[发明专利]钴铁尖晶石型棕黑色纳米陶瓷颜料的合成及在制备太阳能吸光涂层中的应用

权利要求书

1.溶胶-凝胶自蔓延法合成CoFe₂O₄尖晶石型棕黑色纳米陶瓷颜料的方法，将过渡金属钴盐、过渡金属铁盐、络合剂、酯化剂、分散剂溶解于蒸馏水中，并将溶液pH值调至中性形成溶胶溶液，再将溶胶溶液置于120~130℃的烘箱中加热蒸发溶剂得干凝胶；然后将干凝胶采用引燃剂无水乙醇在空气中引燃，使干凝胶以自蔓延的方式迅速燃烧形成棕褐色的自蔓延粉末；最后将自蔓延粉末于400~800℃下煅烧处理2~3h，得到CoFe₂O₄尖晶石型棕黑色纳米陶瓷颜料。

2.如权利要求1所述溶胶-凝胶自蔓延法合成CoFe₂O₄尖晶石型棕黑色纳米陶瓷颜料的方法，其特征在于：所述过渡金属钴盐为硝酸钴、卤化钴、硫酸钴、磷酸钴、羧酸钴；所述过渡金属铁盐为金属铁的硝酸盐、卤化盐、硫酸盐、磷酸盐或羧酸盐；且过渡金属钴盐与铁盐的摩尔比为1:2。

3.如权利要求1所述溶胶-凝胶自蔓延法合成CoFe₂O₄尖晶石型棕黑色纳米陶瓷颜料的方法，其特征在于：所述络合剂为己二胺四乙酸、氨基三乙酸、甘氨酸、柠檬酸、酒石酸、乳酸、苹果酸、葡萄糖酸、羟乙基乙二胺三乙酸、二羟乙基甘氨酸中的任何一种；络合剂的用量为过渡金属盐总摩尔量的0.8~1倍。

4.如权利要求1所述溶胶-凝胶自蔓延法合成CoFe₂O₄尖晶石型棕黑色纳米陶瓷颜料的方法，其特征在于：所述酯化剂为乙二醇、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；酯化剂的用量为过渡金属盐总摩尔量的0.8~1倍。

5.如权利要求1所述溶胶-凝胶自蔓延法溶胶-凝胶自蔓延法合成CoFe₂O₄尖晶石型棕黑色纳米陶瓷颜料的方法，其特征在于：所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，分散剂的用量为过渡金属盐总摩尔量的0.2~0.6倍。

6.如权利要求1所述方法合成的CoFe₂O₄尖晶石型棕黑色纳米陶瓷颜料用于制备棕黑色尖晶石型陶瓷太阳能吸光涂层，其特征在于：将CoFe₂O₄尖晶石型棕黑色纳米陶瓷颜料与有机粘结剂、有机溶剂混合，球磨分散9~12h形成棕黑色的太阳能吸光涂料；再将太阳能吸光涂料喷涂到经清洗处理的金属基底上获得厚度为3~5μm的涂料涂层，然后将涂料涂层于100~150℃的温度条件下固化1~3h，得到棕黑色的太阳能吸光涂层。

7.如权利要求6所述CoFe₂O₄尖晶石型棕黑色纳米陶瓷颜料用于制备尖晶石型陶瓷太阳能吸光涂层，其特征在于：CoFe₂O₄尖晶石型棕黑色纳米陶瓷颜料、有机粘结剂、有机溶剂的质量百分数分别为：尖晶石型陶瓷颜料：10~15%，有机粘结剂：25~45%，有机溶剂：50~65%。

8.如权利要求6或7所述CoFe₂O₄尖晶石型棕黑色纳米陶瓷颜料用于制备尖晶石型陶瓷太阳能吸光涂层，其特征在于：所述有机粘结剂为热固化型的环氧改性有机硅、丙烯酸改性有机硅、丙烯酸改性的聚氨酯或有机硅改性的聚氨酯。

9.如权利要求6或7所述CoFe₂O₄尖晶石型棕黑色纳米陶瓷颜料用于制备尖晶石型陶瓷太阳能吸光涂层，其特征在于：所述有机溶剂为丙酮、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、醋酸丁酯中的至少一种。

10.如权利要求6或7所述CoFe₂O₄尖晶石型棕黑色纳米陶瓷颜料用于制备棕黑色尖晶石型陶瓷太阳能吸光涂层，其特征在于：所述金属基底为铝板或不锈钢板；金属基底的清洗处理为：将金属基底分别在无水乙醇和丙酮中超声清洗10~15min，然后用氮气吹干金属基底。