專利名稱：一種熱反射反射隔熱無(wú)機(jī)復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱反射稀土-無(wú)機(jī)氧化物復(fù)合微/納米材料及保溫隔熱涂料的制備方法和應(yīng)用，具體說(shuō)是涉及一種能屏蔽太陽(yáng)熱輻射及類(lèi)似熱輻射、具有吸收紫外線和保溫隔熱功能的無(wú)機(jī)復(fù)合材料保溫隔熱涂料，其在太陽(yáng)光的主要輻射波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有90%以上的反射率，在此基礎(chǔ)上研究了相應(yīng)制備方法和開(kāi)發(fā)了相關(guān)應(yīng)用技術(shù)。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)輻射穿過(guò)大氣層能量損耗后到達(dá)地球表面的輻射能為335 837kJ/cm2*a，是人類(lèi)能源的最終來(lái)源。按照光線波長(zhǎng)分類(lèi)，紫外線占5 %、可見(jiàn)光線占45 %、紅外線占50 %。 紅外線中波長(zhǎng)為O. 75 2. 5 μ m的近紅外線占95 %，另外的是波長(zhǎng)為3 5μπι和8 14μπι 的中紅外線與遠(yuǎn)紅外線。一般熱射線的波長(zhǎng)在O. 38 1000 μ m之間，大部分熱射線位于紅外線區(qū)段中O. 76 20 μ m的范圍內(nèi)。利用熱射線加熱物體及避免熱射線的吸收使物體隔熱和保溫是研究與應(yīng)用太陽(yáng)熱射線的兩個(gè)重要方面。太陽(yáng)光照射到物體表面，產(chǎn)生反射、折射、吸收、透過(guò)的光學(xué)效應(yīng)。對(duì)O. 38 20 μ m 范圍內(nèi)熱輻射，如果被物體吸收，則輻射能轉(zhuǎn)化成熱能，使物體表面溫度升高。按照熱的傳遞規(guī)律，熱則從物體表面向外輻射和傳遞到物體內(nèi)部。如果能夠使物體表面大量反射和散射太陽(yáng)熱輻射，同時(shí)能夠阻止熱向內(nèi)部導(dǎo)熱，則可以避免或減少物體內(nèi)部溫度因太陽(yáng)輻射或外部輻射源的輻射而升高。從理論上講只要對(duì)熱輻射進(jìn)行有效的反射和散射及降低熱傳遞速率(本發(fā)明只討論熱反射層的效果)，就可以起到隔熱保溫的良好效果。熱反射隔熱材料核心材料的要求(I)材質(zhì)要求在對(duì)大量材料反射率測(cè)試的基礎(chǔ)上,選定并制備粉體材料。其特點(diǎn)是在所需波段(λ =0. 3 2.5 μ m)內(nèi)反射率要求越高越好。(2)粉體粒度根據(jù)散熱理論進(jìn)行計(jì)算得出結(jié)果，要求在所需波段獲得高反射率的粉體粒度。其特點(diǎn)是在同品種(不同粒度)中，反射率最高。(3)高發(fā)射率添加劑(粉體)的要求添加何種材質(zhì)能顯著提高涂層的發(fā)射率(一般發(fā)射波長(zhǎng)在8 13. 5 μ m)(4)要求確定粉體在涂層中的最佳含量。在現(xiàn)有技術(shù)中，與熱反射隔熱相關(guān)的材料主要有以下幾種1)CN1515633A公開(kāi)的反射熱射線隔熱涂料，其是由有反射熱射線特性材料、中空微珠及疏松多孔的隔熱材料及其表面包覆反射熱射線形成的復(fù)合材料、粘接劑三種組分組成；2)CN1546312A公開(kāi)的以SiO2氣凝膠/聚酰亞胺/金屬鋁(Al)為結(jié)構(gòu)的復(fù)合柔性薄膜； 3)CN1546407A公開(kāi)的由F、Mn共摻SnO2制得的隔熱薄膜；4) CN1583908A公開(kāi)的由面層涂料和底層涂料組成的太陽(yáng)熱反射涂料，其面層涂料中含有金紅石型鈦白粉，底層涂料中采用空心漂珠、空心無(wú)機(jī)纖維、工程纖維素等隔熱填料；5)CN1800283A公開(kāi)的一種組分為納米多孔SiO2、納米氧化鐵黃、顏料、填料、助劑、溶劑、成膜物的隔熱涂料。