CN108165052A - 一种具有近红外反射功能的陶瓷色料及其制备方法 - Google Patents

一种具有近红外反射功能的陶瓷色料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108165052A
CN108165052A CN201711372670.6A CN201711372670A CN108165052A CN 108165052 A CN108165052 A CN 108165052A CN 201711372670 A CN201711372670 A CN 201711372670A CN 108165052 A CN108165052 A CN 108165052A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
titanium dioxide
preparation
stirring
ceramic pigment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711372670.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108165052B (zh
Inventor
柯善军
潘志东
王燕民
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN201711372670.6A priority Critical patent/CN108165052B/zh
Publication of CN108165052A publication Critical patent/CN108165052A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108165052B publication Critical patent/CN108165052B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/36—Compounds of titanium
    • C09C1/3692—Combinations of treatments provided for in groups C09C1/3615 - C09C1/3684
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/006—Combinations of treatments provided for in groups C09C3/04 - C09C3/12
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/04—Physical treatment, e.g. grinding, treatment with ultrasonic vibrations
    • C09C3/043—Drying, calcination
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/06—Treatment with inorganic compounds
    • C09C3/066—Treatment or coating resulting in a free metal containing surface-region
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/08—Treatment with low-molecular-weight non-polymer organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/10—Treatment with macromolecular organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/90—Other properties not specified above

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Abstract

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。

Description

一种具有近红外反射功能的陶瓷色料及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷色料制备技术领域，尤其涉及一种具有近红外反射功能的陶瓷色料及其制备方法。
背景技术
