[发明专利]含钴元素的尖晶石型彩色陶瓷颜料的合成及在制备太阳能吸光涂层的应用

权利要求书

1.溶胶-凝胶自蔓延法合成含钴元素的尖晶石型彩色陶瓷颜料的方法，是将过渡金属的钴盐、锰盐或铬盐、络合剂、酯化剂溶解于乙醇-水混合溶液中，调溶液pH值至中性形成溶胶溶液，将溶胶溶液置于70~100 ℃的烘箱中加热蒸发溶剂得干凝胶；再将干凝胶在空气中用无水乙醇引燃，使干凝胶以自蔓延的方式迅速燃烧形成棕黑色或浅灰色的自蔓延粉末；最后将自蔓延粉末于400~800 ℃下煅烧处理2~3 h，得到不同颜色的尖晶石型陶瓷颜料。

2.如权利要求1所述溶胶-凝胶自蔓延法合成含钴元素的尖晶石型彩色陶瓷颜料的方法，其特征在于：所述过渡金属钴盐、锰盐、铬盐分别为过渡金属钴、锰、铬的硝酸盐、卤化盐、硫酸盐、磷酸盐、羧酸盐；且过渡金属钴盐与锰盐或铬盐的摩尔比为1:2。

3.如权利要求1所述溶胶-凝胶自蔓延法合成含钴元素的尖晶石型彩色陶瓷颜料的方法，其特征在于：所述络合剂为柠檬酸、酒石酸、乳酸、苹果酸、葡萄糖酸、己二胺四乙酸、氨基三乙酸、甘氨酸、羟乙基乙二胺三乙酸、二羟乙基甘氨酸中的任何一种；络合剂的用量为过渡金属盐总摩尔量的0.6~1.5倍。

4.如权利要求1所述溶胶-凝胶自蔓延法合成含钴元素的尖晶石型彩色陶瓷颜料的方法，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；酯化剂的用量为过渡金属盐总摩尔量的0.6~1.5倍。

5.如权利要求1所述溶胶-凝胶自蔓延法合成含钴元素的尖晶石型彩色陶瓷颜料的方法，其特征在于：所述乙醇-水混合溶液中，乙醇与水的体积比为1:4~1:8。

6. 如权利要求1所述方法合成的含钴元素的尖晶石型彩色陶瓷颜料用于制备彩色尖晶石型陶瓷太阳能吸光涂层，其特征在于：将含钴元素的尖晶石型彩色陶瓷颜料与有机粘结剂、有机溶剂混合，球磨分散8~14 h后形成不同颜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4~7 μm的彩色涂料涂层，然后将涂料涂层置于120~160 ℃的温度条件下固化1~2 h，得到不同颜色的太阳能吸光涂层。

7.如权利要求6所述含钴元素的尖晶石型彩色陶瓷颜料用于制备彩色尖晶石型陶瓷太阳能吸光涂层，其特征在于：含钴元素的尖晶石型彩色陶瓷颜料为CoMn₂O₄ 或/和CoCr₂O₄；当含钴元素的尖晶石型彩色陶瓷颜料为CoMn₂O₄和CoCr₂O₄时；CoMn₂O₄与CoCr₂O₄的质量比为1: 0.3~1:4。

8.如权利要求6或7所述含钴元素的尖晶石型彩色陶瓷颜料用于制备彩色尖晶石型陶瓷太阳能吸光涂层，其特征在于：含钴元素的尖晶石型彩色陶瓷颜料、有机粘结剂、有机溶剂的质量百分数分别为：尖晶石型陶瓷颜料：15~30%，有机粘结剂：20~45%，有机溶剂：50~70%。

9.如权利要求6或7所述含钴元素的尖晶石型彩色陶瓷颜料用于制备彩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、环氧改性的聚氨酯、有机硅改性的聚氨酯；所述有机溶剂为丙酮、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、醋酸丁酯中的至少一种。

10.如权利要求6或7所述含钴元素的尖晶石型彩色陶瓷颜料用于制备彩色尖晶石型陶瓷太阳能吸光涂层，其特征在于：所述金属基底为铝板或不锈钢板；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。