含石墨烯的隔热节能复合粉体及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种含石墨烯的隔热节能复合粉体及其制备方法与应用。一种含石墨烯的隔热节能复合粉体，包括核壳粒子及分散于所述核壳粒子之间的石墨烯，所述核壳粒子包括红外高反射颗粒及金属，所述金属包覆在所述红外高反射颗粒表面形成金属外壳，所述红外高反射颗粒、所述金属及所述石墨烯的质量比为70～98:1～20:1～10。上述含石墨烯的隔热节能复合粉体可以实现含石墨烯的隔热节能复合粉体的高导电性能，并提高复合粉体的电子传输能力和对红外线的反射能力。红外高反射颗粒、金属外壳及石墨烯形成的导电网络可以实现对红外光的全反射，而不是常规的漫反射，此时可以大幅降低基材对红外线的吸收和透过，从而减少温升，实现节能的目的。

Heat insulation and energy saving composite powder containing graphene and its preparation and Application

The invention relates to a heat insulation and energy saving composite powder containing graphene and a preparation method and application. A graphene containing insulation composite powder, including core-shell particles and dispersion between the graphene core-shell particles, the core-shell particles including IR reflective particles and metal, the metal coating on the surface of the infrared high reflection particles to form a metal shell, wherein the infrared reflection of high quality the metal particles, and the graphene is 70 ~ 98:1 ~ 20:1 ~ 10. The above graphene insulation and energy-saving composite powder can achieve high conductivity of graphene containing heat insulation and energy-saving composite powder, and enhance the electronic transmission ability and infrared reflection ability of the composite powder. The conductive network formed by infrared high reflective particles, metal shell and graphene can achieve the total reflection of infrared light instead of the conventional diffuse reflection. At this time, the absorption and transmission of infrared radiation can be greatly reduced, thereby reducing the temperature rise and achieving the purpose of energy saving.

【技术实现步骤摘要】
含石墨烯的隔热节能复合粉体及其制备方法与应用
本专利技术涉及材料制备
，特别是涉及含石墨烯的隔热节能复合粉体及其制备方法与应用。
技术介绍
