一种采用原位生长法制备反射阻隔复合填料的方法及其产品和应用技术

本发明专利技术公开了一种采用原位生长法制备反射阻隔复合填料的方法及其产品和应用

【技术实现步骤摘要】
一种采用原位生长法制备反射阻隔复合填料的方法及其产品和应用


[0001]本专利技术属于反射阻隔复合填料
，尤其涉及一种采用原位生长法制备反射阻隔复合填料的方法及其产品和应用
。

技术介绍

[0002]伴随着工业化进程的不断推进，人们生活水平日益提高的同时，能源消耗也愈加严重
。
节能已经成为世界各国的战略目标，各界已达成节能减排的共识
。
从建筑建设至使用的全过程所有消耗的能源统称为建筑能耗
。
近年来，与工业
、
交通
、
汽车等其他行业相比，建筑能耗是需求增长最快，也是温室气体排放量增长最快的行业之一
。
当前建筑能耗大约占据全球能源损耗的
30
％，其中商业类建筑能耗占据建筑总耗能的
55
％左右
。
在
2019
年，建筑运行能耗占据全国能源消费总量的
21.2
％，建筑运行阶段碳排放占全国碳排放的
21.6
％
。
其中，制冷能耗占比最高，达
60
％
。
如果继续当前的能量使用情况，在
2100
年，全球地表温度将上升
1.1
‑
6.4℃
，而地表温度提升
2℃
，将会对人类生存造成不可逆的损伤，极大破坏当前的自然环境
。
伴随着我国城市化进程的不断推进，国内建筑能耗势必继续增长
。
面对当前严峻的节能减排形势，降低建筑能耗势在必行
。
[0003]当前主动控温主要通过空调系统实现，所以降低空调使用率是一种直接有效的节能方法
。
从建筑物温度升高的角度出发，影响建筑物升温的因素众多，其中太阳光是最重要的因素
。
保温隔热涂料通过降低建筑对太阳光的吸收，从而节约能源
。
当前的保温隔热涂料从隔热机理的角度可以分为四类：反射隔热涂料
、
阻隔隔热涂料
、
辐射隔热涂料
、
复合涂料
。
隔热涂料的基底通常为丙烯酸树脂或者聚氨酯等耐紫外线老化的材料，然后将功能性填料掺杂入隔热涂料中，增强涂料的特定性能
。
与隔热涂料类似，功能性填料根据作用机理同样分为四类：反射隔热填料
、
阻隔隔热填料
、
辐射隔热填料
、
复合填料
。
[0004]在光照强烈的地区，光反射涂料通过减少建筑物对于太阳光的吸收，可有效降低控温能耗，达到节能目的
。
伴随反射隔热涂料的热度不断提升，各种反射填料逐渐受到更多关注，其中
TiO2、
氧化锌等半导体材料由于具备优良的光反射性能，经常被用作增反射颜填料，但是由于其自身纳米或微米级的尺寸易发生团聚效应，达不到理想的使用效果
。
而空心玻璃微珠由于其易分散，导热系数低的特点，也经常被应用在隔热涂料中来降低涂料的导热系数，但是空心玻璃微珠光反射性能差
。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种采用原位生长法制备反射阻隔复合填料的方法及其产品和应用
。
本专利技术立足于空心玻璃微珠的光反射率，通过
TiO2包覆空心玻璃微珠，得到高反射低导热的反射阻隔复合填料
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种采用原位生长法制备反射阻隔复合填料的方法，以空心玻璃微珠为基体，采
用原位生长法在生长液的作用下在基体表面包覆一层种子层，即得到反射阻隔复合填料；其中，所述种子层为二氧化钛或氧化锌
。
[0008]技术方案一：一种采用原位生长法制备反射阻隔复合填料的方法，包括以下步骤：
[0009](1)
将钛酸四丁酯加入乙二醇甲醚溶液中，然后将空心玻璃微珠浸没其中，抽滤
、
洗涤
、
干燥，得到表面处理过的空心玻璃微珠；将表面处理过的空心玻璃微珠进行煅烧处理；
[0010](2)
将钛酸四丁酯加入浓硫酸
/