随着城市建设的不断发展，城市环境负荷日益加剧。仅因为城市绿地减少及太阳强烈辐射形成的热岛效应，使城市中心温度比周边地区高出约3～5℃。这些热量在建筑物表面进行积累，使自身温度升高的同时，还会将热量传递到建筑物内部，导致室内温度升高，进而降低生活环境的舒适度，增加了空调制冷用电量。采用建筑物外墙保温技术对北方地区降低采暖能耗是十分有效的，而对南方地区降低空调制冷能耗的效果并不明显。发达国家在建筑外墙使用高反射率材料是建筑节能常用的方法之一。通常情况下，建筑物外部只会反射少量的太阳辐射，大部分的太阳辐射都被建筑物屋顶或外墙吸收。反射率材料具有隔热效果，主要利用了材料自身近红外反射功能将大部分的太阳光反射出去，降低建筑物表面的温度，从而提升室内舒适度，有效减少建筑物空调能耗。
钛黄色调是建筑物外墙常见的装修风格。目前，钛黄色料主要是以金红石二氧化钛为基体材料，以铬、镍等金属为发色元素。金红石型TiO2是最早在隔热涂层领域广泛应用的无机颜料之一。通过光谱测试发现其对近红外波段的光反射率高达85％以上。中国发明专利CN106675112A公开了一种高着色力颜料级钛黄色生产方法，选用纳米级水合二氧化钛为原料，添加正钛酸溶胶、锌元素、氧化锑、铝盐、磷酸、氧化镍，经高温煅烧、粉碎、除盐制得产品。中国发明专利CN103613958A公开了一种络合-沉淀工艺制备的环保钛系颜料，以钛白粉、三氧化二锑为原料，通过着色离子与络合剂的稳定分散形成溶液，再通过溶液酸碱度调节，使着色离子均匀沉淀于钛白粉和三氧化二锑原料中，通过喷雾干燥、煅烧等工艺得到钛黄色料。但现有的方法制备的钛黄色料粒度分布较宽，颗粒形貌不规则。本发明提供一种具有近红外反射功能的钛黄色料及其制备方法，该方法制备的钛黄色料具有近红外反射率高，单分散性好，微观形貌为球状，色料粒度可控等优点。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种具有近红外反射功能的陶瓷色料，具体为钛黄色料。
本发明的目的还在于提供所述的一种具有近红外反射功能的陶瓷色料的制备方法。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。
本发明的目的通过如下技术方案实现。
一种具有近红外反射功能的陶瓷色料，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。
制备上述所述的一种具有近红外反射功能的陶瓷色料的方法，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。
进一步地，步骤(1)中，所述无水醇为碳原子数大于3的多元醇。
进一步地，步骤(1)中，所述钛酸丁酯与无水醇的用量比为0.05～0.25∶300mol/mL。
进一步地，步骤(1)中，所述搅拌混匀的时间为5～30min。
进一步地，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。
进一步地，步骤(1)中，所述继续搅拌的时间为5～20min。
进一步地，步骤(1)中，所述无水乙醇洗涤的次数为3～5次。
进一步地，步骤(2)中，所述硝酸铬溶液的浓度为0.01～0.03mol/L。
进一步地，步骤(2)中，所述钨酸铵溶液的浓度为0.005～0.015mol/L。
进一步地，步骤(2)中，所述氯化锑溶液的浓度为0.01～0.02mol/L。
进一步地，步骤(2)中，所述冰醋酸溶液的浓度为0.05～0.15mol/L。
进一步地，步骤(2)中，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。
进一步地，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。
进一步地，步骤(3)中，所述搅拌混匀的时间为5～10min。
进一步地，步骤(3)中，所述钛酸丁酯与柠檬酸的摩尔比为0.05～0.15∶0.05～0.25。
进一步地，步骤(3)中，所述继续搅拌混匀的时间为10～20min。
进一步地，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。
进一步地，步骤(3)中，加入聚乙烯基吡咯烷酮后，再继续搅拌混匀的时间为10～30min。
进一步地，步骤(4)中，所述溶液A与溶液B的混合体积比为0.5∶1～5。
进一步地，步骤(4)中，溶液A与溶液B搅拌混匀的时间为1～1.5小时。
进一步地，步骤(4)中，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。
进一步地，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。
进一步地，步骤(4)中，所述干燥是在80～100℃干燥1～1.5小时。
进一步地，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。
进一步地，步骤(4)中，所述冷却是冷却至室温。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)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；
(2)本发明的制备方法工艺简单，成本低，耗能少，有利于实现工业化大规模生产。
附图说明
