[发明专利]一种高紫外及高红外反射材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及节能材料领域，更具体涉及一种具有高紫外及高红外反射率的节能材料及其制备方法。

背景技术

在地面上观测到的太阳辐射波段范围大约为0.295～2.5微米。过量的紫外会造成皮肤癌，红外波长能产生大量热量，对一些地区或办公场所，设法减少红外光透过具有重要的实际应用价值。高紫外与红外反射率物质既可避免热量的红外光的通过，又能减少紫外光对皮肤的伤害。

就目前而言，在紫外或红外反射方面，大多集中于薄膜研究。

从紫外反射方面而言，大部分高可见透过率材料在紫外处反射率都比较低，如AZO与IZO都只有10％左右甚至更低。目前报道中金属膜层紫外反射最高能达90％，由在2×10^-6Pa的高真空和30nm/s左右的高沉积速率下沉积了保护层的铝膜在157nm处获得。(R.P.Walker.The European UV/VUV storage ring FEL project at ELETTRA[R].Proceedings of EPAC 2000，Vienna，Austria，93-97)采用的是AlF₃-SiO₂系统能够达到91.2％(J.Kolbe，H.Kessler，T.Hofmann et al..Optical properties and damage thresholds of dielectric UV/VUV coatings deposited by conventional evaporation，IAD，and IBS[C].SPIE，1992，1624：435-446)，更高的则属于介质材料，包括氧化物膜系与氟化物膜系，通过优化复合膜系能够最高能够在193nm处达到98％的紫外反射(薛春荣，范正修，邵建达.真空紫外光学薄膜及薄膜材料[J].中国光学期刊网.2008，45(1)：57-64)。以上的金属薄膜一方面容易被氧化，经过一段时间其紫外反射率会减低；另一方面制备工艺复杂、成本过高，不利于应用推广。

在红外反射方面，人们已经发现金属氧化物透明导电薄膜对中红外光线具有高的反射率，比较理想的是氧化锡(ITO)与掺铝的氧化锌薄膜(AZO)，其远红外反射率可达90％。(浙江大学.透明高导电近红外反射镀膜玻璃：中国，200620140432.3[P].2007.10.31)但国内外报道的这类薄膜的红外反射玻璃只对波长大于2500nm的远红外效果好，在近红外反射效果并不明显。

现有研究与本发明的基材不同，本发明的磷酸锌钠基材并未见其有关的紫外反射或红外反射的报道，也没有铜、铁、铬、铝、锰，钴，镁，锡，稀土元素氧化物及其盐的一种或者两种以上作为掺杂磷酸锌钠的报道；另外，对于同时具有高紫外反射与高红外反射材料，目前也尚无报道。特别需指出的是，本发明涉及的材料其紫外及红外反射率均高于目前文献报道中的现有的掺杂二氧化钛、氧化锌等材料。

发明的内容

本发明有两个目的：一是提供一种高紫外及高近红外反射物质。该材料的紫外反射率为90％-105％，800-2000nm红外波长的反射率为110％-120％，2000-2500nm红外波长的反射率为130％-150％，(均以硫酸钡为基准反射率100％)。

本发明的另一目的在于提供上述高紫外及高近红外反射材料的制备方法。

一种高紫外及高红外反射材料，以锌源、磷酸和无水碳酸钠为原料构成出磷酸锌钠基础材料，以金属和稀土元素的氧化物及其盐的一种或者多种作为掺杂物掺入磷酸锌钠基础材料中，制备出高紫外及高红外反射掺杂磷酸锌钠材料；

以硫酸钡为基准反射率100％，该高紫外及高红外反射材料的紫外反射率为90％-105％，800-2000nm红外波长的反射率为110％-120％，2000-2500nm红外波长的反射率为130％-150％；

所述金属为铜、铁、铬、铝、锰，钴，镁或锡；所述锌源为硝酸锌或硫酸锌；所述稀土元素为镧、铈、铷、镨、镝、镱、铕或钇。

为进一步实现本发明目的，所述的金属氧化物为氧化铜、氧化铁、氧化铬、氧化铝、氧化锰、氧化钴、氧化镁或氧化锡。

所述的金属的盐为金属元素的硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐、草酸盐或氯化物。

所述的稀土元素氧化物为氧化镧、氧化铈、氧化铷、氧化镨、氧化镝、氧化镱、氧化铕或氧化钇。所述的稀土元素的盐为稀土元素的硫酸盐、硝酸盐、草酸盐或氯化物。

本发明优选以金属的氧化物或金属的盐中的一种和稀土元素的氧化物或稀土元素的盐中的一种共同作为掺杂物掺入磷酸锌钠基础材料中。