磨分散8~14 h后形成不同顏色的太陽能吸光涂料；再將太陽能吸光涂料噴涂到經清洗處理的金屬基底上獲得厚度為4~7 μm的彩色涂料涂層，然后將涂料涂層置于120~160 ℃的溫度條件下固化1~2 h，得到不同顏色的太陽能吸光涂層。

7.如權利要求6所述含鈷元素的尖晶石型彩色陶瓷顏料用于制備彩色尖晶石型陶瓷太陽能吸光涂層，其特征在于：含鈷元素的尖晶石型彩色陶瓷顏料為CoMn₂O₄ 或/和CoCr₂O₄；當含鈷元素的尖晶石型彩色陶瓷顏料為CoMn₂O₄和CoCr₂O₄時；CoMn₂O₄與CoCr₂O₄的質量比為1: 0.3~1:4。

8.如權利要求6或7所述含鈷元素的尖晶石型彩色陶瓷顏料用于制備彩色尖晶石型陶瓷太陽能吸光涂層，其特征在于：含鈷元素的尖晶石型彩色陶瓷顏料、有機粘結劑、有機溶劑的質量百分數分別為：尖晶石型陶瓷顏料：15~30%，有機粘結劑：20~45%，有機溶劑：50~70%。

9.如權利要求6或7所述含鈷元素的尖晶石型彩色陶瓷顏料用于制備彩色尖晶石型陶瓷太陽能吸光涂層，其特征在于：所述有機粘結劑為熱固化的環氧改性有機硅，丙烯酸改性有機硅、丙烯酸改性的聚氨酯、環氧改性的聚氨酯、有機硅改性的聚氨酯；所述有機溶劑為丙酮、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、醋酸丁酯中的至少一種。

10.如權利要求6或7所述含鈷元素的尖晶石型彩色陶瓷顏料用于制備彩色尖晶石型陶瓷太陽能吸光涂層，其特征在于：所述金屬基底為鋁板或不銹鋼板；金屬基底的清洗處理為：將金屬基底分別在無水乙醇和丙酮中超聲清洗10~15 min，然后用氮氣吹干金屬基底。