[发明专利]建筑外墙隔热涂料专用的纳米氧化锆复合粉体材料

说明书

技术领域

本发明是一种建筑外墙反射隔热涂料专用的纳米氧化锆复合粉体材料。属于金属氧化物超微结构制造。

背景技术

节约能源保护环境是当今世界经济可持续发展乃至人类生活至关重要的课题。有数据统计，建筑能耗占人类能源总消耗量的30%～40%。这些能量主要用于建筑物室内的采暖与制冷的电耗。

太阳以每秒1.765×10¹⁷J的能量照射到地球上，给地球上的生命带来光明，也为人类提供了取之不尽用之不竭的能源。但是太阳的强烈辐射也会导致建筑物室内温度过高，人们不得不借助于空调获得温度适宜的生活环境。夏季制冷很昂贵，因为将物体温度降低1摄氏度所需的能耗是将该物体上升1摄氏度所需能耗的4倍之多。所以，对于夏季需要空调降温的地区，建筑外墙隔热保温问题对于建筑节能具有重要意义。

传统的建筑物外墙保温的措施是增加墙体保温层的厚度，然而，室内外温差传热在整个传热中所占的比例较小。太阳辐射产生的热效应是导致夏季室内过热的主要原因。

从太阳辐射光谱得知，太阳能的50%左右集中在可见光波长范围内，近红外线波段的能量占太阳能的45%左右，紫外光的能量只占5%左右。建筑外墙反射隔热涂料对于可见光和近红外光都有较高的反射率，因此能够有效减少建筑物表面吸收的来自太阳辐射的热能，而且，涂料还能够将吸收的热量较多的向外界辐射散发，进一步降低外墙的温度，从而降低室内温升。所以，建筑外墙反射隔热涂料能有效降低空调制冷负荷，从而达到降低空调制冷能耗的目的。

纳米氧化锆粒子硬度高于纳米二氧化锆、二氧化钛和氧化锡，折射率大于纳米二氧化锆、氧化锡和氧化铝，而且纳米氧化锆具有极高的热稳定性，特别适合于建筑外墙反射隔热涂料的制造。

但是，现有技术中制造的市售纳米二氧化锆粉体材料，难以均匀的分散在涂料中，制备出性能优异而且稳定性好的建筑外墙反射隔热涂料产品。

另外，纳米氧化锆单独用于隔热涂料的制造，在纳米粒子的活性、隔热材料所要求的高的可见光、近红外光的反射率和红外光辐射率性能方面还不够理想。

现有技术中的纳米氧化锆，用于建筑外墙反射隔热涂料的制备，存在如下技术问题有待解决：

1.纳米氧化锆粉体材料，难以得到理想的分散状态，这一技术难题成为纳米氧化锆粉体材料优异性能在涂料应用中正常发挥的技术障碍。

2.氧化锆纳米粉体由于粒径小，比表面能高，在涂料中非常容易团聚或被其他填料、颜料包埋。难以使其在涂料中仍能保持纳米级状态。

3.分散性好，性能优异的建筑外墙反射隔热涂料专用的纳米氧化锆复合粉体材料产品及其制备方法和应用方法尚未见到。

发明内容

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种活性高，分散、稳定性好的建筑外墙反射隔热涂料专用的纳米氧化锆复合粉体材料。

本发明的目的还在于提供一种活性高，分散、稳定性好的建筑外墙反射隔热涂料专用的的纳米氧化锆复合粉体材料的制备方法。

本发明的目的还在于提供一种活性高，分散、稳定性好的建筑外墙反射隔热涂料专用的的纳米氧化锆复合粉体材料的应用方法。

本发明的目的可以通过如下措施来达到：

本发明的建筑外墙反射隔热涂料专用的纳米氧化锆复合粉体材料，其特征在于以质量百分数计的化学组成如下：

二氧化锆ZrO₂     70～90

二氧化钛TiO₂     10～30

制备方法如下：

将雾化的碳酸氢铵水溶液连续喷入搅拌下的预先分别制备，然后混匀的氯氧化锆ZrOCl₂.8H₂O和钛酸丁酯的无水乙醇溶液中反应制备混合溶胶，混合溶胶采用丁醇为共沸剂，经丁醇共沸脱水后，得到的干料，再煅烧制得；

制得的建筑外墙反射隔热涂料专用的纳米氧化锆复合粉体材料，达到如下技术指标：

粒径nm             30～50

比表面积m²/g≥      30。

发明人发现，二氧化锆与二氧化钛相复合，特别是纳米化的氧化锆—氧化钛复合材料，与单独氧化锆粉体材料向比较，具有更高的活性，具有隔热材料所要求的高的可见光、近红外光的反射率和红外光辐射率性能。