【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于無機(jī)金屬氧化物顏料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有高太陽反射比的藍(lán)色陶瓷顏料及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著能源的枯竭以及日益增長的需求，其使用成本不斷上漲，節(jié)約能源、提高利用效率便成為推動新技術(shù)的發(fā)展的重要手段?，F(xiàn)廣泛采用的近紅外反射顏料被運(yùn)用于反射隔熱涂料中，當(dāng)被涂覆基層暴露于陽光下時(shí)，涂層中的顏料反射太陽光波，減少電磁波在被輻照表面的蓄積與熱能轉(zhuǎn)化，從而減少熱量蓄積，最終致使冷卻系統(tǒng)荷載的減小而達(dá)到節(jié)能目的。如果采用含有這種顏料的涂料裝飾建筑屋頂，將會反射更多的太陽輻照從而降低室內(nèi)溫度。

co²⁺摻雜鋁酸鋅基顏料作為無機(jī)混相顏料，具有突出的熱化學(xué)，物理和光學(xué)性質(zhì)，能夠代替近年來廣泛使用的價(jià)格昂貴的鈷藍(lán)及鈷鋁藍(lán)顏料，在反射隔熱涂料中發(fā)揮運(yùn)用價(jià)值。目前用于制備znxco1-xal2o4型顏料的典型方法有：燃燒合成法、共沉淀法、聚合物前軀體法(pechini法)、熱溶膠法及噴霧熱解法；然而這些制備方法因其所需的苛刻條件，如高溫高壓、長時(shí)間浸泡、原材料昂貴等，從而帶來了高能耗與環(huán)境污染問題，與制備具有太陽光反射比的顏料的初衷是背道而馳。

鑒于目前鈷系藍(lán)色顏料存在著價(jià)格高昂、具有一定毒性、反射率欠佳等問題，研發(fā)出具有低成本、低鈷摻雜及高太陽光反射比的藍(lán)色顏料便成為專業(yè)人員亟須解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種具有高太陽光反射比的藍(lán)色陶瓷顏料及其制備方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的：

一種具有高太陽光反射比的藍(lán)色陶瓷顏料，其晶型結(jié)構(gòu)為晶尖石型，且該藍(lán)色陶瓷顏料的化學(xué)分子式為zn0.9co0.1al2o4。

同時(shí)提供了所述具有高太陽光反射比的藍(lán)色陶瓷顏料的制備方法，該制備方法具體包括如下操作步驟：

步驟(1)、制備原料混合液：取四水合硝酸鋅、六水合硝酸鈷、九水合硝酸鋁、甘氨酸，分別用去離子水溶解為飽和溶液并將各飽和溶液與尿素混合，控制四水合硝酸鋅、六水合硝酸鈷、九水合硝酸鋁、甘氨酸與尿素的摩爾比為81:9:180:100:675；在80℃下攪拌30-40分鐘，得到原料混合液；

步驟(2)、產(chǎn)品合成：將所得原料混合液加熱至300℃以上，體系發(fā)生自蔓延燃燒反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后待自然冷卻至室溫即得粗品；

步驟(3)、產(chǎn)品純化：將所得粗品依次經(jīng)研磨、蒸餾水洗滌、及干燥，得到最終產(chǎn)品，即所述藍(lán)色陶瓷顏料。

進(jìn)一步地，所述步驟(3)中，干燥溫度為110℃、干燥時(shí)間為3h。

本發(fā)明的有益效果在于：

提供一種具有高太陽反射比、低鈷摻量且成本更為經(jīng)濟(jì)的藍(lán)色陶瓷顏料，同時(shí)提供了該藍(lán)色陶瓷顏料的制備方法，該制備方法制備工藝簡單、易于操作，且制備成本更為經(jīng)濟(jì)。

【附圖說明】

下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

圖1是本發(fā)明一種具有高太陽光反射比的藍(lán)色陶瓷顏料的xrd衍射譜圖。

圖2是本發(fā)明一種具有高太陽光反射比的藍(lán)色陶瓷顏料的uv-vis-ir反射譜圖。

【具體實(shí)施方式】

本發(fā)明一種具有高太陽光反射比的藍(lán)色陶瓷顏料的制備方法，該制備方法具體包括如下操作步驟：

步驟(1)、制備原料混合液：取四水合硝酸鋅、六水合硝酸鈷、九水合硝酸鋁、甘氨酸，分別采用去離子水溶解為飽和溶液并將各飽和溶液與尿素混合，控制四水合硝酸鋅、六水合硝酸鈷、九水合硝酸鋁、甘氨酸與尿素的摩爾比為81:9:180:100:675；80℃下攪拌30-40分鐘，得到原料混合液；

