一种铯钨青铜改性粉体及其浆料的制备方法技术

本发明专利技术提出一种铯钨青铜改性粉体及其浆料的制备方法，制备方法中包括采用在纳米氧化镍催化作用下氨水分解还原氢氧化铯与纳米氧化钨的固溶体，获得本发明专利技术的一种铯钨青铜粉体，此外，获得的铯钨青铜粉体通过采用偶联剂、红外和紫外吸收剂对粉体表面修饰改性得到一种铯钨青铜改性粉体，改性粉体通过砂磨机分散于PVB特效增塑剂3G8分散剂中，进一步获得一种铯钨青铜改性粉体的浆料。

A preparation method of caesium tungsten bronze modified powder and its slurry

The invention provides a method for preparing cesium tungsten bronze modified powder slurry and its preparation method, including the use of the nano nickel oxide catalyzed reduction of cesium hydroxide and ammonia decomposition of tungsten oxide solid solution, a cesium tungsten bronze powder, the invention in addition, cesium tungsten bronze powder the body obtained by using coupling agent, infrared and UV absorber on the powder surface modification of a cesium tungsten bronze modified powder, modified powder by sand mill dispersed in the PVB effects of plasticizer 3G8 dispersant, obtained a cesium tungsten bronze modified powder slurry.