上述材料都存在一定的毒性、化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定、不易長(zhǎng)期保存、熱反射隔熱性能隨時(shí)間及環(huán)境的變化而變化的缺陷，且還存在制備工藝復(fù)雜、成本較高、環(huán)境污染較大及不適合工業(yè)化生產(chǎn)等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，一是提供一種安全無(wú)毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、可長(zhǎng)期保存、性能穩(wěn)定的熱反射保溫隔熱無(wú)機(jī)復(fù)合材料，二是提供一種工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、節(jié)能環(huán)保及工業(yè)化生產(chǎn)簡(jiǎn)單易行的該材料的制備方法，三是提供本發(fā)明材料的一種應(yīng)用。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種熱反射反射隔熱無(wú)機(jī)復(fù)合材料，是以氧化鋁、氧化鈦、氧化硅為基質(zhì)，摻雜有釔、鈰和鑭中的一種或幾種稀土元素的微/納米復(fù)合材料。所摻雜的稀土元素可以氧化物形式與氧化鋁、氧化硅或氧化鈦并存；或一部分摻雜于氧化鋁、氧化硅或氧化鈦的晶格中；另一部分以氧化物形式與氧化鋁、氧化硅或氧化鈦并存。所述的基質(zhì)氧化鋁、硅、鈦都是納米尺寸的，形貌為球形的，粒徑不大于IOOnm ;所選摻雜的稀土元素氧化物結(jié)晶度高、粒徑在50nm左右。兩類(lèi)材料的折射率、反射率基本相
坐寸ο上述熱反射隔熱無(wú)機(jī)復(fù)合材料的制備方法，具體步驟如下方法一，液相法a)稱取鋁、鈦、硅和稀土元素的無(wú)機(jī)鹽，使鋁、鈦或硅的物質(zhì)量和稀土元素物質(zhì)的量比為(I 96 99 4);b)加入適量蒸餾水，將上述兩種固體溶解于其中，使摻雜元素?zé)o機(jī)鹽的溶液濃度為 O. I lmol/L ；c)在室溫下攪拌，制得無(wú)色透明溶液；d)邊攪拌邊向溶液中滴加濃度為O. Ι-lmol/L的堿溶液，以調(diào)節(jié)pH = 8 9 ;e)在室溫下繼續(xù)攪拌3 7小時(shí)，制得乳白色乳濁液；f)過(guò)濾、洗滌，將得到的乳白色濾餅于80 120°C干燥3 4小時(shí)，然后在600 1200°C煅燒l_3h得到無(wú)機(jī)復(fù)合材料；g)將冷卻后的干燥濾餅置于瑪瑙研缽中研磨10 20分鐘。方法二，液相包覆法a)先分別制取超細(xì)氧化鋁、氧化鈦、氧化硅；b)加入適量蒸餾水，在室溫下充分?jǐn)嚢瑁频萌榘咨闈嵋?；c)邊攪拌，邊向乳液中按鋁、鈦或硅的物質(zhì)量和稀土元素物質(zhì)的量比為(I 96 : 99 4)，加入濃度為O. I lmol/L稀土元素的無(wú)機(jī)鹽溶液；d)邊攪拌，邊向溶液中滴加濃度為O. Ι-lmol/L的堿溶液，調(diào)節(jié)pH = 8 9 ;e)在室溫下繼續(xù)攪拌3 4小時(shí)，制得乳白色乳濁液；f)過(guò)濾、洗滌，將得到的乳白色濾餅于80 120°C干燥6 8小時(shí)；g)然后在600 1200°C煅燒3h得到無(wú)機(jī)復(fù)合材料，將冷卻后的干燥濾餅置于瑪瑙研缽中研磨10 20分鐘。