CN103923505B

CN103923505B - 一种红褐色近红外反射颜料及其制备方法

Info

Publication number: CN103923505B
Application number: CN201410149298.2A
Authority: CN
Inventors: 毛倩瑾; 吕秋瑞; 王蕊; 王亚丽; 王子明; 崔素萍; 兰明章
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2014-04-12
Filing date: 2014-04-12
Publication date: 2017-02-22
Anticipated expiration: 2034-04-12
Also published as: CN103923505A

Abstract

一种红褐色近红外反射颜料及其制备方法，属于复合无机颜料技术领域。一种复合无机氧化物，主相原料为三氧化二铁，掺杂相为二氧化钛、三氧化二铬和三氧化二铝中的一种或几种，其中各组分的质量百分比含量为：三氧化二铁70%～90%，二氧化钛0～20%，三氧化二铬0～30%，三氧化二铝0～30%。制备方法为固相合成法，反应温度为1000～1200℃，合成时间4～6小时。该颜料在可见光波段呈现红褐色，在近红外波段范围内反射率最高可达80%，在深色节能涂层的研究及应用领域具有广阔的前景。且其设备投入少，制备工艺简单，便于操作，适合工业化生产。

Description

一种红褐色近红外反射颜料及其制备方法

技术领域

本发明属于复合无机颜料技术领域，具体涉及一种红褐色红外反射颜料及其制备方法。

背景技术

炎热的夏季，建筑物、船舶、油罐等因长时间暴露于太阳的照射下，往往造成其内部及外表面温度过高，严重影响了建筑居住条件的舒适性和工业设施的安全性。建筑外表面隔热系统，能够有效的减少空调系统的热负荷和工业设施的外表面温度，是目前节能设计的一个重要途径。白色或浅色因其天然对太阳光具有良好的反射作用，被广泛的应用于节能建筑及贮藏罐中，然而由于其耐污性较差以及对色彩的要求，往往需要深色涂料也具有较好的热反射效果。通过研制具有红外反射功能的深色颜料，将其添加到涂料中，可制备出具有反射隔热功能的产品。将其应用于建筑物外墙、屋顶、汽车、贮藏、船舶等的外壳涂层，以及隔热防爆膜等方面，具有良好的隔热效果。

发明内容

本发明提供了一种红褐色红外反射颜料及其制备方法，所制备的红褐色红外反射颜料是一种以三氧化二铁为主相，通过掺杂氧化铝、氧化铬、氧化钛中的一种或几种制备的颜料。相比于普通铁红具有较低的明度和较高的红外反射特性，能够满足涂层对色彩及隔热的要求。

本发明的技术方案如下：

一种红褐色红外反射颜料，是一种复合无机氧化物，其特征在于，主相原料为三氧化二铁，掺杂相为二氧化钛、三氧化二铬和三氧化二铝中的一种或几种，其中各组分的质量百分比含量为：三氧化二铁70%～90%，二氧化钛0～20%，三氧化二铬0～30%，三氧化二铝0～30%。

各组分的质量百分比优选为：三氧化二铁80～90%，二氧化钛5～10%，三氧化二铬5～10%。

上述一种砖红色近红外反射颜料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：配料，按照质量分数称量三氧化二铁70～90%，二氧化钛0～20%，三氧化二铬0～30%，三氧化二铝0～30%；

步骤2：球磨，将步骤1所准备的原料加入球磨罐，将颜料湿法球磨分散均匀，球磨时采用酒精作为球磨介质；

步骤3：过筛，将步骤2球磨后的浆料，烘干后进行研磨，过325目筛，除去较大颗粒；

步骤4：固相合成，将步骤3研磨后的研磨料放入高温炉中烧结，进行固相合成反应，从室温开始升温，升温速率为10℃/min,升温至1000～1200℃后保温4～6小时，自然冷却降至室温；

步骤5：二次研磨、过筛，将步骤4固相合成的反应物采用研磨机进行研磨，用500目滤网过筛除去较大颗粒，得到平均粒径为3～8um的红褐色红外反射颜料。

该颜料在可见光波段呈现红褐色，在近红外波段范围内反射率最高可达80%，在深色节能涂层的研究及应用领域具有广阔的前景。且其设备投入少，制备工艺简单，便于操作，适合工业化生产。

