一种高红外反射率低钴含量的纳米绿色粉体及其制备方法技术

一种高红外反射率低钴含量的纳米绿色粉体的制备方法，包括以下步骤：1)制备氧化铝的分散液：将氧化铝与水性分散剂混合后，研磨，得到氧化铝的分散液；2)将铬盐、锌盐、钴盐、钛盐混合溶解于去离子水中，室温中搅拌均匀得到混合盐溶液；3)将步骤1)中的氧化铝的分散液升温到60℃，加入步骤2)中配置好的混合盐溶液，再逐步加入氢氧化钠或者碳酸钠的溶液，调节PH至4‑5.1，4)向步骤3)中得到的混合溶液中加入沉淀剂，取沉淀物进行水洗、干燥，得到得到前驱体粉末；5)将得到的前驱体粉末，放到轨道窑中煅烧，冷却后研磨，得到高红外反射率低钴含量的纳米绿色粉体，近红外反射率为72％‑81％，同时钴的含量降低到了5％以下，降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种高红外反射率低钴含量的纳米绿色粉体及其制备方法
本专利技术属于近红外反射无机矿粉的
，具体涉及一种高红外反射率低钴含量的纳米绿色粉体及其制备方法。
技术介绍
随着全球气候变暖，在炎热的太阳光照射下，建筑物吸热量越来越多，导致建筑物内空间温度越来越高，为应对高温，保持建筑物内空间的温度的舒适性，建筑物上所使用的空调的数量越来越多。现有建筑物每年需要消耗更多的电量，让建筑物保持舒适。太阳光光谱分为三部分：紫外光、可见光和红外光。其中大部分的热量是由红外光照射带来的。所以将红外光反射回大气中，可以使得被太阳光照射的表面温度大幅降低。反射隔热涂料可反射大量的红外光，因此，反射隔热涂料已经被广泛应用。通常反射隔热涂料包括乳液、颜料、填料以及助剂，经高速混合而成。其中热反射能力，主要依靠红外反射颜料来提供。目前常用的绿色的红外反射颜料主要为钴铬绿，对红外光的反射率为63％左右，但是含钴量很高，一般为40％，导致了现有绿色红外反射颜料的价格很高，在应用中受到了很大的限制。
技术实现思路
本专利技术提供一种高红外反射率低钴含量的纳米绿色粉体及其制备方法，具有很高的红外反射率，近红外反射率为72％-81％，同时钴的含量降低到了5％以下，解决了绿色红外反射颜料成本高、难以推广的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种高红外反射率低钴含量的纳米绿色粉体的制备方法，包括以下步骤：1)制备氧化铝的分散液：将氧化铝与水性分散剂混合后，研磨，得到氧化铝的分散液；2)将铬盐、锌盐、钴盐、钛盐混合溶解于去离子水中，室温中搅拌均匀得到混合盐溶液，其中，铬盐、锌盐、钴盐、钛盐的摩尔比为50-60:5-30:0-20:0-20:5-8；3)将步骤1)中的氧化铝的分散液升温到60℃，加入步骤2)中配置好的混合盐溶液，搅拌半小时；4)向步骤3)中得到的混合溶液中加入沉淀剂，调节PH至4-5.1，取沉淀物进行水洗、干燥，得到前驱体粉末；5)将得到的前驱体粉末置入轨道窑中煅烧，煅烧温度800-950℃，煅烧时间为12h，其中升温时间为3h，保温时间为9h，冷却后研磨至0.5μm，得到高红外反射率低钴含量的纳米绿色粉体。进一步的，所述的步骤1)中的氧化铝为99.99％的高纯活性氧化铝。进一步的，所述的步骤2)中的铬盐为三氯化铬、硝酸铬中的一种或两种。进一步的，所述的步骤2)中的锌盐是氯化锌、硝酸锌中的一种或两种。进一步的，所述的步骤2)中的钴盐是氯化亚钴、硝酸钴中的一种或两种。进一步的，所述的步骤2)中的钛盐是硫酸氧钛、四氯化钛中的一种或两种。进一步的，所述的步骤4)中的沉淀剂为氢氧化钠溶液或者碳酸氢钠溶液，沉淀剂浓度为0.1-0.5Mol，干燥温度为150℃，干燥时间为15h。一种高红外反射率低钴含量的纳米绿色粉体，包括：一核心，核心为纳米氧化铝；以及一壳层，壳层为钴铬锌钛的复合氧化物，壳层于核心的外部，且完全包覆核心，壳层的厚度为20-50nm；其中各组分的质量百分比含量为：氧化铝50-60％、钛的复合氧化物0-20％，铬的复合氧化物5-30％、锌的复合氧化物0-20％、钴的复合氧化物5-8％。本专利技术的有益效果是：采用上述方案，1)本专利技术的纳米绿色粉体的近红外反射率达到72％-81％，高于市面现有的绿色红外反射颜料的63％；2)极大降低绿色红外反射颜料的生产成本，本专利技术的纳米绿色粉体中钴的含量降低到了5％以下，极大的促进推广反射隔热涂料的使用，降低能耗，节能环保；3)本专利技术的纳米绿色粉体、制备工艺，对环境和人体都没有伤害，具有很好的耐候性；4)具有鲜艳的绿色，L值高。具体实施方式下面通过具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。在本专利技术中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。产品实施例：一种高红外反射率低钴含量的纳米绿色粉体，该粉体具有core－shell的核壳结构，以纳米氧化铝为核心，Co、Zn、Cr、Ti的复合氧化物离子沉积在氧化铝粒子上形成壳层，壳层于核心的外部，且完全包覆核心，壳层厚度为20-50nm，以纳米氧化铝为核，将Co、Zn、Cr、Ti等离子沉积在氧化铝粒子上，通过低温烧结，得到高红外反射率的绿色纳米颗粒，其中各组分的质量百分比含量为：氧化铝50-60％、钛的复合氧化物0-20％(含量不小于0)，铬的复合氧化物5-30％、锌的复合氧化物0-20％(含量不小于0)、钴的复合氧化物5-8％，制备方法实施例1：取507.3g的99.99％的高纯活性氧化铝纳米粉末，加入5.1g的分散剂、800g水，分散剂选用Na2HPO4，用卧式研磨机研磨60min后，制得氧化铝的分散液，然后转移到水浴中，加热到60℃；将5.8g硝酸钴、15.2g氯化锌、19.0g四氯化钛、29.7g氯化铬溶解于于去离子水中制得混合盐溶液，将混合盐溶液逐步加入到分散液中，搅拌半小时后；向混合溶液中逐步加入1M的NaOH溶液将PH值调节为5.1，混合溶液沉淀，抽滤沉淀物，对沉淀物进行水洗后，将所得沉淀物，放置于烘箱中，烘干温度150℃，烘干时间11个小时；将烘干后得到的前驱体粉末置入轨道窑中烧结，烧结温度800℃，烧结时间为12h，其中升温时间为3h，保温时间为9h，自然冷却后，采用研磨设备对烧结产物进行研磨，研磨至粒径0.5μm左右，得到高红外反射率低钴含量的纳米绿色粉体，将所得的粉末包装即可。本制备工艺通过调整混合溶液的PH值将Ti、Cr、Zn、Co均匀的沉积在氧化铝表面，形成一层厚度为20-50nm的包膜，将得到的混合物、离心、水洗得到前驱体粉末，再将粉末放置于轨道窑中烧结，烧结温度800－950摄氏度，烧结时间12小时，得到高红外反射率低钴含量的纳米绿色粉体，该粉体在可见光波段呈现绿色，在近红外波段范围内反射率接近80％左右，相比普通的绿色颜料，具有较高的红外反射能力，提高了红外反射能力，并且，利用coreshell的制备方法，相比于传统的固相烧结法可以大幅降低颜料中氧化钴的用量，钴的含量降低至5％以下，在提高红外反射率的同时，大幅降低产品的成本，在节能防伪涂层领域具有广阔的前景。制备方法实施例2：取408.3g的活性氧化铝粉末，加入4.0g的Na2HPO4、800g水，用卧式研磨机研磨60min，制得氧化铝的分散液，将分散液转移到水浴中，加热到60℃；取6.0g硝酸钴、12.2g氯化锌、14.0g四氯化钛、26.7g氯化铬溶解于去离子水中，制得混合盐溶液，将混合盐溶液逐步的加入到分散液中，搅拌半小时后，逐步的加入1M的NaOH溶液，将混合溶液的PH值调节为5.1，混合溶液产生沉淀，抽滤沉淀物，对沉淀物进行水洗后，将所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高红外反射率低钴含量的纳米绿色粉体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)制备氧化铝的分散液：将氧化铝与水性分散剂混合后，研磨，得到氧化铝的分散液；/n2)将铬盐、锌盐、钴盐、钛盐混合溶解于去离子水中，室温中搅拌均匀得到混合盐溶液，其中，铬盐、锌盐、钴盐、钛盐的摩尔比为50-60:5-30:0-20:0-20:5-8；/n3)将步骤1)中的氧化铝的分散液升温到60℃，加入步骤2)中配置好的混合盐溶液，搅拌半小时；/n4)向步骤3)中得到的混合溶液中加入沉淀剂，调节PH至4-5.1，取沉淀物进行水洗、干燥，得到前驱体粉末；/n5)将得到的前驱体粉末置入轨道窑中煅烧，煅烧温度800-950℃，煅烧时间为12h，其中升温时间为3h，保温时间为9h，冷却后研磨至0.5μm，得到高红外反射率低钴含量的纳米绿色粉体。/n

