[發(fā)明專利]一種具有近紅外反射功能的陶瓷色料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108165052B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設計）人: 柯善軍;潘志東;王燕民
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C09C1/36
• 分類號: C09C1/36;C09C3/06;C09C3/08;C09C3/10;C09C3/04
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

本發(fā)明公開了一種具有近紅外反射功能的陶瓷色料及其制備方法。本發(fā)明的陶瓷色料微觀結構包括球狀的二氧化鈦核芯以及鉻、釩和銻共摻雜的二氧化鈦殼層結構，且所述球狀的二氧化鈦核芯的粒徑在100～2000nm范圍內(nèi)可調(diào)，所述鉻、釩和銻共摻雜的二氧化鈦殼層的厚度在20～500nm范圍內(nèi)可調(diào)。該制備方法通過將鈦源水解成球后，進行著色離子吸附，最后經(jīng)過中高溫熱處理，得到所述具有近紅外反射功能的陶瓷色料。本發(fā)明的陶瓷色料具有近紅外反射率高、單分散性好、微觀形貌為球狀以及色料粒度可控等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及陶瓷色料制備技術領域，尤其涉及一種具有近紅外反射功能的陶瓷色料及其制備方法。

背景技術

隨著城市建設的不斷發(fā)展，城市環(huán)境負荷日益加劇。僅因為城市綠地減少及太陽強烈輻射形成的熱島效應，使城市中心溫度比周邊地區(qū)高出約3～5℃。這些熱量在建筑物表面進行積累，使自身溫度升高的同時，還會將熱量傳遞到建筑物內(nèi)部，導致室內(nèi)溫度升高，進而降低生活環(huán)境的舒適度，增加了空調(diào)制冷用電量。采用建筑物外墻保溫技術對北方地區(qū)降低采暖能耗是十分有效的，而對南方地區(qū)降低空調(diào)制冷能耗的效果并不明顯。發(fā)達國家在建筑外墻使用高反射率材料是建筑節(jié)能常用的方法之一。通常情況下，建筑物外部只會反射少量的太陽輻射，大部分的太陽輻射都被建筑物屋頂或外墻吸收。反射率材料具有隔熱效果，主要利用了材料自身近紅外反射功能將大部分的太陽光反射出去，降低建筑物表面的溫度，從而提升室內(nèi)舒適度，有效減少建筑物空調(diào)能耗。

鈦黃色調(diào)是建筑物外墻常見的裝修風格。目前，鈦黃色料主要是以金紅石二氧化鈦為基體材料，以鉻、鎳等金屬為發(fā)色元素。金紅石型TiO₂是最早在隔熱涂層領域廣泛應用的無機顏料之一。通過光譜測試發(fā)現(xiàn)其對近紅外波段的光反射率高達85％以上。中國發(fā)明專利CN106675112A公開了一種高著色力顏料級鈦黃色生產(chǎn)方法，選用納米級水合二氧化鈦為原料，添加正鈦酸溶膠、鋅元素、氧化銻、鋁鹽、磷酸、氧化鎳，經(jīng)高溫煅燒、粉碎、除鹽制得產(chǎn)品。中國發(fā)明專利CN103613958A公開了一種絡合-沉淀工藝制備的環(huán)保鈦系顏料，以鈦白粉、三氧化二銻為原料，通過著色離子與絡合劑的穩(wěn)定分散形成溶液，再通過溶液酸堿度調(diào)節(jié)，使著色離子均勻沉淀于鈦白粉和三氧化二銻原料中，通過噴霧干燥、煅燒等工藝得到鈦黃色料。但現(xiàn)有的方法制備的鈦黃色料粒度分布較寬，顆粒形貌不規(guī)則。本發(fā)明提供一種具有近紅外反射功能的鈦黃色料及其制備方法，該方法制備的鈦黃色料具有近紅外反射率高，單分散性好，微觀形貌為球狀，色料粒度可控等優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供了一種具有近紅外反射功能的陶瓷色料，具體為鈦黃色料。

本發(fā)明的目的還在于提供所述的一種具有近紅外反射功能的陶瓷色料的制備方法。該制備方法通過將鈦源水解成球后，進行著色離子吸附，最后經(jīng)過中高溫熱處理，得到所述具有近紅外反射功能的陶瓷色料。

本發(fā)明的目的通過如下技術方案實現(xiàn)。

一種具有近紅外反射功能的陶瓷色料，微觀結構為球狀核殼結構，包括球狀的二氧化鈦核芯以及鉻、鎢和銻共摻雜的二氧化鈦殼層；

所述球狀的二氧化鈦核芯的粒徑在100～2000nm范圍內(nèi)可調(diào)；所述鉻、鎢和銻共摻雜的二氧化鈦殼層的厚度在20～500nm范圍內(nèi)可調(diào)。

制備上述所述的一種具有近紅外反射功能的陶瓷色料的方法，包括如下步驟：

(1)將鈦酸丁酯加入到無水醇中，攪拌混勻后，加入去離子水，繼續(xù)攪拌直至得到白色沉淀；離心收集白色沉淀，并用無水乙醇洗滌，得到單分散球狀二氧化鈦顆粒；

(2)將配制好的硝酸鉻溶液、鎢酸銨溶液以及氯化銻溶液加入到冰醋酸溶液中，攪拌混勻，得到溶液A；

(3)將鈦酸丁酯加入到無水乙醇或無水丙醇中，攪拌混勻后，加入檸檬酸，繼續(xù)攪拌混勻，再加入聚乙烯基吡咯烷酮，再繼續(xù)攪拌混勻，得到溶液B；