[发明专利]一种金属氧化物/空心微珠复合填料的制备方法

说明书

本发明公开了一种复合填料的制备方法。该方法先形成金属氧化物前驱体，在金属氧化物晶核长大过程中引入空心微珠，并加入硅烷偶联剂，通过硅烷偶联剂的水解使金属氧化物结晶与空心微珠结合有序发生，避免了金属氧化物在空心微珠表面的团聚；形成有序阵列的金属氧化物结晶再通过与金属氧化物前驱体的快速水解、交联，实现金属氧化物层的快速堆积和成长，通过煅烧等手段得到紧密结合的金属氧化物包裹层，有效控制所形成填料表面的平整反射层。本发明方法能够提高表面反射层的致密度和反射比，改善了所得复合填料的隔热效果。

技术领域

本发明涉及一种金属氧化物/空心微珠复合填料的制备方法，具体地涉及一种具有太阳光反射隔热功能的复合填料的制备方法。

背景技术

空心微珠是中空封闭的球体，内部含有一定量的气体，其导热系数低，所以空心玻璃微珠具有隔音、隔热的特性，是作为各种保温材料、隔音产品的极佳填充剂。同时空心微珠作为一种填料在保温涂料中也得到广泛应用。

目前将空心微珠用于反射隔热涂料的制备方法很多，通常采用的方法是采用溶胶-凝胶法在空心微珠表面包覆TiO₂涂层。如CN1583908A，CN200610127227.8等，通过水解含金属原料在空心微珠表面包覆一层二氧化钛凝胶，然后通过煅烧成层，实现二氧化钛的包覆。但是这种方法金属原料在水中的分散度严重影响二氧化钛的包覆成膜情况，若分散性不好，则不能形成均匀包覆的二氧化钛/空心微珠复合物，影响填料的反射隔热性能。CN201210477077.9公开的方法中，先采用化学镀方法在空心微珠表面镀覆一层纳米银薄膜，然后再用水热法增加一层二氧化钛薄膜，但该方法是使用了贵金属，成本较高。

另外，很多专利公开了具有反射隔热功能的涂料大都将空心微珠、二氧化钛作为涂料组分，通过机械混合形成具有反射隔热功能的涂料产品，如CN201710899781.6公开了一种丙烯酸酯乳液为基底，包含二氧化钛、空心微珠、含氟硅的涂层，但将二氧化钛和空心微珠进行机械混合，二氧化钛与空心微珠的联合作用不强，反射隔热效率低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种复合填料的制备方法。该方法中先形成金属氧化物前驱体，在金属氧化物晶核长大过程中引入空心微珠，并加入硅烷偶联剂，通过硅烷偶联剂的水解使金属氧化物结晶与空心微珠结合有序发生，避免了金属氧化物在空心微珠表面的团聚；形成有序阵列的金属氧化物结晶再通过与金属氧化物前驱体的快速水解、交联，实现金属氧化物层的快速堆积和成长，通过煅烧等手段达到紧密结合的金属氧化物包裹层，有效控制形成填料表面的平整反射层。

本发明的一种金属氧化物/空心微珠复合填料的制备方法，包括如下内容：

（1）将金属盐与碱性离子液体混合，并搅拌均匀，形成金属氧化物前驱体浆液；

（2）将一部分步骤（1）得到的金属氧化物前驱体浆液与空心微珠、有机醇混合均匀，得到浆液A；

（3）将硅烷偶联剂加入到步骤（2）得到的浆液A中混合均匀，然后调节浆液pH值为7.5~11，得到浆液B；所得浆液B进行水解反应；

（4）步骤（3）所得反应产物经过滤得到湿浆料；在湿浆料中加入至少一部分步骤（1）所得金属氧化物前驱体浆液，并混合均匀，调节浆液pH 值，然后进行水解反应；

（5）步骤（4）得到的物料进行水洗、分离，并经干燥和煅烧，即可得到金属氧化物/空心微珠复合填料。

本发明方法中，步骤（1）所述的金属盐选自硝酸锌、钛酸酯、四氯化钛、三甲基铝、草酸氧钛酸钾、氯化锌、氯化铝、氯化镁、氯化甲基锌、溴化甲基锌、氯化乙基锌、溴化乙基锌中的一种或几种，优选钛酸四丁酯、硝酸锌。