本发明具有以下特点：

（1）颜料在可见光波段呈红褐色，相对于普通的铁红颜料具有较低的明度值，在680nm附近反射率小于20%(见附图1)。颜料实施例的颜色参数见附表1。

（2）颜料在760～1800nm范围内具有较高的红外反射效率，能够作为“冷颜料”应用于热反射涂料中（见附图2）。

（3）本发明制备的红色颜料生产设备主要为烧制电炉、球磨机和研磨机，设备投入少，工艺简单，适合工业化生产。

附图说明

图1颜料在近红外光区的反射系数。

图2颜料在可见光区的反射系数。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。

实施例1

按照质量百分比称取以下原料：三氧化二铁，90g；二氧化钛，5g；三氧化二铝，5g加入球磨罐。以乙醇为球磨介质，湿法球磨混合均匀，烘干研磨，过325目筛除去较大颗粒，然后置于高温炉内进行固相反应。从室温开始升温，升温速率为10℃/min,升温至1000℃后保温6小时，降至室温。最后将粉体研磨后，过500目筛除去较大颗粒，制得平均粒径为5um的红褐色颜料S1。

实施例2

按照质量百分比称取以下原料：三氧化二铁，90g；二氧化钛，5g；三氧化二铬，5g加入球磨罐。以乙醇为球磨介质，湿法球磨混合均匀，烘干研末，过325目筛除去较大颗粒，然后置于高温炉内进行固相反应。从室温开始升温，升温速率为10℃/min,升温至1100℃后保温5小时，降至室温。最后将粉体研磨后，过500目筛除去较大颗粒，制得平均粒径为5um的红褐色颜料S2。

实施例3

按照质量百分比秤取以下原料：三氧化二铁，90g；三氧化二铬，5g；三氧化二铝，5g加入球磨罐。以乙醇为球磨介质，湿法球磨混合均匀，烘干研末，过325目筛除去较大颗粒，然后置于高温炉内进行固相反应。从室温开始升温，升温速率为10℃/min,升温至1200℃后保温4小时，降至室温。最后将粉体研磨后，过500目筛除去较大颗粒，制得平均粒径为5um的红褐色颜料S3。

将制得颜料样品与溴化钾按照1:60的质量比例研磨均匀，制得表面光滑平整的压片，以紫外-可见-近红外分光光度计测量实施例颜料和炭黑颜料的可见光和近红外反射率如图1所示。

采用精密色差仪对实施例1、2、3和普通铁红的色度坐标进行测量，结果如表1所示。

表1实施例色度坐标值（实施例1、2、3的颜色参数）

项目	普通铁红	S1	S2	S3
					L	49.51	45.09	43.61	43.64
a	12.34	7.56	5.73	5.53
					b	6.37	1.26	0.96	-0.84

L表示亮度，a表示从红色至绿色的范围，b表示从黄色至蓝色的范围。

Claims

1.一种红褐色红外反射颜料，其特征在于，是一种复合无机氧化物，主相原料为三氧化二铁，掺杂相为二氧化钛、三氧化二铬和三氧化二铝中的一种或几种，其中各组分的质量百分比含量为：三氧化二铁70%~90%，二氧化钛5~10%，三氧化二铬0~30%，三氧化二铝0~30%，三氧化二铬、三氧化二铝不同时为0。

2.按照权利要求1的一种红褐色红外反射颜料，其特征在于，各组分的质量百分比为：三氧化二铁80~90%，二氧化钛5~10%，三氧化二铬5~10%。

3.一种红褐色红外反射颜料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：配料，按照质量分数称量三氧化二铁70~90%，二氧化钛5~10%，三氧化二铬0~30%，三氧化二铝0~30%，三氧化二铬、三氧化二铝不同时为0；

步骤4：固相合成，将步骤3研磨后的研磨料放入高温炉中烧结，进行固相合成反应，从室温开始升温，升温速率为10℃/ min, 升温至1000~1200℃后保温4~6小时，自然冷却降至室温；

步骤5：二次研磨、过筛，将步骤4固相合成的反应物采用研磨机进行研磨，用500目滤网过筛除去较大颗粒，得到平均粒径为3~8μm的红褐色红外反射颜料。