高反射率陶瓷颗粒及其制备方法技术

本发明专利技术公开了高反射率陶瓷颗粒及其制备方法。本发明专利技术的陶瓷颗粒包含砂芯颗粒和至少一层涂层，其中所述砂芯颗粒包含在700℃-1200℃煅烧的铵伊利石，所述砂芯颗粒用无机涂料涂覆后，在800－1200℃进行煅烧，得到陶瓷颗粒。所述陶瓷颗粒的粒度为0.1-3.5 mm，具有不低于80%的太阳光反射率SR和小于6%的污染指数DL*。所述陶瓷颗粒应用到沥青卷材/板材上，具有不低于70%的太阳光反射率；应用到聚氨酯泡沫层板上，具有不低于72%的太阳光反射率。

High reflectivity ceramic particle and preparation method thereof

The invention discloses a high reflectivity ceramic particle and a preparation method thereof. The ceramic particles of the invention include sand core particles and at least one coating layer, wherein the core particles contain at 700 DEG -1200 DEG calcining ammonium illite, the sand core particles with inorganic coating after calcination at 800 - 1200 DEG C by ceramic particles. The particle size of ceramic particles is 0.1-3.5 mm, with no less than 80% of the solar reflectance SR and less than 6% of the pollution index of DL*. The ceramic particles are applied to an asphalt roll / sheet with a solar reflectance of no less than 70%; applied to a polyurethane foam board having a solar reflectance of no less than 72%.

