[发明专利]钴铝尖晶石型蓝色纳米陶瓷颜料的合成及在制备太阳能吸光涂层中的应用

权利要求书

1.溶胶-凝胶自蔓延燃烧法合成CoAl₂O₄尖晶石型蓝色陶瓷颜料的方法，将过渡金属钴盐、金属铝盐溶解于蒸馏水中获得起始溶液；将螯合剂、酯化剂的混合水溶液滴加到起始溶液中，搅拌加热至35~40 ℃得到溶胶-凝胶前驱体；用氨水调节溶胶-凝胶前驱体至pH值为6~7，在35~40℃的条件下继续搅拌，使其水解形成溶胶溶液；将溶胶溶液在120~130℃条件下蒸发溶剂得到干凝胶，然后用无水乙醇引燃干凝胶，使其充分自蔓延燃烧得燃烧产物，最后将燃烧产物于400~800 ℃下热处理2~3 h，得到组分均匀、纯度高、晶型结构好的CoAl₂O₄尖晶石型蓝色纳米陶瓷颜料。

2.如权利要求1所述溶胶-凝胶自蔓延燃烧法合成CoAl₂O₄尖晶石型蓝色陶瓷颜料的方法，其特征在于：所述过渡金属钴盐为钴的卤化盐、硫酸盐、磷酸盐、羧酸盐；所述金属铝盐为硝酸铝、卤化铝、硫酸铝铵、磷酸二氢铝；且过渡金属钴盐与金属铝盐以摩尔比为1:2形成起始溶液。

3.如权利要求1所述溶胶-凝胶自蔓延燃烧法合成CoAl₂O₄尖晶石型蓝色陶瓷颜料的方法，其特征在于：所述鳌合剂为己二胺四乙酸、氨基三乙酸、甘氨酸、柠檬酸、酒石酸、乳酸、苹果酸、葡萄糖酸、羟乙基乙二胺三乙酸、二羟乙基甘氨酸中的任何一种；螯合剂的用量为过渡金属钴盐与金属铝盐总摩尔量的0.7~1.6倍。

4.如权利要求1所述溶胶-凝胶自蔓延燃烧法合成CoAl₂O₄尖晶石型蓝色陶瓷颜料的方法，其特征在于：所述酯化剂为乙二醇、丙三醇、聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、聚乙二醇600或聚乙二醇甲醚中的一种。

5.如权利要求1所述溶胶-凝胶自蔓延燃烧法合成CoAl₂O₄尖晶石型蓝色陶瓷颜料的方法，其特征在于：所述酯化剂与螯合剂的摩尔比为0.6:1~1.4:1。

6.如权利要求1所述溶胶-凝胶自蔓延法合成CoAl₂O₄尖晶石型蓝色纳米陶瓷颜料用于制备蓝色尖晶石型陶瓷太阳能吸光涂层，其特征在于：将CoAl₂O₄尖晶石型蓝色纳米陶瓷颜料与有机粘结剂、有机溶剂混合，球磨分散10~15 h后形成蓝色的太阳能吸光涂料；再将太阳能吸光涂料喷涂到经清洗处理的金属基底上获得厚度为2~6 μm的蓝色涂料涂层，然后将涂料涂层置于100~160 ℃的温度条件下固化2~3 h，得到蓝色的太阳能吸光涂层。

7.如权利要求6所述CoAl₂O₄尖晶石型蓝色纳米陶瓷颜料用于制备蓝色尖晶石型陶瓷太阳能吸光涂层，其特征在于：CoAl₂O₄尖晶石型蓝色纳米陶瓷颜料、有机粘结剂、有机溶剂的质量百分数分别为：尖晶石型纳米陶瓷颜料：10~20%，有机粘结剂：20~40%，有机溶剂：40~60%。

8.如权利要求6或7所述CoAl₂O₄尖晶石型蓝色纳米陶瓷颜料用于制备蓝色尖晶石型陶瓷太阳能吸光涂层，其特征在于：所述有机粘结剂为热固化型的环氧改性有机硅、丙烯酸改性有机硅、丙烯酸改性的聚氨酯或环氧改性的聚氨酯。

9.如权利要求6或7所述CoAl₂O₄尖晶石型蓝色纳米陶瓷颜料用于制备蓝色尖晶石型陶瓷太阳能吸光涂层，其特征在于：所述溶剂为丙酮、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、醋酸丁酯、乙二醇中的至少一种。

10.如权利要求6或7 所述CoAl₂O₄尖晶石型蓝色纳米陶瓷颜料用于制备蓝色尖晶石型陶瓷太阳能吸光涂层，其特征在于：所述金属基底的清洗处理为：将金属基底分别在无水乙醇和丙酮中超声清洗10~15 min，然后用氮气吹干金属基底。