[发明专利]一种深色红外反射绝热材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种深色红外反射绝热材料制备方法及其应用。该深色红外反射绝热材料是在空心微珠核上包覆氧化锌包膜。

背景技术

低碳节能已成为当今全球关注的热点，在太阳能正积极地被人类开发利用同时，太阳强烈辐射所产生的热量也造成了能源的消耗，已成为一个重要的研究课题。其中具有节能作用的隔热涂料引起了国内外广泛的重视和研究。研究证明，在隔热涂料中起着隔热作用的主要是涂料中的颜填料。现在研究较多的是热反射型颜料，节能效果较单一，且主要是侧重浅色系颜料。从审美学的角度上，深色系颜料更受青睐，但其通常对红外吸热较高，不利于节能。

空心微珠具有良好的隔热效果，但其不具备热反射功能。马承银等在《二氧化钛包覆中空玻璃微珠制备近红外反射材料》(中南大学学报自然科学版，2004(10)，第35卷第5期：806-809)中运用沉淀法，往NaOH和玻璃微珠的混合液中滴加Ti(SO₄)₂溶液同时搅拌，再在600℃下煅烧2h，在中空玻璃微珠上包裹一层0.5-1.0μm二氧化钛膜。该膜层可见光透过率较低，制成的红外反射空心微珠的颜色为膜层的浅色，且成本较高。中国发明专利CN 101302360A公开了用高温金属氧化物着色陶瓷空心微珠制成彩色空心微珠的方法，其将空心微珠材料和高温氧化物颜料按一定比例混合、煅烧制得彩色空心微珠颜料，该方法的缺点是该彩色陶瓷空心微珠不具备红外反射效果，吸热较多。

发明内容

本发明的目的在于提供一种且具有红外高反射率、低导热系数等性能的深色红外反射绝热材料。

本发明的另一目的在于提供上述深色红外反射绝热材料的制备方法。

本发明的第一目的通过以下技术方案实现：

一种深色红外反射绝热材料：在空心微珠外层包覆一层厚为0.3-0.5μm对可见光透明的氧化锌薄膜，制得深色红外反射绝热材料；该材料对红外光的反射率为65-75％，导热系数为0.033-0.050w/m.k；所述的空心微珠为陶瓷空心微珠、玻璃空心微珠或漂珠，颜色为深颜色，粒度为20-80um，外壳厚度为2-8um。

所述的深颜色优选为红色、绿色、灰色或黑色。

本发明的另一目的通过如下技术方案实现：

一种深色红外反射绝热材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)以质量份数计，称取空心微珠1份，在盐酸溶液中清洗后再放入1-2份0.5-1mol/L磷酸溶液中，然后放入超声波清洗器中，在频率为25-70kHz，功率为50-250w的条件下处理30-60min，清洗，烘干；

(2)称取质量为0.5-1.5份NH₄HCO₃，配成饱和溶液，加入步骤(1)处理过的空心微珠及0.003-0.006份表面活性剂十二烷基苯磺酸钠；

(3)加热后保持50-70℃恒温，在300-400r/min转速下搅拌，加入ZnSO₄溶液调节PH至6.8-7.0，继续搅拌2-4h，过滤洗涤至无SO₄^2-；

(4)将步骤(3)过滤所得到的空心微珠在100℃-110℃干燥后，在500-600℃下焙烧0.5-1h，得到氧化锌可见光透明薄膜包裹的深色红外反射绝热材料。

所述的盐酸溶液中清洗是将空心微珠在盐酸溶液中搅拌30-60min。

所述的盐酸溶液的浓度优选为0.5-1mol/L。

所述的ZnSO₄溶液浓度优选为0.3-0.8mol/L。

与现有技术相比，本发明具有下述优点：

(1)具有较高的红外反射率，且导热系数低，同时具有红外反射和隔热功能，综合节能效果好。

(2)所包裹的薄膜为可见光透明薄膜，保持空心微珠原有深色，用于深色反射涂料，使其达到节能效果。

(3)原料常见，合成设备要求简单，成本较低，安全环保。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。

实施例1

(1)称取红色玻璃微珠5g，粒度为20-50um，外壳厚度约为2-4um，球型率大于90％.，加入7ml浓度为1mol/L的盐酸溶液，搅拌清洗30min；清洗后将红色玻璃微珠再放入7ml浓度为1mol/L磷酸溶液中，然后在超声波清洗器中处理60min，超声波频率为25-68kHz，功率为50w，清洗，烘干。