【技术实现步骤摘要】
高反射率陶瓷颗粒及其制备方法
本专利技术涉及高反射率的陶瓷颗粒及其制备方法。更具体地，本专利技术涉及包含砂芯颗粒和至少一层涂层的陶瓷颗粒，其中所述砂芯颗粒包含煅烧铵伊利石，以及制备这样的陶瓷颗粒的方法。
技术介绍
本说明中引用的专利文献，是为了描述与本专利技术有关的技术水平，其所有公开内容均以引用方式并入本文。2009年美国能源部长朱棣文提出，为解决全球变暖问题，各国应尽可能将建筑物屋顶漆成白色以提高对太阳光的反射率，降低温室效应，达到节能降耗的目的。美国加州颁布建筑法规要求低坡度屋面也要达到70%反射率。在沥青屋面材料表面粘覆高反射率的砂子，是一种非常有效的遮热技术。相较于塑料、金属、有机涂料等反光材料，高反射砂子具有成本低、耐老化的特性，但就市场上大部分白色颗粒，如石英、方解石、煅烧高岭土、合成陶瓷颗粒而言，测定其堆积的颗粒通常具有高的反射率，但是平铺到黑色材料上后，因透光性高，反射率很低，且常常伴有明显的吸油现象，导致砂子变色，使反射率进一步降低。为达到70%的反射率要求，可在颗粒屋面产品上涂反射涂料。不过聚合有机涂料使用年限短，几年后需再次涂刷，这样反复涂覆的成本很高。US8,865,303B2公开了一种冷屋面系统，其包含反射率为80-92%的高反射煅烧高岭土颗粒，经涂覆聚合有机涂层后应用到屋顶基材上，形成反射率不低于70%的屋面系统。JP特开平08-091892提出，使高岭土原料中的高岭土结晶相向莫来相结晶转化扩大时，同时发生阻碍高岭土结晶的板状化和降低白度的问题。为解决此问题，经过调节粉碎粒度、造粒或成形的手段，调整煅烧温度(1500－1700℃)等，使部分残留高岭土结晶呈板状形态，这样不仅能够提升粒子界面的反射率和白度，同时使之增加不透明性，提高整体的反射率。但此方法需要粉碎、造粒、成形的合成工艺，并且煅烧条件要求为1200－1700℃的高温煅烧，此制作工艺流程多、非常复杂，即便实现工业生产，也会有成本过高等问题。因此一直需要反射率高、透明度低、吸油性低的颗粒。
技术实现思路
本专利技术提供了陶瓷颗粒，其包含砂芯颗粒和涂覆在其上的至少一层涂层，其中所述砂芯颗粒为煅烧后的铵伊利石，所述至少一层涂层为无机涂料涂层，所述陶瓷颗粒的反射率为80％至93%。根据本专利技术的陶瓷颗粒，其中所述煅烧后的铵伊利石是在700－1200℃的温度下煅烧铵伊利石矿石得到的。根据本专利技术的陶瓷颗粒，其中所述铵伊利石矿石中铵伊利石的含量为50wt%-100wt%，以铵伊利石矿石的重量为基准。根据本专利技术的陶瓷颗粒，其中，经X射线衍射检测，所述煅烧后的铵伊利石包含硅酸铝晶相和/或莫来石晶相，及非晶相，并且保留了铵伊利石的层状结构。根据本专利技术的陶瓷颗粒，其中由硅酸铝20.07°X射线衍射峰和莫来石16.44°X射线衍射峰计算得出的晶粒尺寸＜35nm。根据本专利技术的陶瓷颗粒，其中涂覆了无机涂料涂层的砂芯颗粒是在800－1200℃的温度下煅烧得到的。根据本专利技术的陶瓷颗粒，其中所述无机涂料为选自硅酸盐、磷酸铝、硅溶胶和铝溶胶中的至少一种的液体无机涂料，其中所述硅酸盐选自硅酸钠、硅酸钾、硅酸铝、硅酸锂或其混合物。根据本专利技术的陶瓷颗粒，其中所述无机涂料还包含选自下列的一种或多种：颜料、抑藻剂、杀虫剂、自洁剂、粘度调节剂、助熔剂、阻燃剂、表面张力改性剂、抗老化剂。根据本专利技术的陶瓷颗粒，其还包含采用有机涂料和/或防水剂进行二次涂覆得到的附加涂层，其中所述有机涂料为树脂涂料或乳液涂料，所述防水剂为含硅防水剂或含氟防水剂。根据本专利技术的陶瓷颗粒，其具有0.1%-6%的污染指数DL*。根据本专利技术的陶瓷颗粒，其中所述陶瓷颗粒以90%以上的覆盖率应用到沥青卷材/板材上，具有70%-85%的太阳光反射率。根据本专利技术的陶瓷颗粒，其中所述陶瓷颗粒应用到聚氨酯泡沫板表层，具有72%-90%的太阳光反射率。本专利技术还提供了制备陶瓷颗粒的方法，其包括下列步骤：a)煅烧、粉碎铵伊利石矿石，得到砂芯颗粒；b)用无机涂料涂覆所述砂芯颗粒；c)煅烧涂覆了无机涂料的砂芯颗粒，得到陶瓷颗粒。根据本专利技术的制备陶瓷颗粒的方法，其中步骤a)在700－1200℃的温度下进行，步骤c)在800－1200℃的温度下进行。根据本专利技术的制备陶瓷颗粒的方法，其中所述陶瓷颗粒的太阳光反射率为80%-93%。根据本专利技术的制备陶瓷颗粒的方法，其中所述陶瓷颗粒的污染指数DL*为0.1%-6%。本专利技术也提供了煅烧的铵伊利石颗粒，其是在700－1200℃的温度下煅烧铵伊利石矿石得到的，并且具有80％至93%的反射率。根据本专利技术的煅烧的铵伊利石颗粒，其包含硅酸铝晶相和/或莫来石晶相，及非晶相，并且保留了铵伊利石的层状结构。根据本专利技术的煅烧的铵伊利石颗粒，其中由硅酸铝20.07°X射线衍射峰和莫来石16.44°X射线衍射峰计算得出的晶粒尺寸＜35nm。根据本专利技术的煅烧的铵伊利石颗粒，其中所述铵伊利石矿石中铵伊利石的含量为50wt%-100wt%，以铵伊利石矿石的重量为基准。附图说明图1是经950℃煅烧后的铵伊利石表面SEM图。图2是铵伊利石矿石的XRD图。图3是经950℃煅烧后的铵伊利石XRD图。图4是陶瓷颗粒的SEM图。具体实施方式本文中使用以下定义来进一步定义和描述本公开内容。除非在特定情况下另有限定，否则这些定义适用于本说明书中通篇所用的术语。除非另有定义，本文所用的所有技术和科学术语的含义均与本专利技术所属领域的普通技术人员通常理解的一样。如发生矛盾，则以本说明书，包括本文给出的定义为准。除非另有明确说明，否则在限定的环境下，本文所用的所有百分比、份数、比率等量均由重量限定。当材料、方法或机械装置在本文中用术语“本领域技术人员已知的”、“常规的”或同义词或短语来描述时，所述术语表达了该说明书涵盖了在提交本专利技术专利申请时为常规的材料、方法和机械装置。还涵盖目前不是常规的但是将在本领域中被认为适于相似目的的材料、方法和机械装置。本专利技术的陶瓷颗粒包含砂芯颗粒和至少一层涂层，其中所述砂芯颗粒包含煅烧铵伊利石，所述至少一层涂层为无机涂料涂层。得到的陶瓷颗粒本身具有很高的太阳光反射率，低透明性和低吸油性，在户外具有极高的耐久性，并且成本低。特别适合做屋面沥青瓦或卷材使用。砂芯颗粒在本专利技术中，砂芯颗粒为铵伊利石矿石经过700－1200℃、750－1150℃、800－1100℃、850－1050℃或900－1000℃煅烧，然后粉碎得到的；也可先将铵伊利石矿石粉碎至合适粒度，然后在700－1200℃、750－1150℃、800－1100℃、850－1050℃或900－1000℃煅烧。煅烧后的铵伊利石矿石(煅烧铵伊利石)保留矿石的层状结构(参见例如图1)，包含硅酸铝(AluminumSilicate)晶相和/或莫来石(Mullite)晶相，以及非晶相。铵伊利石矿石是一种含有NH4+的硅酸盐云母类粘土矿物，其主要矿物成分是铵伊利石【(NH4)Al2(Si3Al)O10(OH)2】(参见例如图2)。铵伊利石由Higashi于1982年在日本爱媛(Ehime)县砥部町(Tobe)小涌谷(Ohgidani)的瓷石沉积物中首次发现，并被批准作为新矿物，这一新矿物以产地命名为Tobelite(参见HigashiS.Tobelite,anewamm本文档来自技高网...

