CN102417170A - 磷酸锌钠基高太阳光反射性能颜料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及磷酸锌钠基高太阳光反射性能颜料及其制备方法，按配料比称取组分A氧化锌、组分B磷酸钠或三聚磷酸钠、组分C金属氧化物或金属盐；将上述三种样品按配比混合后研磨，然后进行高温煅烧，并且保温一定时间后再经冷却研磨而得到。根据本发明所述方法所制备的磷酸锌钠基颜料具有高的太阳光反射率，且本发明工艺简单，颜料烧制温度低，节省能耗。

Description

磷酸锌钠基高太阳光反射性能颜料及其制备方法
技术领域
本发明涉及颜料制备领域，具体涉及磷酸锌钠基高太阳光反射性能颜料及其制备方法。
背景技术
太阳光中使物体发热的波段集中在红外部分，红外部分的能量95%集中在近红外部分。研究具有近红外红外反射的颜料具有重要的应用意义。红外反射颜料是指在可见光呈现一定色彩，在红外区具有反射红外光性能的颜料。目前红外反射颜料分为有机红外反射颜料与无机红外反射颜料，以及有机与无机复合的颜料。红外反射无机颜料由金属氧化物、硝酸盐、醋酸盐，或氧化物混合后经1000℃以上高温煅烧、反应，原料中的金属离子和氧离子重新排列，形成更稳定的类似于尖晶石结构或金红石型结构(郑公劭.红外反射颜料及其应用[J].上海涂料.2008,46(12):19-23)，无机颜料具有着色性能稳定，无毒、无害，工艺简单等特点，但是其近红外反射效果较差。而有机红外反射颜料方面，多是表现为红外透过性，如萘酚红、酞菁蓝。此类有机颜料具有很好的着色效果，但是在阳光的照射下，由于紫外线对有机物的破坏，使得其颜色的稳定性性能下降，且具有一定的挥发性。对于有机与无机材料的复合，人们开发了在无机白颜料或填料外面包覆彩色有机颜料且具有红外反射性能的新型原料，这类无机填料有二氧化钛、氧化锌等，有机颜料有蒽醌、酞菁、氮价川类等，如酞菁蓝包裹二氧化钛制备的反射颜料（苏达根，叶峰等.酞菁染料包裹TiO2制备红外反射颜料[J].电镀与涂饰.2011,30(1):75-77），但这种复合的颜料制备工艺复杂，且着色的稳定性也没有无机颜料好。
发明内容
为解决上述相关技术中存在的缺陷和不足，本发明提供了一种磷酸锌钠基高太阳光反射性能颜料及其制备方法，通过对制备的颜料进行紫外可见近红外分光光度计测试，得出其太阳光反射率高于同色颜料的红外反射率。
本发明目的通过下述技术方案得以实现:
（1）按配料比称取组分A氧化锌、组分B磷酸钠或三聚磷酸钠、组分C金属氧化物或金属盐；其中氧化锌与三聚磷酸钠摩尔比为1:0.31～1:0.38，氧化锌与磷酸钠的摩尔比为1:0.96～1:1.03，氧化锌与金属氧化物或金属盐的摩尔比为1:0.006～1:0.217；所述金属氧化物或金属盐中的金属为铁、铋、铬、铜、锰、钴或镍；
（2）将步骤（1）所称取放入各组分样品混合后研磨，得到混合物；
（3）将步骤（2）所得的混合物在800℃～1200℃下进行烧制，然后在800℃～1200℃下保温1.0h～3.0h，冷却后研磨得到磷酸锌钠基颜料。
所述金属氧化物为氧化铁、氧化铋、氧化铬、氧化铜、氧化锰、氧化钴或氧化镍。
所述金属盐为硫酸铜、碳酸锰或醋酸钴。
为进一步实现本发明目的，所述研磨是在800r/min～1000r/min下进行，研磨时间为20min～50min。
由上述方法制备出的磷酸锌钠基高太阳光反射性能颜料具有较高的太阳光反射效果。
与现有技术相比，本发明具有以下优点:
（1）本发明通过采用以氧化锌、三聚磷酸钠或磷酸钠、金属氧化物或其盐为原料制备所得颜料，具备较好的着色稳定性，同时实现了高的太阳光反射效果；
（2）本发明的制备工艺流程简易，烧成温度也较低，有利于节能。
具体的实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但是本发明的实施例并不限于此。
实施例1
 （1）按照氧化锌:三聚磷酸钠:氧化铋的摩尔比为1.0:0.32:0.038的量称取这三种样品；
 （2）将所称取的样品混合后置于球磨罐中球磨，转速设定为1000r/min，进行球磨20min，得到混合均匀的混合物；
 （3）将步骤（2）所得的混合物取出置于坩埚中，在电阻炉中于1000℃下进行烧制，然后在此温度下保温2.0h，冷却后通过研磨得到黄色的颜料，经紫外-可见-近红外分光光度计检测，得到该颜料的太阳光反射率平均达86.6%，高于黄色红外反射颜料的71%（郑公劭.红外反射颜料及其应用[J].上海涂料.2008，46(12):19-23）。