无水乙醇的混合溶液中，搅拌至透明，然后加入煅烧处理后的空心玻璃微珠，继续搅拌，密封并进行水热反应，冷却
、
抽滤
、
洗涤
、
干燥，得到反射阻隔复合填料，记为
HGB/TiO2。
[0011]本专利技术中的“/”是指“和”。
[0012]优选的，所述浸没时间为
10min
；所述煅烧是在
550℃
下煅烧
3h。
[0013]优选的，所述钛酸四丁酯在乙二醇甲醚溶液中的浓度为
1mol/L。
[0014]优选的，所述浓硫酸和无水乙醇的体积比为1‑
1.5∶1
‑
1.5。
更优选为
1∶1.5。
[0015]优选的，所述钛酸四丁酯在浓硫酸
/
无水乙醇的混合溶液中的浓度为
0.01
‑
0.1mol/L。
更优选为
0.08mol/L。
[0016]优选的，所述水热反应是在
100
‑
180℃
下反应
4h。
更优选为在
150℃
下反应
4h。
[0017]优选的，所述空心玻璃微珠是由硅酸盐外壳与内部空气构成的中空球体，粒径为
10
‑
200
μ
m
，壁厚为1‑2μ
m
，主要成分为硼硅酸盐
。
中空结构赋予空心玻璃微珠优异的隔热能力，硼硅酸盐外壁使其具备良好的抗压能力，微小的自身结构使其容易分散
。
以上特质使空心玻璃微珠在节能
、
能源储存和能源生产方面均被大量应用
。
[0018]本专利技术还提供一种利用上述方法制备得到的反射阻隔复合填料
。
[0019]本专利技术还提供一种所述的反射阻隔复合填料在隔热涂料中的应用
。
[0020]技术方案二：一种反射阻隔复合填料，即以氧化锌作为包覆材料
。
具体的：
[0021]一种
HGB/ZnO
，以空心玻璃微珠为基体，在其外表面包覆一层
ZnO
晶体，具体制备过程需要表面刻蚀
、
种子层黏附
、
晶体生长三个阶段，即得到
HGB/ZnO。
具体制备方法包括如下步骤：
[0022]S1、
将空心玻璃微珠放入氢氧化钠溶液中搅拌，搅拌结束后抽滤，洗涤，烘干，得到表面刻蚀的空心玻璃微本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种采用原位生长法制备反射阻隔复合填料的方法，其特征在于，以空心玻璃微珠为基体，在种子层生长液的作用下在基体表面包覆一层种子层，然后采用原位生长法在种子层基材上继续生长晶体，得到反射阻隔复合填料；其中，所述种子层为二氧化钛或氧化锌
。2.
根据权利要求1所述的采用原位生长法制备反射阻隔复合填料的方法，其特征在于，当种子层为二氧化钛时，反射阻隔复合填料的制备方法包括以下步骤：将钛酸四丁酯加入乙二醇甲醚溶液中，然后将空心玻璃微珠浸没其中，抽滤
、
洗涤
、
干燥，得到表面处理过的空心玻璃微珠；将表面处理过的空心玻璃微珠进行煅烧处理，得到包覆
TiO2种子层的空心玻璃微珠；将钛酸四丁酯加入浓硫酸
/
无水乙醇的混合溶液中，搅拌至透明，然后加入包覆
TiO2种子层的空心玻璃微珠，继续搅拌，密封并进行水热反应，冷却
、
抽滤
、
洗涤
、
干燥，得到
HGB/TiO2。3.
根据权利要求2所述的采用原位生长法制备反射阻隔复合填料的方法，其特征在于，所述浸没时间为
10min
；所述煅烧是在
550℃
下煅烧
3h
；所述钛酸四丁酯在乙二醇甲醚溶液中的浓度为
1mol/L。4.
根据权利要求2所述的采用原位生长法制备反射阻隔复合填料的方法，其特征在于，所述钛酸四丁酯在浓硫酸
/
无水乙醇的混合溶液中的浓度为
0.01
‑
0.1mol/L
；所述浓硫酸和无水乙醇的体积比为1‑
1.5∶1
‑
1.5
；所述水热反应是在
100
‑
180℃
下...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟华，曹文凯，魏嘉鸿，豆帅，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：