所述摻雜稀土元素的無(wú)機(jī)鹽是硝酸釔、硝酸亞鈰、硝酸鑭或氯化物釔、鈰、鑭中的一種或幾種的任意組合物。優(yōu)選為硝酸釔、硝酸亞鈰和硝酸鑭中的一種或幾種的任意組合物。所述堿溶液選自氫氧化鈉水溶液、六次甲基四銨水溶液或氨水溶液。在步驟b)中同時(shí)加入適量分散劑，分散劑的加入量為混合鹽總質(zhì)量的I 10%。 所述分散劑為十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇1000或聚乙烯吡咯烷酮。方法三，固相混合法也可以分別制取超細(xì)氧化鋁、氧化鈦、氧化硅及稀土釔、鈰、鑭氧化物，然后，按鋁、 鈦或娃的物質(zhì)量和稀土元素物質(zhì)的量比為(I 96 99 4);在高速球磨機(jī)中球磨分散復(fù)合，得到無(wú)機(jī)復(fù)合材料；使用本發(fā)明的熱反射保溫隔熱無(wú)機(jī)材料可以配制熱反射保溫隔熱涂料，以作為建筑外墻屋頂和外墻的表面隔熱涂層、紡織纖維的防水隔熱涂層、容器和管道的隔熱保溫涂層、建筑物及汽車(chē)窗玻璃的隔熱保溫涂層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果I)首次制得了以氧化鋁、鈦或硅為基質(zhì)并摻雜稀土元素的熱反射隔熱無(wú)機(jī)材料， 其對(duì)熱射線的反射率可達(dá)90%以上，能有效防止太陽(yáng)的熱輻射及其他熱輻射源的熱輻射, 且還能吸收紫外線，具有抗紫外線傷害功能，為熱反射保溫隔熱類(lèi)材料增添了一個(gè)優(yōu)異新品種；2)本發(fā)明產(chǎn)品是不含有機(jī)溶劑的無(wú)機(jī)固體材料，具有安全無(wú)毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、易于長(zhǎng)期保存、熱反射隔熱性能穩(wěn)定等有益效果；3)本發(fā)明的制備工藝簡(jiǎn)單易操作，原料價(jià)廉易得，反應(yīng)過(guò)程基本沒(méi)有工業(yè)三廢，具有綠色生產(chǎn)和應(yīng)用環(huán)保的特點(diǎn)，適合工業(yè)化生產(chǎn)。


圖I為實(shí)施例I所制備的稀土-無(wú)機(jī)氧化物復(fù)合材料的掃描電鏡照片；圖2為實(shí)施例I所制備的稀土 -無(wú)機(jī)氧化物復(fù)合材料制備成隔熱涂料并涂覆在空白玻璃上后與空白玻璃及普通白涂料的隔熱效果圖；圖3為實(shí)施例I所制備的稀土 -無(wú)機(jī)氧化物復(fù)合材料的紫外-可見(jiàn)-近紅外反射光譜圖；圖4為實(shí)施例I所制備的稀土 -無(wú)機(jī)氧化物復(fù)合材料制備成隔熱涂料并涂覆在空白玻璃上后與普通白涂料的保溫隔熱效果曲線具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，其目的在于對(duì)本發(fā)明的更好理解，部分制備條件只是做典型情況的說(shuō)明，并非對(duì)本發(fā)明的硬性規(guī)定。以下幾個(gè)實(shí)施例為液相法實(shí)施例I本實(shí)施例給出的熱反射隔熱無(wú)機(jī)材料的制備方法，具體步驟如下a)稱取 4. 2202g(ll. 25mmol)硝酸鋁(Al (NO3) 3 ·9Η20)和 O. 5428g(l. 25mmol)硝酸鈰(Ce (NO3) 3 ·6Η20)，使鋁的無(wú)機(jī)鹽(Al (NO3) 3 ·9Η20)和摻雜元素的無(wú)機(jī)鹽(Ce (NO3) 3 ·6Η20) 的摩爾比為9:1;b)加入IOOmL 二次蒸餾水，使混合鹽的溶液濃度為O. 