[發明專利]多稀土共摻雜硼化物及其納米隔熱粉的制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010080024.8
• 申請日: 2020-02-04
• 公開（公告）號: CN111285380B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 李璐;尹健;溫永清;鄧冠南;秦曉婷;張日成;段西健;張呈祥;張秀榮;魯飛;孫良成;劉小魚
• 申請（專利權）人: 天津包鋼稀土研究院有限責任公司;包頭稀土研究院
• 主分類號: C01B35/04
• 分類號: C01B35/04;C08K3/38;C09J123/08;C09J11/04;C09D7/61;C09J129/14;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 天津企興智財知識產權代理有限公司 12226
• 代理人: 王曉英

本發明提供了一種多稀土共摻雜硼化物及其納米隔熱粉的制備方法和應用，其中，化學式為R_xR’_1?xB₆，其中：R、R’為不同的稀土元素，B為硼元素，0x1；R、R’選自鐠、鏑、鑭、鈰、銣、鐿、銪、釓或釔中的兩種。本發明所述的多稀土共摻雜硼化物，由于多稀土的摻雜，使材料的光譜吸收波紅移，達到更好的隔熱效果；其制備方法，采用微波固相法，粉體粒度更小，可達到百納米以下。

技術領域

本發明屬于節能環保材料領域，尤其是涉及一種多稀土共摻雜硼化物及其制備方法、含有該多稀土共摻雜硼化物的高透稀土納米隔熱粉及制備方法和應用。

背景技術

近年來，能源緊張的問題越來越受到重視，節能減排已成為時代的主旋律。據統計全球溫室氣體排放近1/3與建筑能耗有關。對于建筑物窗口、頂棚、汽車窗戶等大量使用玻璃的場合，光的熱輻射將會導致能耗大幅度增加。市場上有許多新的玻璃產品如中空玻璃、Low-e玻璃等，但造價昂貴，市場亦很難推廣。目前解決的方法主要有無機功能材料如ITO(氧化銦錫)、ATO(氧化錫銻)等為助劑的隔熱涂料、玻璃貼膜等，但隔熱介質與輔料之間的相容性往往會對其效果產生影響。本發明提供一種高透稀土納米隔熱粉，相較于隔熱介質、隔熱涂料，其性質穩定，易于添加，且方便儲存、運輸。可將其添加制成膠膜，用于建筑物及汽車門窗夾膠玻璃中；可將其添加至玻璃熔煉步驟中制成隔熱玻璃；可添加于油墨中用于玻璃的絲網印刷；可添加于涂料介質中制成隔熱涂料。其產品既可以有效隔絕大量紅外線和紫外線，又可兼顧較高可見光透光率，且不影響其使用壽命。

目前國內外對透明隔熱劑的研究主要集中在涂料領域，已有一些研究成果。通過專利檢索，PCT國際申請WO2018103063(一種納米ATO透明隔熱節能玻璃涂層的制作工藝)將納米ATO分散于水性樹脂中形成隔熱涂料，但其對納米材料分散性和相容性要求高，且其涂刷難以均勻，施工難度高。申請號為CN201710243083.0的中國專利“一種玻璃透明隔熱納米涂料及其制備方法”以納米ATO—稀土—多晶硅為隔熱助劑，但隔熱效果非常有限；申請號為CN201610979211.3的中國專利“水性可剝離透明隔熱玻璃涂料及其制備方法”采用水性納米ATO和ITO復合隔熱漿料，其成本太高，且混合漿料極易發生團聚現象。申請號為CN201721118368.3的中國專利“一種隔熱節能玻璃”，其包括外層玻璃和內層玻璃，兩層玻璃間隔一段距離且二者之間形成隔熱腔，外層玻璃包括一層含納米氧化鎢和/或納米氧化錫銻隔熱粉體的隔熱層，其工藝復雜，要求苛刻。申請號為CN201711114822.2的中國專利“一種高強度納米防水隔熱粉及其制備方法”采用納米碳酸鈣等制備了具有優良防水性能和隔熱性能的粉料，但其無法滿足透過率的要求，是一種不透明的隔熱粉材料。因此，一種新型的、工藝簡單、易于分散、儲存運輸、效果顯著、透過率高、便于應用推廣的隔熱粉料的發明十分必要。

目前稀土硼化物納米合成成本高昂且產量較低，難以大規模工業化生產。稀土硼化物微米粉末的傳統燒結法需在1000℃以上高溫下合成，能耗較高。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種多稀土共摻雜硼化物，以克服現有材料和技術的缺陷，多稀土共摻，使材料的光譜吸收波紅移，以達到更好的紅外吸收效果。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

多稀土共摻雜硼化物，化學式為R_xR’_1-xB₆，其中：R、R’為不同的稀土元素，B為硼元素，0x1。

優選的，R、R’選自鐠、鏑、鑭、鈰、銣、鐿、銪、釓或釔中的兩種。

本發明的第二個目的在于，提供一種制備如上所述的多稀土共摻雜硼化物的方法，采用微波固相法，反應溫度低，雜質少粉體粒度更小，中心粒徑可達到百納米以下。

多稀土共摻雜硼化物的制備方法，該方法包括將含有兩種稀土元素的稀土源和硼源干燥后與助劑混合，經球磨后，再將混合物進行微波輻射處理的步驟。