[发明专利]高近红外反射率金红石型TiO2/酞菁蓝复合颜料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高近红外反射率金红石型TiO₂/酞菁蓝复合颜料及其制备方法，该复合颜料将酞菁蓝颜料的红外透过性和金红石型TiO₂的强反射特性进行了结合，进而具有较高的近红外反射率；其制备方法是在高能球磨作用下，通过疏水作用力将疏水性酞菁蓝颜料和疏水性金红石型TiO₂进行复合得到核/壳结构复合颜料。本发明的复合颜料制备方法简单，复合颜料产品在近红外区域具有较高的反射率。与酞菁蓝颜料相比，复合颜料在800‑1100nm区域内对光反射率提高11％‑17％，在1200‑1600nm区域内对光反射率提高10％，且复合颜料对光反射率最高可达85％。

技术领域

本发明属于化工产品中有机-无机复合颜料及其制备方法，特别是一种高近红外反射率金红石型TiO₂/酞菁蓝/复合颜料及其制备方法。

背景技术

建筑高能耗给城市生存和生态环境带来巨大影响，以城市热岛效应最为突出，它对城市大气环境质量及生态系统造成严重影响，对人体健康构成危害，是国内外研究学者关注的热点问题。

近几十年来，国内外研究学者针对降低建筑能耗、缓解城市热岛效应的策略进行了研究，发现采用屋面和墙体反射隔热涂料增加城市反射率(Urban albedo)是最有效途径之一。在“反射隔热涂料”组成中，颜料对涂层的显色和太阳光反射效率起着关键作用。目前“反射隔热涂料”中常用颜料为白色颜料TiO₂(金红石型)，其太阳光反射比高达80％以上，所构成的白色等浅色系反射隔热涂层表现出良好的反射隔热效果。然而，这类涂层耐沾污性差，会因漆膜表面变脏、变色导致热反射性能大幅度下降。目前常用的彩色近红外反射颜料为无机颜料，主要包括金属氧化物及由稀土元素和过渡金属构成的复合无机颜料，这些颜料具有较高的近红外反射率，在隔热涂料和军事伪装等领域具有一定的应用前景。然而，它们大都含有重金属，且用于城市建筑“反射隔热涂料”时，会因长期的自然环境暴露而发生重金属离子迁移，存在潜在的环境污染问题，其应用受到限制；此外，稀土元素和过渡金属是这些复合颜料的主要构成元素，稀土元素资源的稀缺限制了它们的推广应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种高近红外反射率金红石型TiO₂/酞菁蓝复合颜料及其制备方法，将酞菁蓝颜料的红外透过性和金红石型TiO₂的强反射特性进行了结合，从而使其具有高近红外反射率。制备方法是，在高能球磨作用下，利用疏水性修饰的金红石型TiO₂与疏水性酞菁蓝颜料之间的疏水作用力将二者进行复合，制备得到具有高近红外反射率特性的金红石型TiO₂/酞菁蓝复合颜料。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高近红外反射率金红石型TiO₂/酞菁蓝复合颜料的制备方法，在高能球磨作用下，通过疏水作用力将疏水性酞菁蓝颜料和疏水性金红石型TiO₂进行复合得到核/壳结构复合颜料，包括以下步骤：

(1)将亲水性金红石型TiO₂与水进行混合搅拌得亲水性金红石型TiO₂悬浊液，在85-90℃下，20-30min内滴加偶联剂的无水乙醇溶液，继续搅拌反应1h后，将反应液抽滤、洗涤得滤饼，滤饼置于鼓风干燥箱中在90℃下进行干燥，研磨得到疏水性修饰的金红石型TiO₂，其中亲水性金红石型TiO₂质量与偶联剂体积为40g∶(8-12)ml；

(2)按照质量比称取步骤(1)中制备得到的疏水性修饰的金红石型TiO₂和酞菁蓝颜料，置于球磨罐体中，加入研磨球后置于行星式球磨机中进行球磨处理，球磨时间为20-80min，反应完毕后，将颜料粉体与研磨球进行分离后即可得金红石型TiO₂/酞菁蓝复合颜料。

所述步骤(2)中质量比，酞菁蓝颜料与疏水性修饰的金红石型TiO₂比值为10％-25％。