【技术特征摘要】
1.一种高红外反射率低钴含量的纳米绿色粉体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)制备氧化铝的分散液：将氧化铝与水性分散剂混合后，研磨，得到氧化铝的分散液；
2)将铬盐、锌盐、钴盐、钛盐混合溶解于去离子水中，室温中搅拌均匀得到混合盐溶液，其中，铬盐、锌盐、钴盐、钛盐的摩尔比为50-60:5-30:0-20:0-20:5-8；
3)将步骤1)中的氧化铝的分散液升温到60℃，加入步骤2)中配置好的混合盐溶液，搅拌半小时；
4)向步骤3)中得到的混合溶液中加入沉淀剂，调节PH至4-5.1，取沉淀物进行水洗、干燥，得到前驱体粉末；
5)将得到的前驱体粉末置入轨道窑中煅烧，煅烧温度800-950℃，煅烧时间为12h，其中升温时间为3h，保温时间为9h，冷却后研磨至0.5μm，得到高红外反射率低钴含量的纳米绿色粉体。


2.根据权利要求1所述的一种高红外反射率低钴含量的纳米绿色粉体的制备方法，其特征在于，所述的步骤1)中的氧化铝为99.99％的高纯活性氧化铝。


3.根据权利要求1所述的一种高红外反射率低钴含量的纳米绿色粉体的制备方法，其特征在于，所述的步骤2)中的铬盐为三氯化铬、硝酸铬中的一种或两种。

【专利技术属性】
技术研发人员：丁道宁，朱子辰，蒋辉，苏素玲，
申请(专利权)人：常州市道曼新型建材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32