由于全球资源的日益枯竭，节能减排已经成为各国当前的首要任务。据估计，建筑能耗占社会总能耗的1/3以上。因此，建筑节能是降低能耗的关键。由于建筑能耗中很大部分用于空调，而空调能耗中一半以上是通过窗户与外界的热交换产生的能量流失，因此通过推进建筑物节能，开发节能玻璃，有望大幅度降低温室气体排放和能耗，最终达到节能环保的目的。目前已实现将以隔热节能粉体为主要成分的涂料涂覆在玻璃和外墙上，满足工厂建筑节能生产要求，也可以实现对现有普通玻璃进行节能改造。然而，现有的隔热节能粉体对红外线的吸收或反射效果并不理想，而红外线也是外界环境热源的主要来源。因此，需要对现有隔热节能粉体、涂料及贴膜进行改进。
技术实现思路
基于此，有必要针对目前隔热节能粉体对红外线的吸收或反射效果不佳的问题，提供一种含石墨烯的隔热节能复合粉体及其制备方法与应用。一种含石墨烯的隔热节能复合粉体，包括核壳粒子及分散于所述核壳粒子之间的石墨烯，所述核壳粒子包括红外高反射颗粒及金属，所述金属包覆在所述红外高反射颗粒表面形成金属外壳，所述红外高反射颗粒、所述金属及所述石墨烯的质量比为70～98:1～20:1～10。在其中一个实施方式中，所述红外高反射颗粒的材料选自ITO、ATO、FTO、AZO、AGO、TiO2、BiOCl、六钛酸钾和钨酸铯中的至少一种。在其中一个实施方式中，所述红外高反射颗粒为球形颗粒；所述红外高反射颗粒的粒径为10nm～1000nm。在其中一个实施方式中，所述金属选自Au、Ag、Pt、Cu和Al中至少一种。在其中一个实施方式中，所述金属外壳的厚度为1nm～100nm。在其中一个实施方式中，所述石墨烯的面尺寸为1μm～100μm；所述石墨烯的厚度为0.5nm～50nm；所述石墨烯的比表面积为10m2/g～1000m2/g。上述的含石墨烯的隔热节能复合粉体在隔热节能复合浆料及在隔热节能复合贴膜中的应用。上述的含石墨烯的隔热节能复合粉体的制备方法，包括以下步骤：将石墨烯分散于金属盐溶液中；再将红外高反射颗粒分散于金属盐溶液中得到混合液；向所述混合物中依次加入pH调节剂、稳定剂、络合剂和还原剂反应得到反应液，使得所述金属盐发生还原反应在所述红外高反射颗粒表面形成金属外壳；将所述反应液进行固液分离得到含石墨烯的隔热节能复合粉体。在其中一个实施方式中，所述金属盐溶液选自AuCl3、AgNO3、AgCl、PtCl4、PtCl2、CuSO4、CuCl2、Al(NO3)3和AlCl3中的至少一种。在其中一个实施方式中，所述pH调节剂选自氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸钾和硼酸中的至少一种；及/或，所述稳定剂选自甲醇和2,2-联吡啶中的至少一种；及/或，所述络合剂选自柠檬酸钠和三乙醇胺中的至少一种；及/或，所述还原剂选自甲醛和亚磷酸钠中的至少一种。上述含石墨烯的隔热节能复合粉体中，以红外高反射颗粒为基材，在红外高反射颗粒表面包覆金属外壳，并通过石墨烯形成桥接。红外高反射颗粒对红外线具有良好的反射特性，在红外高反射颗粒的表面包覆金属外壳，形成具有核壳结构的核壳粒子，金属外壳能够显著提高红外高反射颗粒的导电性；同时，石墨烯在核壳粒子之间形成桥接，使得核壳粒子之间相互连接，并形成导电网络。通过金属外壳与石墨烯的协同作用可以实现含石墨烯的隔热节能复合粉体的高导电性能，并提高含石墨烯的隔热节能复合粉体的电子传输能力和对红外线的反射能力。红外高反射颗粒、金属外壳及石墨烯形成的导电网络可以实现对红外光的全反射，而不是常规的漫反射，此时可以大幅降低基材对红外线的吸收和透过，从而减少温升，实现节能的目的。附图说明图1为一实施方式的含石墨烯的隔热节能复合粉体的结构示意图；图2为一实施方式的含石墨烯的隔热节能复合粉体的制备方法的流程图。具体实施方式下面将结合具体实施方式及附图对含石墨烯的隔热节能复合粉体及其制备方法与应用做进一步的详细说明。请参阅图1，一实施方式的含石墨烯的隔热节能复合粉体100包括核壳粒子110及分散于核壳粒子110之间的石墨烯120。在其中一个实施方式中，核壳粒子110包括红外高反射颗粒111及金属。金属包覆在红外高反射颗粒111的表面形成金属外壳113。在其中一个实施方式中，红外高反射颗粒的材料选自铟锡氧化物(ITO)、锑锡氧化物(ATO)、氟锡氧化物(FTO)、锌铝氧化物(AZO)、镓铝氧化物(AGO)、二氧化钛(TiO2)、氯氧化铋(BiOCl)、六钛酸钾和钨酸铯中的至少一种。在其中一个实施方式中，红外高反射颗粒111为球形颗粒，红外高反射颗粒111的粒径为10nm～1000nm。优选的，红外高反射颗粒的粒径为10nm～100nm。