实施例2
（1）按照氧化锌:三聚磷酸钠:氧化铁的摩尔比为1.0:0.32:0.102的量称取这三种样品；
（2）将所称取的样品混合后置于球磨罐中球磨，转速设定为1000r/min，进行球磨20min，使得样品混合均匀；
（3）将步骤（2）所得的混合物取出置于坩埚中，在电阻炉中于1100℃下进行烧制，然后在此温度下保温1.0h。冷却后通过研磨得红褐色的颜料，经紫外-可见-近红外分光光度计检测，该颜料的太阳光反射率平均达67.38%，比研究报道的红褐色红外反射颜料的51%高（郑公劭.红外反射颜料及其应用[J].上海涂料.2008，46(12):19-23）。
实施例3
（1）按照氧化锌:三聚磷酸钠:氧化铜的摩尔比为1.0:0.32:0.051的量称取这三种样品；
（2）将所称取的样品混合后置于球磨罐中球磨，转速设定为1200r/min，进行球磨50min，得到混合物；
（3）将步骤（2）所得的混合物取出置于坩埚中，在电阻炉中于900℃下进行烧制，然后在此温度下保温2.0h,冷却后通过研磨得到绿色颜料，经紫外-可见-近红外分光光度计检测，该颜料的太阳光反射率平均达53.94%，高于研究报道绿色红外反射颜料的38%（郑公劭.红外反射颜料及其应用[J].上海涂料.2008,46(12):19-23）。
实施例4
（1）按照氧化锌:三聚磷酸钠:氧化锰的摩尔比为1.0:0.32:0.115的量称取这三种样品；
（2）将所称取的样品混合后置于球磨罐中球磨，转速设定为1000r/min，进行球磨30min，使得样品混合均匀，得到混合物；
（3）将步骤（2）所得的混合物取出置于坩埚中，在电阻炉中于1000℃下进行烧制，然后在此温度下保温3.0h。冷却后通过研磨得到土黄色颜料，经紫外-可见-近红外分光光度计检测，该颜料的太阳光反射率平均达55.62%。
实施例5
（1）按照氧化锌:磷酸钠:氧化铁的摩尔比为1.0:0.9:0.054的量称取这三种样品；
（2）将所称取的样品混合后置于球磨罐中球磨，转速设定为900r/min，进行球磨20min，使得样品混合均匀，得到混合物；
（3）将步骤（2）所得的混合物取出置于坩埚中，在电阻炉中于900℃下进行烧制，然后在此温度下保温1.0h，冷却后通过研磨得到淡红色颜料，经紫外-可见-近红外分光光度计检测，该颜料的太阳光反射率平均达74.18%。
实施例6
（1）按照氧化锌:三聚磷酸钠:氧化钴的摩尔比为1.0:0.38:0.217的量称取这三种样品；
（2）将所称取的样品混合后置于球磨罐中球磨，转速设定为800r/min，进行球磨50min，使得样品混合均匀，得到混合物；
（3）将步骤（2）所得的混合物取出置于坩埚中，在电阻炉中于1200℃下进行烧制，然后在此温度下保温2.0h，冷却后通过研磨得到蓝色颜料，经紫外-可见-近红外分光光度计检测，该颜料的太阳光反射率平均达58.67%，高于研究报道钴蓝的39%（郑公劭.红外反射颜料及其应用[J].上海涂料.2008，46(12):19-23）。
实施例7
（1）按照氧化锌:三聚磷酸钠:氧化铬的摩尔比为1.0:0.32:0.054的量称取这三种样品；
（2）将所称取的样品混合后置于球磨罐中球磨，转速设定为800r/min，进行球磨20min，使得样品混合均匀，得到混合物；
（3）将步骤（2）所得的混合物取出置于坩埚中，在电阻炉中于800℃下进行烧制，然后在此温度下保温1.0h。冷却后通过研磨得到黑色颜料，经紫外-可见-近红外分光光度计检测，该颜料的太阳光反射率平均达38.8%，高于研究报道的铁铬黑的30%（郑公劭.红外反射颜料及其应用[J].上海涂料.2008，46(12):19-23）。
实施例8
（1）按照氧化锌:三聚磷酸钠:硫酸铜的摩尔比为1.0:0.32:0.102的量称取这三种样品；
 （2）将所称取的样品混合后置于球磨罐中球磨，转速设定为1000r/min，进行球磨20min，使得样品混合均匀，得到混合物；
（3）将步骤（2）所得的混合物取出置于坩埚中，在电阻炉中于1000℃下进行烧制，然后在此温度下保温2.0h，冷却后通过研磨得到墨绿色颜料，经紫外-可见-近红外分光光度计检测，该颜料的太阳光反射率平均达46.4%。
实施例9