图1为实施例1制备的具有近红外反射功能的陶瓷色料的扫描电镜图；
图2为实施例1制备的具有近红外反射功能的陶瓷色料的近红外反射率曲线图。
具体实施方式
以下结合具体实施例及附图对本发明技术方案作进一步地详细描述，但本发明的实施方式及保护范围不限于此。
以下具体实施例中，提及的原料未详细说明的，均为市售产品；提及的工艺步骤或制备方法未详细说明的，均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或制备方法。
实施例1
制备具有近红外反射功能的陶瓷色料，具体包括如下工艺步骤：
(1)将0.05mol钛酸丁酯加入到300mL无水正丁醇中，搅拌5min后，加入50mL的去离子水，继续搅拌5min，得到白色的沉淀；
(2)将步骤(1)中制备的白色沉淀进行离心收集，并采用无水乙醇洗涤5次，得到单分散球状二氧化钛颗粒，颗粒的平均粒径为300nm；
(3)配制浓度为0.15mol/L的冰醋酸溶液，另分别配制浓度为0.02mol/L的硝酸铬溶液、0.015mol/L的钨酸铵溶液和0.01mol/L的氯化锑溶液，按1∶0.5∶0.6∶0.5体积比例将硝酸铬溶液、钨酸铵溶液和氯化锑溶液加入冰醋酸溶液中，搅拌混合均匀，得到溶液A；
(4)将0.1mol钛酸丁酯加入到200mL无水乙醇中，搅拌5min后，加入0.1mol的柠檬酸作为螯合剂，并搅拌10min，随后加入0.5g的聚乙烯基吡咯烷酮，搅拌10min后，得到溶液B；
(5)将溶液A加入到溶液B(混合体积比为0.5∶1)中，混合搅拌1小时，得到溶液C；
(6)将步骤(2)的单分散球状二氧化钛颗粒加入步骤(5)的溶液C(料液比为50∶150g/mL)中，搅拌0.5小时后进行离心处理，将离心沉淀产物置于100℃烘箱中，干燥1小时，随后将干燥的产物置于电炉中，以300℃/小时升温速率升温至850℃，保温热处理3小时，冷却至室温，得到所述具有近红外反射功能的陶瓷色料。
制备的陶瓷色料的扫描电镜图如图1所示，由图1可知，制备的陶瓷色料单分散性好，微观形貌为球状，平均粒径为350nm；陶瓷色料整体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。
制备的陶瓷色料的近红外反射率曲线图如图2所示，由图2可知，制备的陶瓷色料的近红外反射率约为80％，而普通色料的近红外反射率约为70％。
实施例2
制备具有近红外反射功能的陶瓷色料，具体包括如下工艺步骤：
(1)将0.15mol钛酸丁酯加入到300mL无正丁醇中，搅拌5min后，加入5mL的去离子水，继续搅拌5min，得到白色的沉淀；
(2)将步骤(1)中制备的白色沉淀进行离心收集，并采用无水乙醇洗涤5次，得到单分散球状二氧化钛颗粒，颗粒的平均粒径为450nm；
(3)配制浓度为0.05mo1/L的冰醋酸溶液，另分别配制浓度为0.015mol/L的硝酸铬溶液、0.01mol/L的钨酸铵溶液和0.02mol/L的氯化锑溶液，按1∶0.5∶0.75∶0.75体积比例将硝酸铬溶液、钨酸铵溶液和氯化锑溶液加入冰醋酸溶液中，搅拌混合均匀，得到溶液A；
(4)将0.1mol钛酸丁酯加入到200mL无水乙醇中，搅拌5min后，加入0.1mol的柠檬酸作为螯合剂，并搅拌10min，随后加入0.5g的聚乙烯基吡咯烷酮，搅拌10min后，得到溶液B；
(5)将溶液A加入到溶液B(混合体积比为0.5∶2)中，混合搅拌1小时，得到溶液C；
(6)将步骤(2)的单分散球状二氧化钛颗粒加入步骤(5)溶液C(料液比为70∶120g/mL)中，搅拌0.5小时后进行离心处理，将离心沉淀产物置于100℃烘箱中，干燥1小时，随后将干燥的产物置于电炉中，以300℃/小时升温速率升温至700℃，保温热处理3小时，冷却至室温，得到所述具有近红外反射功能的陶瓷色料。
制备的陶瓷色料单分散性好，微观形貌为球状，陶瓷色料整体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，陶瓷色料的平均粒径为630nm，近红外反射率78％。
实施例3
制备具有近红外反射功能的陶瓷色料，具体包括如下工艺步骤：
(1)将0.05mol钛酸丁酯加入到300mL无水丁醇中，搅拌5min后，加入25mL的去离子水，继续搅拌5min，得到白色的沉淀；
(2)将步骤(1)中制备的白色沉淀进行离心收集，并采用无水乙醇洗涤5次，得到单分散球状二氧化钛颗粒，颗粒的平均粒径为800nm；
(3)配制浓度为0.15mol/L的冰醋酸溶液，另分别配制浓度为0.02mol/L的硝酸铬溶液、0.01mol/L的钨酸铵溶液和0.01mol/L的氯化锑溶液，按1∶0.75∶0.6∶0.6体积比例将硝酸铬溶液、钨酸铵溶液和氯化锑溶液加入冰醋酸溶液中，搅拌混合均匀，得到溶液A；
(4)将0.15mol钛酸丁酯加入到200mL无乙醇中，搅拌5min后，加入0.1mol的柠檬酸作为螯合剂，并搅拌10min，随后加入1g的聚乙烯基吡咯烷酮，搅拌10min后，得到溶液B；
(5)将溶液A加入到溶液B(混合体积比为0.5∶3)中，混合搅拌1小时，得到溶液C；