【技术实现步骤摘要】
一种铯钨青铜改性粉体及其浆料的制备方法
本专利技术涉及一种铯钨青铜改性粉体及其浆料的制备方法，更具体地，涉及纳米含钨金属氧化物颗粒及其分散体，所述纳米颗粒和分散体的制备方法，包含纳米含钨金属氧化物颗粒或其分散体的阳光控制组合物材料，以及具有高透明、紫外吸收和红外吸收的节能PVB胶片。
技术介绍
随着科学技术与社会生产的快速发展，能源和环境成为全社会日益瞩目的两大问题，而这两大问题为节能和环保提出了更高要求。在能耗上面，建筑物能耗占全社会总能耗的近40％，其中通过玻璃门窗损失的能量在建筑能耗中达到50％以上，也就是说门窗玻璃已成为建筑的最大能源漏洞。建筑内的能耗绝大多数是采暖和空调的能耗。提高门窗保温、隔热性能是降低建筑能耗的有效途径。建筑玻璃的节能性能，已经成为实现建筑节能的关键。而实现建筑玻璃的节能，就得对透过玻璃的阳光进行控制。太阳辐射光谱的99％以上在波长150～4000纳米之间。大约50％的太阳辐射能量在可见光谱区(波长400～760纳米)，3％在紫外光谱区(波长＜380纳米)，47％在红外光谱区(波长＞760纳米)，其中近红外线俗称热线。然而普通玻璃的透过率最高区域恰巧在太阳辐射光谱的范围内，也就是说它对太阳光的透过没有选择。因此必须通过对玻璃涂覆可实现阳光控制的涂层或者贴膜来实现建筑、汽车和轮船等的保温、节能效果，从而节省采暖和空调的能耗。阳光控制是指通过调节玻璃制品进入特定空间(建筑物、汽车或轮船内部)的阳光不同波长太阳光和热能量的一种手段。显然在不影响空间采光的前提下阻隔和吸收紫外和红外光、降低热辐射率是阳光控制的有效办法。其中紫外线虽然在能量上不占很大比例，但对家具表面油漆和人体的伤害很大，这也是防紫外玻璃得到越来越广泛应用的原因之一。一方面，通过阳光控制可以通过减少获得的太阳能，从而减少进入特定空间(建筑、汽车或轮船)的热通量，使空间内部保持较冷状态，减少对空调的需求，达到节能、环保的目的。另一方面，通过降低热辐射可以使得玻璃成为中、远红外的反射镜，减少通过玻璃向外的热通量，从而减少空调的需求来达到节能和降低费用的目的。有效的低热辐射涂层通过提高窗户的隔热性能在夏季和冬季均能改进空间内部舒适度。铯钨青铜纳米粉体作为在近红外区域(波长为800-1100纳米)具有极强吸收特性，同时在可见光区域(波长为380-780纳米)具有较强透过特性，在紫外光区域(波长为200-380纳米)具有较强屏蔽特性的纳米颗粒，其上述特性已被广泛用于薄膜透明隔热领域，如PVB夹胶膜、PET涂层膜、EVA薄膜以及光学滤光片(美国专利US20100220388A1，US20110297899A1，US20070256782A1，US8399547B2)，在汽车贴膜、建筑玻璃隔热、遮阳隔热、塑料温室大棚等行业广泛使用。还被用于制作红外吸收纤维用于冬季用品的保暖(美国专利US7687141B2，US20080308775A1)。还可能在激光打标、激光焊接、近红外光热诊疗药物中得到应用。铯钨青铜纳米粉体的广泛应用使得其制备、生产工艺也越发显得重要。美国专利US20060008640A1提出了将碳酸铯溶解于水中后，加入钨酸充分搅拌，烘干。后在H2和N2(H2占2％)混合气氛中800℃热处理30分钟，再于N2气氛中800℃热处理90分钟即得到目标铯钨青铜粉体。该方法生产工艺简单，流程短，但存在诸多缺陷。原料钨酸不溶于水，也就是钨原料和铯原料未能在水液相溶剂中实现分子级水平混合，经过烘干去除水分，钨酸始终以固体形式出现。这样在后续的高温气氛热处理过程中，在短时间内既要实现钨、铯离子的长程固相扩散形成铯钨青铜Cs0.32WO3晶相，又要实现晶格中氧空位的产生，使得铯钨青铜粉体的纯度、结晶度等品质不高，该粉体的近红外吸收性能也不高，同时由于粉体经过了800℃高温热处理，使得粉体的晶粒尺寸较大，团聚严重，难以通过湿法球磨工艺得到纳米浆料，并且湿法球磨的效率也比较低，大大增加了生产铯钨青铜纳米浆料的成本。美国专利US20070187653A1也提出类似的制备方法，将钨酸和碳酸铯固相混合后在Ar和H2的混合气氛中(体积比为97:3)于600℃热处理2小时，冷却后再在Ar气氛中800℃热处理1小时，即得到目标铯钨青铜粉体。为提高钨原料和铯原料的分布均匀性，美国专利US8304099B2提出了采用能溶解于水的偏钨酸铵和碳酸铯为主要原料，先将两者溶解于水，混合，这样获得了原子级分布均匀的钨和铯的原料，后于145℃烘干，产物于550℃在氢气体积比为10％的空气中高温热处理20分钟即得到目标铯钨青铜粉体，尽管该方法提高了原料离子的混合均匀性，但必须看到550℃的相对低温，以及仅仅20分钟的热处理时间还难以使钨、铯原料高温热分解并获得结晶度高的铯钨青铜粉体。Kim等(JaeYoungKim等，20124thInternationalConferenceonChemical,BiologicalandEnvironmentalEngineering,Singapore,Vol43,9)采用溶解于水的钨酸铵、碳酸铯为原料，先溶解于水，再180℃烘干，后在450-500℃H2和N2(H2占10％)混合气氛中热处理，再于500-900℃的N2气氛中热处理得到目标铯钨青铜粉体。上述方法均用到了氢气，其易燃易爆特性也增加了粉体生产成本。为降低铯钨青铜粉体的粒度，Marc等(MarcMamak等，J.Mater.Chem.,2010,20,9855-9857)提出了采用等离子作为热源快速高温热分解固相混合的仲钨酸铵和甲酸铯的混合物，同样为提高产物铯钨青铜的红外吸收性能，气源中加入了氢气。透射电子显微镜观察产物铯钨青铜粒子可以看到粉体的颗粒大小在数十纳米。该方法本质上和上述高温还原性气体处理得到铯钨青铜粉体一样，因此也存在类似的缺点，如颗粒偏大。同时该工艺还存在生产设备特殊，生产效率较低，这必然造成粉体生产成本较高，市场竞争力不强。Liu等(Jingxiaoliu等，Mater.Characterization,2013,84,182-187)提出了以氯化钨和氢氧化铯为原料，先溶解于无水乙醇，于高压反应釜中200℃反应12小时，得到的沉淀产物再于N2气氛中500-900℃热处理1小时即得到目标产物铯钨青铜粉体。该方法充分利用了高压反应釜结晶得到的中间产物颗粒具有较高的高温热稳定性，能够抑制后续高温热处理过程中的产物铯钨青铜粉体颗粒的长大，同时粉体的团聚程度也大大减轻。该方法还避免了氢气的使用，提高了生产安全性。但该方法仍然需要高温热处理，这样获得的粉体还是存在颗粒偏大的问题。同时该方法使用无水乙醇在200℃使用条件下具有较高压力，采用的氯化铯原料成本较高，对设备腐蚀严重，增加了设备成本，并且工艺过程较繁琐，生产效率不高。Guo等采用全液相、无高温热处理的方法同样得到了铯钨青铜纳米粉体(ChongshenGuo等，J.Mater.Chem.,2010,20,8227-8229)。具体是将氯化钨和氢氧化铯溶解于无水乙醇中，再向其中加入适量的醋酸，将体系于200℃密闭高压反应釜中晶化20小时即得到目标铯钨青铜纳米粉体。该方法简便易操作，流程短，但存在反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铯钨青铜改性粉体的制备方法，其特征在于：包含以下步骤，A.将反应量1mol的纳米三氧化钨和0.32mol的氢氧化铯、2mol的氨水、0.01mol纳米氧化镍置于带有搅拌的密闭反应釜中，常温条件下搅拌30分钟，使得氢氧化铯溶解于氨水并成分润湿纳米三氧化钨；然后反应温度由室温升温至氢氧化铯熔点342.3℃，升温速率为50℃/h，达到342.3℃恒温反应1小时，使得氢氧化铯熔体均匀吸附在纳米氧化钨表面；然后按50℃/h升温至740℃，740℃恒温反应3小时；化学反应式为：