125mol/L ；c)在室溫下攪拌I小時(shí)，制得無(wú)色透明溶液；d)邊攪拌邊向溶液中滴加濃度為lmol/L的氫氧化鈉水溶液，以調(diào)節(jié)pH = 7 8 ;e)在室溫下繼續(xù)攪拌5小時(shí)，制得乳白色乳濁液；f)過(guò)濾、洗滌，將得到的乳白色濾餅于100°C干燥4小時(shí)；g)將冷卻后的干燥濾餅置于瑪瑙研缽中研磨20分鐘。h)干燥后的樣品置于馬弗爐中1200°C煅燒4小時(shí)，然后研磨10 20分鐘，即得最終產(chǎn)品，其形貌結(jié)構(gòu)如圖所示(見(jiàn)圖I)。圖I為本實(shí)施例制備的熱反射隔熱無(wú)機(jī)材料的紫外-可見(jiàn)-近紅外反射光譜圖， 由圖可見(jiàn)所得材料對(duì)近紅外熱射線的反射率在90%以上。其隔熱效果圖和紫外-可見(jiàn)-近紅外反射光譜分別如圖2和圖3所示。圖2說(shuō)明其隔熱效果與市售普通涂料相比較最大溫差可以達(dá)到10°C以上，顯示了明顯的隔熱優(yōu)勢(shì)。圖3表明本實(shí)施例制備的熱反射隔熱無(wú)機(jī)材料的紫外-可見(jiàn)-近紅外反射光譜圖表明所得材料對(duì)近紅外熱射線的反射率在90%以上，具有很高的熱反射率，且在太陽(yáng)全光譜大部分范圍內(nèi)具有如此高的反射率。圖4為該涂料制備成涂層后，其隔熱保溫效果所環(huán)境溫度的升高表現(xiàn)為低溫時(shí)可保溫，高溫時(shí)具有隔熱效果。用于建筑外墻具有夏天隔熱，冬天保溫的作用。實(shí)施例2本實(shí)施例的制備方法與實(shí)施例I所述相同，不同之處是在步驟a)稱取 4. 4546g(ll. 875mmol)硝酸鋁(Al (NO3)3 · 9H20)和 O. 2714g(O. 625mmol)硝酸鈰 (Ce (NO3) 3 · 6H20)，使鋁的無(wú)機(jī)鹽(Al (NO3) 3 · 9H20)和摻雜元素的無(wú)機(jī)鹽(Ce (NO3) 3 · 6H20) 的摩爾比為19 I。本實(shí)施例制備的熱反射隔熱無(wú)機(jī)材料的紫外-可見(jiàn)-近紅外反射光譜圖、隔熱保溫效果圖、掃描電子顯微鏡照片的分析結(jié)果均與實(shí)施例I所述相同。實(shí)施例3本實(shí)施例的制備方法與實(shí)施例I所述相同，不同之處是在步驟a)稱取
3.7513g (IOmmol)硝酸鋁(Al (NO3)3. 9H20)和 I. 0855g(2. 5mmol)硝酸鈰(Ce (NO3) 3 · 6H20)， 使鋁的無(wú)機(jī)鹽(Al(NO3)3 ·9Η20)和摻雜元素的無(wú)機(jī)鹽(Ce(NO3)3 ·6Η20)的摩爾比為4 I。本實(shí)施例制備的熱反射隔熱無(wú)機(jī)材料的紫外-可見(jiàn)-近紅外反射光譜圖、隔熱保溫效果圖、掃描電子顯微鏡照片的分析結(jié)果均與實(shí)施例I所述相同。實(shí)施例4本實(shí)施例的制備方法與實(shí)施例I所述相同，不同之處是在步驟a)稱取 4. 5034g(12. 25mmol)硝酸鋁(Al (NO3) 3 · 9H20)和 O. 1086g (O. 25mmol)硝酸鈰 (Ce (NO3) 3 · 6H20)，使鋁的無(wú)機(jī)鹽(Al (NO3) 3 · 9H20)和摻雜元素的無(wú)機(jī)鹽(Ce (NO3) 3 · 6H20) 的摩爾比為49 I。本實(shí)施例制備的熱反射隔熱無(wú)機(jī)材料的紫外-可見(jiàn)-近紅外反射光譜圖、隔熱保溫效果圖、掃描電子顯微鏡照片的分析結(jié)果均與實(shí)施例I所述相同。實(shí)施例5本實(shí)施例的制備方法與實(shí)施例I所述相同，不同之處是在步驟a)稱取