(6)将步骤(2)的单分散球状二氧化钛颗粒加入步骤(5)溶液C(料液比为100∶150g/mL)中，搅拌2小时后进行离心处理，将离心沉淀产物置于100℃烘箱中，干燥1小时，随后将干燥的试样置于电炉中，以300℃/小时升温速率升温至1000℃，保温热处理3小时，冷却至室温，得到所述具有近红外反射功能的陶瓷色料。
制备的陶瓷色料单分散性好，微观形貌为球状，陶瓷色料整体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，陶瓷色料的平均粒径为1200nm，近红外反射率75％。
实施例4
制备具有近红外反射功能的陶瓷色料，具体包括如下工艺步骤：
(1)将0.15mol钛酸丁酯加入到300mL无水戊醇中，搅拌5min后，加入20mL的去离子水，继续搅拌5min，得到白色的沉淀；
(2)将步骤(1)中制备的白色沉淀进行离心收集，并采用无水乙醇洗涤5次，得到单分散球状二氧化钛颗粒，颗粒的平均粒径为1500nm；
(3)配制浓度为0.1mol/L的冰醋酸溶液，另分别配制浓度为0.01mol/L的硝酸铬溶液、0.005mol/L的钨酸铵溶液和0.02mol/L的氯化锑溶液，按1∶1∶0.75∶0.6体积比例将硝酸铬溶液、钨酸铵溶液和氯化锑溶液加入冰醋酸溶液中，搅拌混合均匀，得到溶液A；
(4)将0.15mol钛酸丁酯加入到200mL无水丙醇中，搅拌5min后，加入0.25mol的柠檬酸作为螯合剂，并搅拌10min，随后加入1.5g的聚乙烯基吡咯烷酮，搅拌10min后，得到溶液B；
(5)将溶液A加入到溶液B(混合体积比为0.5∶1)中，混合搅拌1小时，得到溶液C；
(6)将步骤(2)的单分散球状二氧化钛颗粒加入步骤(5)的溶液C(料液比为100∶120g/mL)中，搅拌4小时后进行离心处理，将离心沉淀产物置于100℃烘箱中，干燥1小时，随后将干燥的产物置于电炉中，以300℃/小时升温速率升温至1100℃，保温热处理3小时，冷却至室温，得到所述具有近红外反射功能的陶瓷色料。
制备的陶瓷色料单分散性好，微观形貌为球状，陶瓷色料整体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，陶瓷色料的平均粒径为2000nm，近红外反射率81％。
实施例5
制备具有近红外反射功能的陶瓷色料，具体包括如下工艺步骤：
(1)将0.05mol钛酸丁酯加入到300mL无水正丁醇中，搅拌30min后，加入50mL的去离子水，继续搅拌20min，得到白色的沉淀；
(2)将步骤(1)中制备的白色沉淀进行离心收集，并采用无水乙醇洗涤3次，得到单分散球状二氧化钛颗粒，颗粒的平均粒径为100nm；
(3)配制浓度为0.15mol/L的冰醋酸溶液，另分别配制浓度为0.02mol/L的硝酸铬溶液、0.015mol/L的钨酸铵溶液和0.01mol/L的氯化锑溶液，按1∶0.5∶0.6∶0.7体积比例将硝酸铬溶液、钨酸铵溶液和氯化锑溶液加入冰醋酸溶液中，搅拌混合均匀，得到溶液A；
(4)将0.1mol钛酸丁酯加入到200mL无水乙醇中，搅拌5min后，加入0.1mol的柠檬酸作为螯合剂，并搅拌10min，随后加入0.5g的聚乙烯基吡咯烷酮，搅拌30min后，得到溶液B；
(5)将溶液A加入到溶液B(混合体积比为0.5∶5)中，混合搅拌1.2小时，得到溶液C；
(6)将步骤(2)的单分散球状二氧化钛颗粒加入步骤(5)的溶液C(料液比为50∶150g/mL)中，搅拌0.5小时后进行离心处理，将离心沉淀产物置于100℃烘箱中，干燥1.3小时，随后将干燥的产物置于电炉中，以280℃/小时升温速率升温至850℃，保温热处理4小时，冷却至室温，得到所述具有近红外反射功能的陶瓷色料。
制备的陶瓷色料单分散性好，微观形貌为球状，陶瓷色料整体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，陶瓷色料的平均粒径为120nm，近红外反射率85％。
实施例6
制备具有近红外反射功能的陶瓷色料，具体包括如下工艺步骤：
(1)将0.15mol钛酸丁酯加入到300mL无正丁醇中，搅拌5min后，加入5mL的去离子水，继续搅拌5min，得到白色的沉淀；
(2)将步骤(1)中制备的白色沉淀进行离心收集，并采用无水乙醇洗涤4次，得到单分散球状二氧化钛颗粒，颗粒的平均粒径为600nm；
(3)配制浓度为0.05mol/L的冰醋酸溶液，另分别配制浓度为0.015mol/L的硝酸铬溶液、0.01mol/L的钨酸铵溶液和0.02mol/L的氯化锑溶液，按1∶0.5∶0.75∶0.5体积比例将硝酸铬溶液、钨酸铵溶液和氯化锑溶液加入冰醋酸溶液中，搅拌混合均匀，得到溶液A；
(4)将O.1mol钛酸丁酯加入到200mL无水乙醇中，搅拌5min后，加入0.1mol的柠檬酸作为螯合剂，并搅拌10min，随后加入0.5g的聚乙烯基吡咯烷酮，搅拌10min后，得到溶液B；
(5)将溶液A加入到溶液B(混合体积比为0.5∶2)中，混合搅拌1小时，得到溶液C；
