CN103923506A - 一种黑色红外反射颜料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种黑色红外反射颜料及其制备方法，属于无机金属氧化物颜料技术领域。由三氧化二铁、二氧化钛、三氧化二铬、氧化锌等氧化物通过固相反应复合而成，其中各组分的质量百分比含量为：三氧化二铁45%～90%，二氧化钛0～20%，三氧化二铬5～30%，氧化锌0～20%。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黑色，在近红外波段范围内反射率接近60%。相比普通炭黑颜料，具有较高的红外反射能力，在深色节能涂层的研究及应用领域具有广阔的前景。

Description

一种黑色红外反射颜料及其制备方法

技术领域

本发明属于无机金属氧化物颜料技术领域，具体涉及一种黑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

本发明提供了一种黑色红外反射颜料及其制备方法，所制备的红色近红外反射颜料是一种以三氧化二铁为主相，利用氧化铬、氧化钛、氧化锌等无机氧化物多元掺杂制备的黑色颜料。与普通的炭黑颜料相比，具有较高的红外反射特性，满足深色涂层对隔热的要求。

本发明提出的黑色红外反射颜料主要由三氧化二铁、二氧化钛、三氧化二铬、氧化锌等氧化物通过固相合成反应复合而成。

本发明的技术方案如下：

一种黑色红外反射颜料，其特征在于，由三氧化二铁、二氧化钛、三氧化二铬、氧化锌等氧化物通过固相反应复合而成，其中各组分的质量百分比含量为：三氧化二铁45%～90%，二氧化钛0～20%，三氧化二铬5～30%，氧化锌0～20%。

上述优选三氧化二铁45～50%，二氧化钛20～30%，三氧化二铬30～35%。

一种黑色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45～90%，二氧化钛0～20%，三氧化二铬5～30%，氧化锌0～20%；

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合成的反应物采用研磨机研磨，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黑色，在近红外波段范围内反射率接近60%。相比普通炭黑颜料，具有较高的红外反射能力，在深色节能涂层的研究及应用领域具有广阔的前景。

本发明具有以下特点：

（1）颜料在可见光波段为黑色，与普通炭黑基本一致，颜料实施例的颜色参数见附表1。

（2）颜料在760～2500nm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1）。

（3）本发明制备的黑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颜料在近红外波段的反射系数；

图2颜料在可见光波段的反射系数。

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，70g；三氧化二铬，30g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的黑色颜料H1。

实施例2

按照质量百分比称取以下原料：三氧化二铁，50g；二氧化钛，20g；三氧化二铬，30g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的黑色颜料H2。

实施例3

按照质量百分比秤取以下原料：三氧化二铁，45g；三氧化二铬，35g；二氧化钛，20g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的黑色颜料H3。

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和图2所示。

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

表1色度坐标值（为实施例1、2、3的颜色参数）

项目	炭黑（HC）	H1	H2	H3
					L	28.34	28.59	28.44	32.81
a	0.2	2.57	1.22	3.21
					b	0.01	0.48	-0.57	0.59

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 (3)

1.一种黑色红外反射颜料，其特征在于，由三氧化二铁、二氧化钛、三氧化二铬、氧化锌等氧化物通过固相反应复合而成，其中各组分的质量百分比含量为：三氧化二铁45%～90%，二氧化钛0～20%，三氧化二铬5～30%，氧化锌0～20%。

2.按照权利要求1的一种黑色红外反射颜料，其特征在于，三氧化二铁45～50%，二氧化钛20～30%，三氧化二铬30～35%。

3.一种黑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45～90%，二氧化钛0～20%，三氧化二铬5～30%，氧化锌0～20%；

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合成的反应物采用研磨机研磨，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。