在其中一个实施方式中，金属外壳113的材料选自Au、Ag、Pt、Cu和Al中至少一种。金属外壳113的电导率为100S/m～10000S/m。上述金属材料均具有较高的电导率，可以提升红外高反射颗粒的导电性从而提高红外高反射颗粒对红外线的反射能力。其中，Au、Ag及Pt具有更加优异的导电性能，但上述金属属于贵金属，一般成本较高。在其他实施方式中，使用Cu和Al作为金属外壳113的材料，不仅具有较好的导电性能，而且能大大降低成本。在其中一个实施方式中，经过金属外壳113包覆后形成的核壳粒子110的比表面积为10m2/g～200m2/g。在其中一个实施方式中，金属外壳113的厚度为1nm～100nm。优选的，金属外壳113的厚度为1nm～10nm。在其中一个实施方式中，石墨烯120分散于核壳粒子110之间并在核壳粒子110之间形成桥接。在其中一个实施方式中，石墨烯120的面尺寸为1μm～100μm。石墨烯120的厚度为0.5nm～50nm。石墨烯的比表面积为10m2/g～1000m2/g。在其中一个实施方式中，石墨烯120的电导率为500S/m～5000S/m；石墨烯120的热导率为200W/(m·K)～2000W/(m·K)。在其中一个实施方式中，红外高反射颗粒111、金属113及石墨烯120的质量比为70～98:1～20:1～10。上述含石墨烯的隔热节能复合粉体中，以红外高反射颗粒为基材，在红外高反射颗粒表面包覆金属外壳，并通过石墨烯形成桥接。红外高反射颗粒对红外线具有良好的反射特性，在红外高反射颗粒的表面包覆金属外壳，形成具有核壳结构的核壳粒子，金属外壳能够显著提高红外高反射颗粒的导电性；同时，石墨烯在核壳粒子之间形成桥接，使得核壳粒子之间相互连接，并形成导电网络。通过金属外壳与石墨烯的协同作用可以实现含石墨烯的隔热节能复合粉体的高导电性能，并提高含石墨烯的隔热节能复合粉体的电子传输能力和对红外线的反射能力。红外高反射颗粒、金属外壳及石墨烯形成的导电网络可以实现对红外光的全反射，而不是常规的漫反射，此时可以大幅降低基材对红外线的吸收和透过，从而减少温升，实现节能的目的。上述含石墨烯的隔热节能复合粉体在含石墨烯的隔热节能复合浆料及在含石墨烯的隔热节能复合贴膜中的应用。在其中一个实施方式中，上述含石墨烯的隔热节能复合粉体可以用于制备得到含石墨烯的隔热节能复合浆料。上述含石墨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含石墨烯的隔热节能复合粉体，其特征在于，包括核壳粒子及分散于所述核壳粒子之间的石墨烯，所述核壳粒子包括红外高反射颗粒及金属，所述金属包覆在所述红外高反射颗粒表面形成金属外壳，所述红外高反射颗粒、所述金属及所述石墨烯的质量比为70～98:1～20:1～10。

【技术特征摘要】
1.一种含石墨烯的隔热节能复合粉体，其特征在于，包括核壳粒子及分散于所述核壳粒子之间的石墨烯，所述核壳粒子包括红外高反射颗粒及金属，所述金属包覆在所述红外高反射颗粒表面形成金属外壳，所述红外高反射颗粒、所述金属及所述石墨烯的质量比为70～98:1～20:1～10。2.根据权利要求1所述的含石墨烯的隔热节能复合粉体，其特征在于，所述红外高反射颗粒的材料选自ITO、ATO、FTO、AZO、AGO、TiO2、BiOCl、六钛酸钾和钨酸铯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的含石墨烯的隔热节能复合粉体，其特征在于，所述红外高反射颗粒为球形颗粒；所述红外高反射颗粒的粒径为10nm～1000nm。4.根据权利要求1所述的含石墨烯的隔热节能复合粉体，其特征在于，所述金属选自Au、Ag、Pt、Cu和Al中至少一种。5.根据权利要求1所述的含石墨烯的隔热节能复合粉体，其特征在于，所述金属外壳的厚度为1nm～100nm。6.根据权利要求1所述的含石墨烯的隔热节能复合粉体，其特征在于，所述石墨烯的面尺寸为1μm～100μm；所述石墨烯的厚度为0.5nm～50nm；所述石墨烯的比表面积为10m2/g～1000...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴雷，唐子奉，王亚文，唐知桥，冯强，郑剑雄，袁想平，
申请(专利权)人：广东华材实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44