(6)将步骤(2)的单分散球状二氧化钛颗粒加入步骤(5)溶液C(料液比为70∶120g/mL)中，搅拌0.5小时后进行离心处理，将离心沉淀产物置于100℃烘箱中，干燥1小时，随后将干燥的产物置于电炉中，以300℃/小时升温速率升温至700℃，保温热处理3小时，冷却至室温，得到所述具有近红外反射功能的陶瓷色料。
制备的陶瓷色料单分散性好，微观形貌为球状，陶瓷色料整体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，陶瓷色料的平均粒径为780nm，近红外反射率79％。
实施例7
制备具有近红外反射功能的陶瓷色料，具体包括如下工艺步骤：
(1)将0.05mol钛酸丁酯加入到300mL无水丁醇中，搅拌10min后，加入25mL的去离子水，继续搅拌20min，得到白色的沉淀；
(2)将步骤(1)中制备的白色沉淀进行离心收集，并采用无水乙醇洗涤4次，得到单分散球状二氧化钛颗粒，颗粒的平均粒径为1050nm；
(3)配制浓度为0.15mol/L的冰醋酸溶液，另分别配制浓度为0.02mol/L的硝酸铬溶液、0.01mol/L的钨酸铵溶液和0.01mol/L的氯化锑溶液，按1∶0.75∶0.6∶0.75体积比例将硝酸铬溶液、钨酸铵溶液和氯化锑溶液加入冰醋酸溶液中，搅拌混合均匀，得到溶液A；
(4)将0.15mol钛酸丁酯加入到200mL无乙醇中，搅拌5min后，加入0.1mol的柠檬酸作为螯合剂，并搅拌10min，随后加入1g的聚乙烯基吡咯烷酮，搅拌15min后，得到溶液B；
(5)将溶液A加入到溶液B(混合体积比为0.5∶3)中，混合搅拌1.2小时，得到溶液C；
(6)将步骤(2)的单分散球状二氧化钛颗粒加入步骤(5)溶液C(料液比为100∶150g/mL)中，搅拌2小时后进行离心处理，将离心沉淀产物置于90℃烘箱中，干燥1小时，随后将干燥的试样置于电炉中，以300℃/小时升温速率升温至1000℃，保温热处理4小时，冷却至室温，得到所述具有近红外反射功能的陶瓷色料。
制备的陶瓷色料单分散性好，微观形貌为球状，陶瓷色料整体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，陶瓷色料的平均粒径为1530nm，近红外反射率82％。
实施例8
制备具有近红外反射功能的陶瓷色料，具体包括如下工艺步骤：
(1)将0.15mol钛酸丁酯加入到300mL无水戊醇中，搅拌5min后，加入20mL的去离子水，继续搅拌5min，得到白色的沉淀；
(2)将步骤(1)中制备的白色沉淀进行离心收集，并采用无水乙醇洗涤5次，得到单分散球状二氧化钛颗粒，颗粒的平均粒径为2000nm；
(3)配制浓度为0.1mol/L的冰醋酸溶液，另分别配制浓度为0.01mol/L的硝酸铬溶液、0.005mol/L的钨酸铵溶液和0.02mol/L的氯化锑溶液，按1∶1∶0.75∶0.7体积比例将硝酸铬溶液、钨酸铵溶液和氯化锑溶液加入冰醋酸溶液中，搅拌混合均匀，得到溶液A；
(4)将0.15mol钛酸丁酯加入到200mL无水丙醇中，搅拌5min后，加入0.25mol的柠檬酸作为螯合剂，并搅拌10min，随后加入1.5g的聚乙烯基吡咯烷酮，搅拌10min后，得到溶液B；
(5)将溶液A加入到溶液B(混合体积比为0.5∶4)中，混合搅拌1小时，得到溶液C；
(6)将步骤(2)的单分散球状二氧化钛颗粒加入步骤(5)的溶液C(料液比为100∶120g/mL)中，搅拌3小时后进行离心处理，将离心沉淀产物置于100℃烘箱中，干燥1小时，随后将干燥的产物置于电炉中，以300℃/小时升温速率升温至1100℃，保温热处理3.5小时，冷却至室温，得到所述具有近红外反射功能的陶瓷色料。
制备的陶瓷色料单分散性好，微观形貌为球状，陶瓷色料整体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，陶瓷色料的平均粒径为2500nm，近红外反射率84％。
以上实施例仅为本发明较优的实施方式，仅用于解释本发明，而非限制本发明，本领域技术人员在未脱离本发明精神实质与原理下所作的任何改变、替换、组合、简化、修饰等，均应为等效的置换方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

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。
CN201711372670.6A 2017-12-14 2017-12-14 一种具有近红外反射功能的陶瓷色料及其制备方法 Active CN108165052B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711372670.6A CN108165052B (zh) 2017-12-14 2017-12-14 一种具有近红外反射功能的陶瓷色料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711372670.6A CN108165052B (zh) 2017-12-14 2017-12-14 一种具有近红外反射功能的陶瓷色料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108165052A true CN108165052A (zh) 2018-06-15
