[发明专利]一种具有近红外反射功能的陶瓷色料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有近红外反射功能的陶瓷色料及其制备方法。本发明的陶瓷色料微观结构包括球状的二氧化钛核芯以及铬、钒和锑共掺杂的二氧化钛壳层结构，且所述球状的二氧化钛核芯的粒径在100～2000nm范围内可调，所述铬、钒和锑共掺杂的二氧化钛壳层的厚度在20～500nm范围内可调。该制备方法通过将钛源水解成球后，进行着色离子吸附，最后经过中高温热处理，得到所述具有近红外反射功能的陶瓷色料。本发明的陶瓷色料具有近红外反射率高、单分散性好、微观形貌为球状以及色料粒度可控等优点。

技术领域

本发明涉及陶瓷色料制备技术领域，尤其涉及一种具有近红外反射功能的陶瓷色料及其制备方法。

背景技术

随着城市建设的不断发展，城市环境负荷日益加剧。仅因为城市绿地减少及太阳强烈辐射形成的热岛效应，使城市中心温度比周边地区高出约3～5℃。这些热量在建筑物表面进行积累，使自身温度升高的同时，还会将热量传递到建筑物内部，导致室内温度升高，进而降低生活环境的舒适度，增加了空调制冷用电量。采用建筑物外墙保温技术对北方地区降低采暖能耗是十分有效的，而对南方地区降低空调制冷能耗的效果并不明显。发达国家在建筑外墙使用高反射率材料是建筑节能常用的方法之一。通常情况下，建筑物外部只会反射少量的太阳辐射，大部分的太阳辐射都被建筑物屋顶或外墙吸收。反射率材料具有隔热效果，主要利用了材料自身近红外反射功能将大部分的太阳光反射出去，降低建筑物表面的温度，从而提升室内舒适度，有效减少建筑物空调能耗。

钛黄色调是建筑物外墙常见的装修风格。目前，钛黄色料主要是以金红石二氧化钛为基体材料，以铬、镍等金属为发色元素。金红石型TiO₂是最早在隔热涂层领域广泛应用的无机颜料之一。通过光谱测试发现其对近红外波段的光反射率高达85％以上。中国发明专利CN106675112A公开了一种高着色力颜料级钛黄色生产方法，选用纳米级水合二氧化钛为原料，添加正钛酸溶胶、锌元素、氧化锑、铝盐、磷酸、氧化镍，经高温煅烧、粉碎、除盐制得产品。中国发明专利CN103613958A公开了一种络合-沉淀工艺制备的环保钛系颜料，以钛白粉、三氧化二锑为原料，通过着色离子与络合剂的稳定分散形成溶液，再通过溶液酸碱度调节，使着色离子均匀沉淀于钛白粉和三氧化二锑原料中，通过喷雾干燥、煅烧等工艺得到钛黄色料。但现有的方法制备的钛黄色料粒度分布较宽，颗粒形貌不规则。本发明提供一种具有近红外反射功能的钛黄色料及其制备方法，该方法制备的钛黄色料具有近红外反射率高，单分散性好，微观形貌为球状，色料粒度可控等优点。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种具有近红外反射功能的陶瓷色料，具体为钛黄色料。

本发明的目的还在于提供所述的一种具有近红外反射功能的陶瓷色料的制备方法。该制备方法通过将钛源水解成球后，进行着色离子吸附，最后经过中高温热处理，得到所述具有近红外反射功能的陶瓷色料。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

一种具有近红外反射功能的陶瓷色料，微观结构为球状核壳结构，包括球状的二氧化钛核芯以及铬、钨和锑共掺杂的二氧化钛壳层；

所述球状的二氧化钛核芯的粒径在100～2000nm范围内可调；所述铬、钨和锑共掺杂的二氧化钛壳层的厚度在20～500nm范围内可调。

制备上述所述的一种具有近红外反射功能的陶瓷色料的方法，包括如下步骤：

(1)将钛酸丁酯加入到无水醇中，搅拌混匀后，加入去离子水，继续搅拌直至得到白色沉淀；离心收集白色沉淀，并用无水乙醇洗涤，得到单分散球状二氧化钛颗粒；

(2)将配制好的硝酸铬溶液、钨酸铵溶液以及氯化锑溶液加入到冰醋酸溶液中，搅拌混匀，得到溶液A；

(3)将钛酸丁酯加入到无水乙醇或无水丙醇中，搅拌混匀后，加入柠檬酸，继续搅拌混匀，再加入聚乙烯基吡咯烷酮，再继续搅拌混匀，得到溶液B；