4.6422g(12. 375mmol)硝酸鋁(Al (NO3) 3 · 9H20)和 O. 0543g (O. 125mmol)硝酸鈰 (Ce (NO3) 3 · 6H20)，使鋁的無(wú)機(jī)鹽(Al (NO3) 3 · 9H20)和摻雜元素的無(wú)機(jī)鹽(Ce (NO3) 3 · 6H20) 的摩爾比為99 I。本實(shí)施例制備的熱反射隔熱無(wú)機(jī)材料的紫外-可見(jiàn)-近紅外反射光譜圖、隔熱保溫效果圖、掃描電子顯微鏡照片的分析結(jié)果均與實(shí)施例I所述相同。實(shí)施例6本實(shí)施例的制備方法與實(shí)施例I所述相同，不同之處是將步驟a)中的硝酸鈰用硝酸宇乙代替，但物質(zhì)的量保持不變。本實(shí)施例制備的熱反射隔熱無(wú)機(jī)材料的紫外-可見(jiàn)-近紅外反射光譜圖、隔熱保溫效果圖、掃描電子顯微鏡照片的分析結(jié)果均與實(shí)施例I所述相同。實(shí)施例7本實(shí)施例的制備方法與實(shí)施例I所述相同，不同之處是將步驟a)中的硝酸鈰用硝酸鑭代替，但物質(zhì)的量保持不變。本實(shí)施例制備的熱反射隔熱無(wú)機(jī)材料的紫外-可見(jiàn)-近紅外反射光譜圖、隔熱保溫效果圖、掃描電子顯微鏡照片的分析結(jié)果均與實(shí)施例I所述相同。實(shí)施例8本實(shí)施例的制備方法與實(shí)施例I所述相同，不同之處是在步驟b)同時(shí)加入O. Ig 十二烷基苯磺酸鈉作為分散劑，這是為使其分散性更好。本實(shí)施例制備的熱反射隔熱無(wú)機(jī)材料的紫外-可見(jiàn)-近紅外反射光譜圖、隔熱保溫效果圖的分析結(jié)果均與實(shí)施例I所述相同，掃描電子顯微鏡照片大體相同，尺寸同樣，但分散性更好。實(shí)施例9本實(shí)施例的制備方法與實(shí)施例I所述相同，不同之處是在步驟b)同時(shí)加入O. Ig 聚乙二醇1000做分散劑。本實(shí)施例制備的熱反射隔熱無(wú)機(jī)材料的紫外-可見(jiàn)-近紅外反射光譜圖、隔熱保溫效果圖與實(shí)施例I所述相同，掃描電子顯微鏡照片與實(shí)施8相同。實(shí)施例10本實(shí)施例的制備方法與實(shí)施例I所述相同，不同之處是在步驟b)同時(shí)加入O. Ig
十六烷基三甲基溴化銨分散劑。本實(shí)施例制備的熱反射隔熱無(wú)機(jī)材料的紫外-可見(jiàn)-近紅外反射光譜圖、隔熱保溫效果圖實(shí)施例I所述相同，掃描電子顯微鏡照片顯示與實(shí)施8相同。實(shí)施例11本實(shí)施例的制備方法與實(shí)施例I所述相同，不同之處是在步驟b)同時(shí)加入O. Ig 聚乙烯吡咯烷酮分散劑。本實(shí)施例制備的熱反射隔熱無(wú)機(jī)材料的紫外-可見(jiàn)-近紅外反射光譜圖、隔熱保溫效果圖與實(shí)施例I所述相同，掃描電子顯微鏡照片與實(shí)施8相同(見(jiàn)圖4所示)。
實(shí)施例12本實(shí)施例的制備方法與實(shí)施例I所述相同，不同之處是將步驟d)中的lmol/L的氫氧化鈉水溶液用lmol/L的氨水溶液代替。本實(shí)施例制備的熱反射隔熱無(wú)機(jī)材料的紫外-可見(jiàn)-近紅外反射光譜圖、隔熱保溫效果圖及掃描電子顯微鏡照片的分析結(jié)果均與實(shí)施例I所述相同。實(shí)施例13本實(shí)施例的制備方法與實(shí)施例I所述相同，不同之處是將步驟d)中的lmol/L的氫氧化鈉水溶液用lmol/L的六次甲基四銨水溶液代替。本實(shí)施例制備的熱反射隔熱無(wú)機(jī)材料的紫外-可見(jiàn)-近紅外反射光譜圖、隔熱保溫效果圖及掃描電子顯微鏡照片的分析結(jié)果均與實(shí)施例I所述相同。