CN108165052B CN108165052B (zh) 2020-11-24

Family

ID=62522787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711372670.6A Active CN108165052B (zh) 2017-12-14 2017-12-14 一种具有近红外反射功能的陶瓷色料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108165052B (zh)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1234057A (zh) * 1996-10-04 1999-11-03 千年无机化学品股份有限公司 二氧化钛基有色颜料的制备方法
CN1287549A (zh) * 1998-09-10 2001-03-14 Bk吉乌里尼化学两合公司 陶瓷表面着色的方法
CN101020793A (zh) * 2007-03-14 2007-08-22 四川蓝雅精工科技发展有限公司 一种陶瓷钛硅色釉颜填料的制备方法
CN101035869A (zh) * 2004-08-20 2007-09-12 霍伊巴赫有限公司 金红石基的颜料及其制备方法
CN101360794A (zh) * 2006-01-30 2009-02-04 克罗内斯国际公司 具有经掺杂的致密SiO2壳的二氧化钛颜料颗粒和制备方法
US20100282128A1 (en) * 2006-01-30 2010-11-11 Kronos International Inc. Titanium dioxide pigment particles with doped, dense SiO2 skin and methods for their manufacture
CN103275523A (zh) * 2013-05-31 2013-09-04 中山市华山高新陶瓷材料有限公司 用于食品包装塑料中的桔黄颜料及其制备方法
CN103298744A (zh) * 2011-01-10 2013-09-11 纳幕尔杜邦公司 二氧化钛制备中控制粒度和添加剂覆盖率的方法
CN103613958A (zh) * 2013-11-29 2014-03-05 深圳清华大学研究院 一种络合-沉淀工艺制备的环保钛系颜料
CN104326740A (zh) * 2014-10-14 2015-02-04 华南理工大学 一种球状焦硅酸钕高温陶瓷色料及其制备方法
CN106574105A (zh) * 2014-04-09 2017-04-19 谢珀德颜色公司 用于防止聚合物和树脂组合物中热氧化降解的核‑壳复合无机金属氧化物及制备方法
CN106675112A (zh) * 2016-12-14 2017-05-17 江苏特丰新材料科技有限公司 一种高着色力颜料级钛黄的生产方法
CN106957539A (zh) * 2016-12-14 2017-07-18 江苏特丰新材料科技有限公司 一种高近红外反射比钛棕的生产方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1234057A (zh) * 1996-10-04 1999-11-03 千年无机化学品股份有限公司 二氧化钛基有色颜料的制备方法
CN1287549A (zh) * 1998-09-10 2001-03-14 Bk吉乌里尼化学两合公司 陶瓷表面着色的方法
CN101035869A (zh) * 2004-08-20 2007-09-12 霍伊巴赫有限公司 金红石基的颜料及其制备方法
CN101360794A (zh) * 2006-01-30 2009-02-04 克罗内斯国际公司 具有经掺杂的致密SiO2壳的二氧化钛颜料颗粒和制备方法
US20100282128A1 (en) * 2006-01-30 2010-11-11 Kronos International Inc. Titanium dioxide pigment particles with doped, dense SiO2 skin and methods for their manufacture
CN101020793A (zh) * 2007-03-14 2007-08-22 四川蓝雅精工科技发展有限公司 一种陶瓷钛硅色釉颜填料的制备方法
CN103298744A (zh) * 2011-01-10 2013-09-11 纳幕尔杜邦公司 二氧化钛制备中控制粒度和添加剂覆盖率的方法
CN103275523A (zh) * 2013-05-31 2013-09-04 中山市华山高新陶瓷材料有限公司 用于食品包装塑料中的桔黄颜料及其制备方法
CN103613958A (zh) * 2013-11-29 2014-03-05 深圳清华大学研究院 一种络合-沉淀工艺制备的环保钛系颜料
