[发明专利]一种以高熵氧化物为功能颜料制备水性陶瓷功能涂料的方法

说明书

本发明公开了一种以高熵氧化物为功能颜料制备水性陶瓷功能涂料的方法，是以高熵氧化物(A)₃O₄为功能颜料，与填料、粘结剂、溶剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、流平剂配比制备而成。功能颜料高熵氧化物(A)₃O₄中A为金属元素Cu、Cr、Co、Mn、Fe、Ni、Al、Zn、Ti、Mg中的至少4种，且高熵氧化物陶瓷中，各金属元素为等摩尔比。利用本发明涂料制备的功能涂层在0.3~25μm波段内具有良好的太阳光谱选择特性，同时在3~12μm波段内具有良好的红外辐射特性，而且具有优异的抗热震及耐高温性能（≥800℃）。本发明基于电磁波的调控和利用特性，在太阳能光热利用、红外强化传热、散热、节能等领域具有重要应用价值。

技术领域

本发明涉及一种水性功能涂料，尤其涉及一种以高熵氧化物为功能颜料制备水性陶瓷功能涂料的方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

涂料，属于有机化工高分子材料，所形成的涂膜属于高分子化合物类型。涂料的作用主要有四点：保护，装饰，掩饰产品的缺陷和其他特殊作用，提升产品的价值。随着环保意识的增强，世界各国都相继制定了挥发性有机物（VOC）排放的限量标准和法规。溶剂型涂料是VOC的重要来源，对环境造成很大污染，对人体带来的极大的危害，同时在施工、储藏、运输中存在易燃、易爆等安全隐患。水性涂料具有绿色、节能、安全、作用方便的特点，在世界各国得到了迅速发展。

高熵陶瓷（High-entropy ceramics）通常指由四种或四种以上陶瓷组元形成的固溶体，因其独特的“高熵效应”及优越的性能，近年来已成为陶瓷领域的热点。熵是热力学中表征物质混乱程度的参量，其概念由克劳修斯(T.Clausius)于1854年提出。熵越低，系统越稳定有序；熵越高，系统越混乱。高熵的基本规律和特点可以概括为以下4种效应：1.热力学的高熵效应；2.结构上的晶格畸变效应；3.动力学的迟滞扩散效应；4.组元的协同增效作用。高熵陶瓷的研究从2015 年开始，至今不过5年左右的时间。在这期间由于高熵陶瓷表现出新奇的“高熵效应”，以及优异的力学、电学、热学等性能吸引了众多的科研工作者，但一些关于高熵材料的基础研究以及更有价值的应用还在发展之中。

传统的溶剂型高温涂料，需要严苛的固化工艺，从而限制了使用。太阳能吸收涂层和红外辐射涂层是调控利用电磁波的有效材料，在光热利用、节能减排、提高能源利用率方面具有重要价值。因此，发展水性陶瓷功能涂料符合现代工业的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以高熵氧化物为功能颜料制备水性陶瓷功能涂料的方法。

一、水性陶瓷功能涂料的制备

原料组分：以质量份数计：功能颜料6~15份、填料2~4份、粘结剂20~40份、溶剂22~65份、分散剂3~8份、润湿剂2~5份、消泡剂1~3份、流平剂1~3份。

制备工艺：将溶剂、粘结剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、流平剂混合分散均匀后加入功能颜料和填料，利用高速分散机，先在600~1200r/min的转速搅拌60~100min，再采用砂磨机或球磨机进行分散研磨至细度15~30μm，然后用100~200目丝网进行过滤，即得水性陶瓷功能涂料，密封保存。

所述功能颜料为高熵氧化物陶瓷(A)₃O₄，其中A为金属元素Cu、Cr、Co、Mn、Fe、Ni、Al、Zn、Ti、Mg中的至少4种，且高熵氧化物陶瓷中，各金属元素为等摩尔比。