[发明专利]一种热反射隔热无机材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明是涉及一种热反射隔热无机材料及其制备方法和应用，具体说，是涉及一种能屏蔽太阳热辐射及其他热辐射、具有吸收紫外线和隔热功能的无机材料及其制备方法和应用。 

背景技术

太阳辐射能穿过大气层到达地球表面的辐射能为335～837kJ/cm²*a，是人类利用的能源的主体。按照光线波长分类，紫外线占5％、可见光线占45％、红外线占50％。红外线中波长为0.75～2.5μm的近红外线占95％，另外的是波长为3～5μm和8～14μm的中红外线与远红外线。一般热射线的波长在0.38～1000μm之间，大部分热射线位于红外线区段中0.76～20μm的范围内。利用热射线加热物体，及避免热射线的吸收使物体隔热和保温，是研究与应用太阳热射线的两个方面。太阳光照射到物体表面，产生反射、折射、吸收、透过。对辐射的0.38～20μm的范围内热射线，如果被物体吸收，则辐射能转化成热能，使物体表面温度升高。按照热的传递规律，热则从物体表面向外辐射和传递到物体内部。如果能够使物体表面大量反射和辐射热射线，同时能够阻止热向内部导热，则可以避免或减少物体内部温度因太阳辐射或外部辐射源的辐射而升高。从理论上讲只要对热辐射进行有效的反射就可以起到隔热保温的效果。 

在现有技术中，与热反射隔热相关的材料主要有以下几种：1)CN1515633A公开的反射热射线隔热涂料，其是由有反射热射线特性材料、中空微珠及疏松多孔的隔热材料及其表面包覆反射热射线形成的复合材料、粘接剂三种组分组成；2)CN1546312A公开的以SiO₂气凝胶/聚酰亚胺/金属铝(A1)为结构的复合柔性薄膜；3)CN1546407A公开的由F、Mn共掺SnO₂制得的隔热薄膜；4)CN1583908A公开的由面层涂料和底层涂料组成的太阳热反射涂料，其面层涂料中含有金红石型钛白粉，底层涂料中采用空心漂珠、空心无机纤维、工程纤维素等隔热填 料；5)CN1800283A公开的一种组分为纳米多孔SiO₂、纳米氧化铁黄、颜料、填料、助剂、溶剂、成膜物的隔热涂料。上述材料都存在一定的毒性、化学性质不稳定、不易长期保存、热反射隔热性能随时间及环境的变化而变化的缺陷，且还存在制备工艺复杂、成本较高、环境污染较大及不适合工业化生产等缺陷。 

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术所存在的缺陷，一是提供一种安全无毒、化学性质稳定、易长期保存、热反射隔热性能稳定的热反射隔热无机材料，二是提供一种工艺简单、成本低廉、节能环保及适合工业化生产的该材料的制备方法，三是提供本发明材料的一种应用。 

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下： 

本发明提供的热反射隔热无机材料，是以氧化锑为基质，掺杂有锌、钇、铈、锡、铝、铋中的一种或几种元素的微/纳米材料。 

本发明中的掺杂元素可以单质形式存在，也可以化合物形式存在，或单质与化合物共存的形式存在；且掺杂元素可以掺杂于氧化锑的晶格中，也可以游离态与氧化锑并存，或一部分掺杂于氧化锑的晶格中、另一部分以游离态与氧化锑并存。 

本发明所述的热反射隔热无机材料的制备方法，具体步骤如下： 

a)称取锑的无机盐和掺杂元素的无机盐，使锑的无机盐和掺杂元素的无机盐的摩尔比为(1～99)∶1； 

b)加入适量无水乙醇，使混合盐的溶液浓度为0.1～0.5mol/L； 

c)在室温下搅拌0.5～2小时，制得无色透明溶液； 

d)边搅拌边向溶液中滴加浓度为0.1mol/L～5mol/L的碱溶液，以调节pH＝7～8； 

e)在室温下继续搅拌1～3小时，制得乳白色乳浊液； 

f)过滤、洗涤，将得到的乳白色滤饼于90～110℃真空干燥3～5小时； 

g)将冷却后的干燥滤饼置于玛瑙研钵中研磨10～30分钟。 

所述的热反射隔热无机材料的制备方法的一个优选方案，是在步骤b)中同时加入适量分散剂，分散剂的加入量优选混合盐总质量的1～10％，所述分散剂优选十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮。 

所述锑的无机盐优选三氯化锑。 

所述掺杂元素的无机盐优选氯化锌、硝酸钇、硝酸亚铈、四氯化锡、氯化铝、硝酸铋中的一种或几种的任意组合物。 

所述碱溶液优选氢氧化钠水溶液、六次甲基四胺水溶液或氨水溶液。