實(shí)施例14本實(shí)施例的制備方法與實(shí)施例I所述相同，不同之處是將步驟d)中的氫氧化鈉水溶液的濃度由lmol/L替換為5mol/L。本實(shí)施例制備的熱反射隔熱無(wú)機(jī)材料的紫外-可見(jiàn)-近紅外反射光譜圖、隔熱保溫效果圖、掃描電子顯微鏡照片的分析結(jié)果均與實(shí)施例I所述相同。實(shí)施例15本實(shí)施例的制備方法與實(shí)施例I所述相同，不同之處是將步驟d)中的氫氧化鈉水溶液的濃度由lmol/L替換為0. lmol/L。本實(shí)施例制備的熱反射隔熱無(wú)機(jī)材料的紫外-可見(jiàn)-近紅外反射光譜圖、隔熱保溫效果圖的分析結(jié)果均與實(shí)施例I所述相同。以下為液相包覆法實(shí)施例16本實(shí)施例的制備方法與實(shí)施例I所述相同，不同之處是將步驟a)中的11. 25mmol 的硝酸鋁(Al(NO3)3. 9H20)用含等物質(zhì)的量的鋁元素的Al2O3代替。本實(shí)施例制備的熱反射隔熱無(wú)機(jī)材料的紫外-可見(jiàn)-近紅外反射光譜圖、隔熱保溫效果圖分析結(jié)果均與實(shí)施例I所述相同。但掃描電鏡有所差別，其在Al2O3表面包覆一層稀土氧化物，是一個(gè)明顯兩相的物質(zhì)。不過(guò)其隔熱性能基本與實(shí)施例I相同，選材會(huì)受到基質(zhì)氧化鋁的影響的問(wèn)題我們已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，但該方法更簡(jiǎn)單實(shí)用、綠色環(huán)保，且價(jià)格更便宜。實(shí)施例17本實(shí)施例的制備方法與實(shí)施例I所述相同，不同之處是將步驟a)中的的硝酸鋁 (Al(NO3)3. 9H20)用氧化鋁代替，硝酸鈰用硝酸釔代替，且數(shù)量關(guān)系與實(shí)施例I相同。本實(shí)施例制備的熱反射隔熱無(wú)機(jī)材料的紫外-可見(jiàn)-近紅外反射光譜圖、隔熱保溫效果圖、掃描電子顯微鏡照片的分析結(jié)果均與實(shí)施例16所述相同。實(shí)施例18本實(shí)施例的制備方法與實(shí)施例I所述相同，不同之處是將步驟a)中的硝酸鋁用氧化鋁代替，硝酸鈰用硝酸鑭代替，保持兩者數(shù)量關(guān)系不變。本實(shí)施例制備的熱反射隔熱無(wú)機(jī)材料的紫外-可見(jiàn)-近紅外反射光譜圖、隔熱保溫效果圖及掃描電子顯微鏡照片的分析結(jié)果均與實(shí)施例16所述相同。以下實(shí)施例為機(jī)械混合法
實(shí)施例19本實(shí)施例是用氧化鋁基質(zhì)和摻雜的稀土氧化物的一種或幾種在研缽中研磨或通過(guò)高能球磨的方法使其充分混合。其電鏡圖與以上實(shí)施案例不相同，主要是受原料的形貌影響，但隔熱效果和實(shí)施I基本相同，但該方法更簡(jiǎn)便，不過(guò)效果會(huì)受氧化鋁選材的影響， 這一選材問(wèn)題我們已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。另外，實(shí)驗(yàn)證明所述摻雜元素的無(wú)機(jī)鹽可以是氯化釔、氯化鈰、氯化鑭中的任意幾種以任意比例形成的組合物。實(shí)驗(yàn)還證明使用本發(fā)明的熱反射隔熱無(wú)機(jī)材料可以配制熱反射隔熱涂料，以作為建筑外墻屋頂和外墻的表面隔熱涂層、紡織纖維的防水隔熱涂層、容器和管道的隔熱保溫涂層、建筑物及汽車(chē)窗玻璃的隔熱保溫涂層。另外，我們還利用壓延法來(lái)制備相關(guān)的薄膜隔熱材料，該制品在做成后可以用于汽車(chē)廣告屏上的隔熱貼膜，一旦實(shí)施推行將具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.一種熱反射反射隔熱無(wú)機(jī)復(fù)合材料，其特征在于是以氧化鋁、氧化鈦、氧化硅為基質(zhì)，摻雜有釔、鈰和鑭中的一種或幾種稀土元素的微/納米復(fù)合材料。