（1）按照氧化锌:磷酸钠；氧化铋的摩尔比1.0:1.03:0.018的量称取这三种样品；
（2）将所称取的样品混合后置于球磨罐中球磨，转速设定为1000r/min，进行球磨20min，使得样品混合均匀，得到混合物；
（3）将步骤（2）所得的混合物取出置于坩埚中，在电阻炉中于900℃下进行烧制，然后在此温度下保温2.0h。冷却后通过研磨得到黄色颜料，经紫外-可见-近红外分光光度计检测，该颜料的太阳光反射率平均达86.49%。
实施例10
（1）按照氧化锌:三聚磷酸钠:氧化锰的摩尔比为1.0:0.32:0.055的量称取这三种样品；
（2）将所称取的样品混合后置于球磨罐中球磨，转速设定为1000r/min，进行球磨20min，使得样品混合均匀，得到混合物；
（3）将步骤（2）所得的混合物取出置于坩埚中，在电阻炉中于900℃下进行烧制，然后在此温度下保温2.0h，冷却后通过研磨得到土黄色颜料，经紫外-可见-近红外分光光度计检测，该颜料的太阳光反射率平均达54.37%。
实施例11
（1）按照氧化锌:三聚磷酸钠:氧化镍的摩尔比为1.0:0.31；0.006的量称取这三种样品；
（2）将所称取的样品置于球磨罐中球磨，转速设定为1000r/min，进行球磨20min，使得样品混合均匀，得到混合物；
（3）将步骤（2）所得的混合物取出置于坩埚中，在电阻炉中于800℃下进行烧制，然后在此温度下保温2.0h，冷却后通过研磨得到淡灰色颜料，经紫外-可见-近红外分光光度计检测，该颜料的太阳光反射率平均达48.33%。
实施例12
（1）按照氧化锌:三聚磷酸钠:醋酸钴的摩尔比为1.0:0.38:0.138的量称取这三种样品；
（2）将所称取的样品置于球磨罐中球磨，转速设定为800r/min，进行球磨50min，使得样品混合均匀，得到混合物；
（3）将步骤（2）所得的混合物取出置于坩埚中，在电阻炉中于1200℃下进行烧制，然后在此温度下保温2.0h。冷却后通过研磨得到蓝色颜料，经紫外-可见-近红外分光光度计检测，该颜料的太阳光反射率平均达59.2%，高于研究报道钴蓝的39%（郑公劭.红外反射颜料及其应用[J].上海涂料.2008，46(12):19-23）。
实施例13
（1）按照氧化锌:三聚磷酸钠:碳酸锰的摩尔比为1.0:0.32:0.142的量称取这三种样品；
（2）将所称取的样品置于球磨罐中球磨，转速设定为1000r/min，进行球磨20min，使得样品混合均匀，得到混合物；
（3）将步骤（2）所得的混合物取出置于坩埚中，在电阻炉中于1000℃下进行烧制，然后在此温度下保温2.0h,冷却后通过研磨得土黄色颜料，经紫外-可见-近红外分光光度计检测，该颜料的太阳光反射率平均达56.4%。

Claims (5)

1.磷酸锌钠基高太阳光反射性能颜料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）按配料比称取组分A氧化锌、组分B磷酸钠或三聚磷酸钠、组分C金属氧化物或金属盐；其中氧化锌与三聚磷酸钠摩尔比为1:0.31～1:0.38，氧化锌与磷酸钠的摩尔比为1:0.96～1:1.03，氧化锌与金属氧化物或金属盐的摩尔比为1:0.006～1:0.217；所述金属氧化物或金属盐中的金属为铁、铋、铬、铜、锰、钴或镍；
（2）将步骤（1）所称取放入各组分样品混合后研磨，得到混合物；
（3）将步骤（2）所得的混合物在800℃～1200℃下进行烧制，然后在800℃～1200℃下保温1.0h～3.0h，冷却后研磨得到磷酸锌钠基颜料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述金属氧化物为氧化铁、氧化铋、氧化铬、氧化铜、氧化锰、氧化钴或氧化镍。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述金属盐为硫酸铜、碳酸锰或醋酸钴。
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于所述研磨是在800r/min～1000r/min下进行，研磨时间为20min～50min。
5.一种利用权利要求1至4之一所述的磷酸锌钠基高太阳光反射性能颜料的制备方法制备得到的磷酸锌钠基高太阳光反射性能颜料。
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