【技术保护点】
陶瓷颗粒，其包含砂芯颗粒和涂覆在其上的至少一层涂层，其中所述砂芯颗粒为煅烧后的铵伊利石，所述至少一层涂层为无机涂料涂层，所述陶瓷颗粒的反射率为80％至93%。

【技术特征摘要】
1.陶瓷颗粒，其包含砂芯颗粒和涂覆在其上的至少一层涂层，其中所述砂芯颗粒为煅烧后的铵伊利石，所述至少一层涂层为无机涂料涂层，所述陶瓷颗粒的反射率为80％至93%。2.权利要求1的陶瓷颗粒，其中所述煅烧后的铵伊利石是在700－1200℃的温度下煅烧铵伊利石矿石得到的。3.权利要求2的陶瓷颗粒，其中所述铵伊利石矿石中铵伊利石的含量为50wt%-100wt%，以铵伊利石矿石的重量为基准。4.权利要求1的陶瓷颗粒，其中涂覆了无机涂料涂层的砂芯颗粒是在800－1200℃的温度下煅烧得到的。5.权利要求1的陶瓷颗粒，其中所述无机涂料为选自硅酸盐、磷酸铝、硅溶胶和铝溶胶中的至少一种的液体无机涂料，其中所述硅酸盐选自硅酸钠、硅酸钾、硅酸铝、硅酸锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志杰，卢红卫，
申请(专利权)人：石家庄日加精细矿物制品有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13