CN106574105A (zh) * 2014-04-09 2017-04-19 谢珀德颜色公司 用于防止聚合物和树脂组合物中热氧化降解的核‑壳复合无机金属氧化物及制备方法
CN104326740A (zh) * 2014-10-14 2015-02-04 华南理工大学 一种球状焦硅酸钕高温陶瓷色料及其制备方法
CN106675112A (zh) * 2016-12-14 2017-05-17 江苏特丰新材料科技有限公司 一种高着色力颜料级钛黄的生产方法
CN106957539A (zh) * 2016-12-14 2017-07-18 江苏特丰新材料科技有限公司 一种高近红外反射比钛棕的生产方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SHANJUN KEA等: "Preparation ofaphotocatalyticTiO2/ZnTiO3 coating onglazedceramictiles", 《CERAMICS INTERNATIONAL》 *
SHANJUN KE等: "Synthesis ofapigmentofmonodispersivesphericalsilicaparticles coatedwithneodymiumdisilicate", 《CERAMICS INTERNATIONAL》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108165052B (zh) 2020-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107513293B (zh) 一种铯钨青铜改性粉体及其浆料的制备方法
CN105502503B (zh) 一种六方晶钨青铜纳米短棒粒子及其制备方法
CN104495928B (zh) 一种二氧化钒/氧化锌纳米复合粉体的制备方法
CN106111108B (zh) 一种掺杂纳米氧化锌的制备方法及其在光催化方向的应用
CN103740215A (zh) 一种高性能建筑用热反射隔热涂料及其制备方法和应用
CN103554997B (zh) 碳包覆二氧化钒纳米颗粒及其制备方法
CN108483934B (zh) 一种钨青铜/二氧化硅凝胶隔热功能材料及其制备方法
Veloso et al. Nanomaterials with high solar reflectance as an emerging path towards energy-efficient envelope systems: a review
CN109384257A (zh) 一种具有高近红外反射率的稀土颜料及其制备方法和用途
Zhang et al. Controlling the growth of hexagonal CsxWO3 nanorods by Li+-doping to further improve its near infrared shielding performance
Qi et al. A facile method to synthesize small-sized and superior crystalline Cs 0.32 WO 3 nanoparticles for transparent NIR shielding coatings
CN103183996A (zh) 高效能反射隔热涂料及其制备方法
Gao et al. Optical property and thermal performance of hollow glass microsphere/BiOBr1-xIx composites as a novel colored near infrared reflective pigment
CN104528814B (zh) 一种层状结构CaTi2O4(OH)2菱形纳米片的制备方法及产品
CN106268728A (zh) 一种可见光响应纳米二氧化钛光催化剂的制备方法
CN108298582A (zh) 一种由vo2纳米片层包围的空心球及薄膜的制备方法
CN104761977A (zh) 一种具有防虫效果的辐射隔热涂料及其制备方法
CN105086527A (zh) 低红外发射率复合颜料及其制备方法
CN105669042B (zh) 一种多功能薄膜
CN108165052A (zh) 一种具有近红外反射功能的陶瓷色料及其制备方法
CN102399072B (zh) 一种智能节能涂层的制备方法
CN109517217A (zh) 一种钨掺杂二氧化钒/石墨烯复合物及其制备方法与应用
CN112266649B (zh) 一种群青材料及其制备方法、近红外高反射的蓝色涂层及其制备方法
CN114644837B (zh) 一种高近红外反射稀土多彩颜料及其制备方法和应用
CN107892326A (zh) 金红石相TiO2纳米棒组装体的制备方法及产品

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant