[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有效

专利信息
申请号: 201711372670.6 申请日: 2017-12-14
公开(公告)号: CN108165052B 公开(公告)日: 2020-11-24
发明(设计)人: 柯善军;潘志东;王燕民 申请(专利权)人: 华南理工大学
主分类号: C09C1/36 分类号: C09C1/36;C09C3/06;C09C3/08;C09C3/10;C09C3/04
代理公司: 广州粤高专利商标代理有限公司 44102 代理人: 何淑珍
地址: 511458 广东省广州市*** 国省代码: 广东;44
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摘要: 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。
搜索关键词: 一种 具有 红外 反射 功能 陶瓷 色料 及其 制备 方法
【主权项】:
1.一种具有近红外反射功能的陶瓷色料,其特征在于,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、钒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、钒和锑共掺杂的二氧化钛壳层的厚度在20~500nm范围内可调。

2.制备权利要求1所述的一种具有近红外反射功能的陶瓷色料的方法,其特征在于,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;

(4)将溶液A加入溶液B中,搅拌混匀得到混合溶液;再将单分散球状二氧化钛颗粒加入得到的混合溶液中,继续搅拌混匀后离心收集沉淀,将收集的沉淀经干燥后置于电炉中进行热处理,冷却,得到所述具有近红外反射功能的陶瓷色料。

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述无水醇为碳原子数大于3的多元醇;所述钛酸丁酯与无水醇的用量比为0.05~0.25∶300mol/mL;所述搅拌混匀的时间为5~30min。

4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述去离子水的用量与无水醇的用量体积比为5~50∶300;所述继续搅拌的时间为5~20min;所述无水乙醇洗涤的次数为3~5次。

5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述硝酸铬溶液的浓度为0.01~0.03mol/L;所述钨酸铵溶液的浓度为0.005~0.015mol/L;所述氯化锑溶液的浓度为0.01~0.02mol/L;所述冰醋酸溶液的浓度为0.05~0.15mol/L;所述硝酸铬溶液、钨酸铵溶液、氯化锑溶液以及冰醋酸溶液的体积比为1∶0.5~1∶0.5~0.75∶0.5~0.75。

6.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述钛酸丁酯与无水乙醇或无水丙醇的用量比为0.05~0.15∶200mol/mL;所述搅拌混匀的时间为5~10min;所述钛酸丁酯与柠檬酸的摩尔比为0.05~0.15∶0.05~0.25;所述继续搅拌混匀的时间为10~20min。

7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述钛酸丁酯与聚乙烯基吡咯烷酮的质量比为17~51∶0.5~1.5;加入聚乙烯基吡咯烷酮后,再继续搅拌混匀的时间为10~30min。

8.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述溶液A与溶液B的混合体积比为0.5∶1~5;溶液A与溶液B搅拌混匀的时间为1~1.5小时;所述单分散球状二氧化钛颗粒与混合溶液的料液比为50~100∶80~150g/mL。

9.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,加入单分散球状二氧化钛颗粒后,继续搅拌混匀的时间为0.5~5小时;所述干燥是在80~100℃干燥1~1.5小时。

10.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述热处理是以250~300℃/h的升温速率升温至700~1100℃后,保温热处理3~5小时;所述冷却是冷却至室温。

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