【技术特征摘要】
1.一种铯钨青铜改性粉体的制备方法，其特征在于：包含以下步骤，A.将反应量1mol的纳米三氧化钨和0.32mol的氢氧化铯、2mol的氨水、0.01mol纳米氧化镍置于带有搅拌的密闭反应釜中，常温条件下搅拌30分钟，使得氢氧化铯溶解于氨水并成分润湿纳米三氧化钨；然后反应温度由室温升温至氢氧化铯熔点342.3℃，升温速率为50℃/h，达到342.3℃恒温反应1小时，使得氢氧化铯熔体均匀吸附在纳米氧化钨表面；然后按50℃/h升温至740℃，740℃恒温反应3小时；化学反应式为：B.将经步骤A中的反应产物取出，之后采用上海化三粉体设备有限公司型号BPQ-50气流粉碎机进行粉碎，气流粉碎机的粉碎室气包的空气压0.6MPa～0.9MPa，气流粉碎机分级器转速设定2000转/分，即得到铯钨青铜粉体CS0.32WO3C.将100份步骤B中的反应产物铯钨青铜粉体置于去离子水中，滴加乙酸调pH值，再依次添加反应量的偶联剂、红外吸收剂、紫外吸收剂对铯钨青铜粉体进行表面处理，搅拌反应处理30分钟，过滤得到经表面处理过的粉体置于-40℃冷冻干燥机中快速冷冻升化除水，即获得一种铯钨青铜改性粉体；获得一种铯钨青铜改性粉体，组成为：2.权利要求1所述的铯钨青铜改性粉体的制备方法，其特征在于：所述红外吸收剂选自纳米氧化铟锡、纳米氧化锑锡，纳米氧化锌铝，纳米三氧化铋，纳米三氧化二铁，纳米三氧化二铝，纳米二氧化钛，纳米氧化锌，纳米氧化镍，六硼化镧中的一种或几种的混合物。3.权利要求1所述的铯钨青铜改性粉体的制备方法，其特征在于：所述紫外吸收剂选自无机金属氧化物氧化钛、氧化锌，氧化铈，水杨酸酯类，苯酮类，苯并三唑类，取代丙烯腈类，三嗪类和受阻胺类。4.权利要求3所述的铯钨青铜改性粉体的制备方法，其特征在于：所述紫外吸收剂选自2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑，2，4-二羟基二苯甲酮，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，2-(2ˊ-羟基...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡华轮，钟奕梅，
申请(专利权)人：广州市黑本新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44