步驟(2)、產(chǎn)品合成：將所得原料混合液加熱至300℃以上，體系發(fā)生自蔓延燃燒反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后待自然冷卻至室溫即得粗品；

步驟(3)、產(chǎn)品純化：將所得粗品依次研磨、蒸餾水洗滌、及干燥，所得最終產(chǎn)品即所述藍(lán)色陶瓷顏料。

其中，干燥時(shí)采用的具體干燥溫度為110℃、干燥時(shí)間為3h。

為了更好的對本發(fā)明進(jìn)行闡述說明，例舉了如下實(shí)施例。

實(shí)施例1

按照如下質(zhì)量稱取各物質(zhì)并配成相應(yīng)飽和溶液：

235.3gzn(no3)2·4h2o，溶解于421g去離子水；

29.1gco(no3)2·6h2o，溶解于33.5g去離子水；

750.3gal(no3)3·9h2o，溶解于963.7g去離子水；

甘氨酸84.1g，溶解于336.3g去離子水；

將所配制的以上飽和溶液與450.5g尿素置于2.5混合升玻璃器皿中，并于80℃下以300rpm轉(zhuǎn)速攪拌30分鐘，得到原料混合液；

將所得原料混合液進(jìn)行加熱，在加熱過程中，隨著溫度上升原料混合液中水分揮發(fā)，體系粘度上升，當(dāng)加熱至290℃時(shí)原料混合液被點(diǎn)燃而發(fā)生自蔓延燃燒反應(yīng)，期間伴隨大量反應(yīng)熱與巨量氣體釋放，反應(yīng)溫度峰值達(dá)到1300℃以上，反應(yīng)最終自行結(jié)束，反應(yīng)所得產(chǎn)物為大量海綿狀藍(lán)色粉末，自然冷卻至室溫即得粗品；

收集粗品，并置于行星球磨機(jī)中使用濕法研磨，之后采用蒸餾水洗滌，然后在110℃下干燥3小時(shí)，即得180g最終產(chǎn)品。

實(shí)施例2

將實(shí)施例1制備產(chǎn)品經(jīng)x射線衍射，得到該產(chǎn)品的xrd譜圖，如圖1所示；將圖1和znal2o4的標(biāo)準(zhǔn)圖譜01-070-8181對比，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品具有晶體znal2o4的所有衍射峰，因此，產(chǎn)品具有znal2o4(01-070-8181)的晶尖石晶型；且由于圖1中只有鋁酸鋅的衍射峰而沒有其他雜峰，說明co已經(jīng)良好的摻雜進(jìn)znal2o4晶體中，產(chǎn)品分子構(gòu)成為zn0.9co0.1al2o4。

實(shí)施例3

將實(shí)施例1所制得的產(chǎn)品采用測色儀進(jìn)行測定，可知，產(chǎn)品的l^*＝67.8、a^*＝-3.7、b^*＝-39，從而表明產(chǎn)品在可見光區(qū)域呈藍(lán)相；同時(shí)對該產(chǎn)品進(jìn)行uv-vis-ir光譜反射分析，得到產(chǎn)品的uv-vis-ir反射譜圖如圖2所示，由圖2可知，產(chǎn)品在250-2500nm波長范圍內(nèi)的太陽光反射率為63％。

需要說明的是，本發(fā)明中自蔓延燃燒反應(yīng)可自發(fā)產(chǎn)生大量的反應(yīng)熱，有助于晶尖石型產(chǎn)物的形成；同時(shí)，由于大量氣體在自蔓延燃燒反應(yīng)過程中產(chǎn)生，使所得產(chǎn)物具有更小的粒徑(經(jīng)測定，d0.1＝1.0μm，d0.5＝10μm，d0.9＝20μm)，這與近紅外反射性材料在700-1100nm波段所具有的粒徑要求是相匹配的，從而使本發(fā)明制備所得的藍(lán)色陶瓷顏料具有近紅外反射特性：經(jīng)測定可知，在1100nm光波段下，使用本發(fā)明制備的藍(lán)色陶瓷顏料制備反射隔熱涂料，在相同配方與制備條件下與現(xiàn)有鈷系藍(lán)色顏料相比，具有更高的反射率，具體高達(dá)58％。另外，還需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明經(jīng)由自蔓延燃燒反應(yīng)所制備的藍(lán)色陶瓷顏料，并不需要額外的退火來重整晶體形貌，節(jié)約了能源，這是現(xiàn)有鋁酸鋅顏料制備方法所不具備的。

綜上，本發(fā)明藍(lán)色陶瓷顏料不僅制備過程簡單、易于操作，即具有便捷性，而且制備成本低，另外，所制得的藍(lán)色陶瓷顏料鈷的含量低、且具有高太陽反射比。