[發(fā)明專利]改性鈷藍顏料制備高近紅外反射的彩色顏料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011424906.8
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112441623B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設計）人: 張艷輝;尚龍安;許冠杰
• 申請（專利權(quán)）人: 浙大寧波理工學院
• 主分類號: C01G51/00
• 分類號: C01G51/00;B82Y40/00;C09C1/40
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一種近紅外反射顏料及其制備方法，其特點為采用微波法?凝膠法?燃燒法聯(lián)合工藝，制備彩色高近紅外反射的節(jié)能環(huán)保納米顏料。本發(fā)明提供的顏料化學通式為Co_1?xM_xTi_yAl_2?1.33yO₄，其中x＝0，y＝0?1.5；y＝1.2，y＝1.2，x＝0?1.0(M＝Zn、Ni、Mg)。本發(fā)明以鈷藍(CoAl₂O₄)為基體，對CoAl₂O₄尖晶石的四面體Co²⁺占位和八面體Al³⁺占位進行雙離子的摻雜，在減少有害金屬Co²⁺用量、降低成本的同時，豐富顏料的色彩，提高其近紅外反射率，增強隔熱性能。

技術領域

本發(fā)明屬于技術領域，涉及一種無機納米顏料的制備方法，尤其涉及以鈷藍顏料(CoAl₂O₄)為基體，進行離子摻雜和復合的、具有高近紅外反射率的彩色顏料制備方法。

背景技術

地球每分鐘要接收大約1.06×10¹⁹J的太陽光能量，這些能量為人類的生存發(fā)展提供最基礎的保障，但同時也給人們造成很多困擾。如廠房外墻、大型化工設備等吸收大量太陽能，會大大的增加安全隱患；建筑物外墻吸收了太陽熱能，會增加了室內(nèi)溫度，為了達到降溫的效果勢必會增加能源的消耗。

太陽光譜按波長可以分為3大部分：紫外區(qū)、可見區(qū)和近紅外區(qū)，其中52％的能量集中在近紅外區(qū)段。提高建筑物和露天設備外表涂層的近紅外反射性能是節(jié)能降患的有效手段。目前，國內(nèi)外采用的隔熱涂料大多是以白色調(diào)和淺色調(diào)為主，白色(或淺色)涂層雖然有著優(yōu)越的太陽光反射率，但是單調(diào)的色彩難以滿足人們的審美需求。

顏料是賦予涂料色彩的主要成分，其近紅外反射率的高低直接影響涂層的隔熱性能。現(xiàn)在的彩色顏料大多含有Pd，Cd、Co、Cr等重金屬，不僅成本較高，更重要的是對環(huán)境造成污染。申請?zhí)枮镃N201910379768.7的專利公開了一種采用將元素Mo和稀土元素La對BiVO₄進行摻雜的黃色近紅外反射顏料及其水熱制備方法，顏料近紅外反射率為72％以上；申請?zhí)枮镃N201910380185.6的專利采用溶膠凝膠法，以Ca、Al、Ce和Fe的硝酸鹽為原料，制備黃色至棕色雙摻雜CaAl₂O₄型近紅外反射顏料，近紅外反射比在60％以上；申請?zhí)枮镃N201210342748.0的專利以Co、Cr、Zn、Ti等元素的多元金屬氧化物為原料，采用固相法制備了綠色顏料，近紅外反射率為60％；申請?zhí)枮镃N201410149298.2的專利Al、Cr、Fe、Ti等元素的多元金屬氧化物為原料，采用固相法制備了平均粒徑為5μm的紅褐色顏料，近紅外反射率最高為80％；申請?zhí)枮镃N201510240817.0的專利采用共沉淀法制備了NaZn_1-xCr_xPO₄多孔綠色顏料，顏料亮度值為60.3～67.3，近紅外太陽光反射率為63.8％～69.1％；申請?zhí)枮镃N201510240842.9的專利采用共沉淀法制備了NaZn_1-xMn_xPO₄多孔紫紅顏料，近紅外太陽光反射率為59.8～65.8％。綜上專利，為了達到降低成本和環(huán)境友好的目的，應避免選用稀土元素和有害金屬元素作為摻雜離子；再者需采用一種有助于提高近紅外反射率，且能制備粒徑均勻的納米粉體顏料的方法。是開發(fā)彩色高近紅外反射的節(jié)能環(huán)保顏料的條件。

鈷藍(CoAl₂O₄)是常用的一種明亮清澈的無機藍色顏料，除了具有良好的光學特性，還具有優(yōu)異的耐高溫，耐腐蝕，耐候性等特點，是有機顏料所無法比擬的，尤其是耐高溫性，幾乎所有顏料都無法企及，但商用鈷藍顏料的近紅外反射率不高，一般維持在40％-50％之間。因此，本專利利用微波法-凝膠法-燃燒法聯(lián)合工藝，在保持鈷藍良好特性的基礎上，對其進行無毒過渡金屬離子摻雜改性，開發(fā)新型彩色高近紅外反射的節(jié)能環(huán)保顏料。

發(fā)明內(nèi)容