[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

摘要

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。

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。