[发明专利]一种高红外发射率的复合尖晶石材料及其制备方法

说明书

本发明属于尖晶石红外辐射材料的技术领域，公开了一种高红外发射率的复合尖晶石材料及其制备方法。方法为：(1)将硝酸镁、硝酸铝和球形石墨分散于水中，调节pH为3～4，加入正硅酸乙酯，加热搅拌，滴入强碱溶液，直至形成凝胶，干燥，微波处理，得到一次包覆粉体；(2)将硝酸铁、硝酸锰、硝酸钴和硝酸铜溶于水中，得到混合溶液；将一次包覆粉体分散于水中，得到分散液；(3)将混合溶液与分散液混匀，加入沉淀剂，调节pH至9～10，过滤，将固体微波加热，保温处理，得到复合尖晶石材料。本发明的复合尖晶石材料具有空腔结构，红外发射率高，利于喷涂；原料简单易得，成本较低，并且制备工艺简单高效，耗能较少。

技术领域

本发明属于尖晶石红外辐射材料制备技术领域，具体涉及一种高红外发射率的复合尖晶石材料及其制备方法。

背景技术

红外辐射材料有低红外发射率材料、选择性红外辐射材料和高效红外辐射材料，包括TiO₂、SiO₂、ZnO、堇青石类、SiC、过渡金属氧化物复合材料等都可以作为红外辐射材料，广泛应用于隔热材料、隐身材料、保温材料以及节能环保领域。

目前，尖晶石类红外辐射材料在传统工艺条件下合成往往需要在高温条件下作用较长的时间，造成资源的极大消耗，过程中甚至会有有毒有害物质或气体的生成，污染环境，而且制备工艺复杂，流程繁琐，制得的材料往往由于升温过程不均匀导致材料的成分分布不均，品质较差。为了解决这些问题，寻找一种简单高效的合成制备方法十分必要。

本发明提供了一种高红外发射率的复合尖晶石材料的制备方法，利用微波辐射将一些金属氧化物快速地作用到较高的温度，且是物料整体进行加热，同时，加快了其合成尖晶石相的反应速率，从而，与传统工艺相比，大大降低复合尖晶石材料的合成温度和合成时间，改善所制得的材料的均匀性，通过设计尖晶石宏观结构，制备出空腔状尖晶石，从而有效提高其红外发射率。

发明内容

鉴于现有制备复合尖晶石材料工艺的不足，本发明的目的是提供一种高红外发射率的复合尖晶石材料的制备方法。

本发明的另一目的在于提供由上述制备方法得到的高红外发射率的复合尖晶石材料。

本发明的再一目的在于提供上述高红外发射率的复合尖晶石材料的应用。

所述复合尖晶石材料用于制备红外辐射涂料，特别是具有高红外发射率的无机涂料，该涂料涂覆在工业窑炉的内壁，进而起到节能的效果。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种高红外发射率的复合尖晶石材料的制备方法，包含以下步骤：

(1)将硝酸镁、硝酸铝和球形石墨分散于水中，调节pH为3～4，加入正硅酸乙酯，加热搅拌，滴入强碱溶液，直至形成凝胶，干燥，微波处理，得到一次包覆粉体；

(2)将硝酸铁、硝酸锰、硝酸钴和硝酸铜溶于水中，得到混合溶液；将一次包覆粉体分散于水中，得到分散液；

(3)将混合溶液与分散液混匀，加入沉淀剂，调节pH至9～10，过滤，将固体微波加热至800～1000℃，保温处理，得到复合尖晶石材料。

步骤(1)中所述硝酸镁、硝酸铝与正硅酸乙酯的摩尔比为(1～2):(2～3):(4～6)；硝酸镁与球形石墨质量比为(2～3)：(1～2)；

步骤(1)中所述水以硝酸镁与硝酸铝完全溶解即可；

步骤(1)中所述调节pH的物质为氨水，步骤(1)中所述pH优选为3；

步骤(1)中所述加热搅拌的温度为60～90℃，加热搅拌的时间为30～60min；