2.一種制備權(quán)利要求I所述熱反射隔熱無(wú)機(jī)復(fù)合材料的方法，其特征在于具體步驟如下a)稱取鋁、鈦、硅和稀土元素的無(wú)機(jī)鹽，使鋁、鈦或硅的物質(zhì)量和稀土元素物質(zhì)的量比為I 96 99 4 ;b)加入適量蒸餾水，將上述兩種固體溶解于其中，使摻雜稀土元素的無(wú)機(jī)鹽的溶液濃度為 O. I lmol/L ；c)在室溫下攪拌，制得無(wú)色透明溶液；d)邊攪拌邊向溶液中滴加濃度為O.Ι-lmol/L的堿溶液，以調(diào)節(jié)pH = 8 9 ;e)在室溫下繼續(xù)攪拌3 7小時(shí)，制得乳白色乳濁液；f)過(guò)濾、洗滌，將得到的乳白色濾餅于80 120°C干燥3 4小時(shí)，然后在600 1200°C煅燒l_3h得到反射隔熱無(wú)機(jī)復(fù)合材料；g)將冷卻后的干燥濾餅置于瑪瑙研缽中研磨10 20分鐘。
3.一種制備權(quán)利要求I所述熱反射隔熱無(wú)機(jī)復(fù)合材料的方法，其特征在于具體步驟如下a)先分別制取超細(xì)氧化鋁、氧化鈦、氧化硅；b)加入適量蒸餾水，在室溫下充分?jǐn)嚢?，制得乳白色乳濁液；c)邊攪拌，邊向乳液中按鋁、鈦或硅的物質(zhì)量和稀土元素物質(zhì)的量比為I 96 99 4，加入濃度為O. I lmol/L摻雜稀土元素的無(wú)機(jī)鹽溶液；d)邊攪拌，邊向溶液中滴加濃度為O.Ι-lmol/L的堿溶液，調(diào)節(jié)pH = 8 9 ;e)在室溫下繼續(xù)攪拌3 4小時(shí)，制得乳白色乳濁液；f)過(guò)濾、洗滌，將得到的乳白色濾餅于80 120°C干燥6 8小時(shí)；g)然后在600 1200°C煅燒3h得到反射隔熱無(wú)機(jī)復(fù)合材料，將冷卻后的干燥濾餅置于瑪瑙研缽中研磨10 20分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3任意之一所述熱反射隔熱無(wú)機(jī)復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述摻雜稀土元素的無(wú)機(jī)鹽是硝酸釔、硝酸亞鈰、硝酸鑭或氯化物釔、鈰、鑭中的一種或幾種的任意組合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述熱反射隔熱無(wú)機(jī)復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的摻雜稀土元素的無(wú)機(jī)鹽為硝酸釔、硝酸亞鈰和硝酸鑭中的一種或幾種的任意組合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3任意之一所述熱反射隔熱無(wú)機(jī)復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述堿溶液選自氫氧化鈉水溶液、六次甲基四銨水溶液或氨水溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3任意之一所述熱反射隔熱無(wú)機(jī)復(fù)合材料的制備方法，其特征在于在步驟b)中同時(shí)加入適量分散劑，分散劑的加入量為混合鹽總質(zhì)量的I 10%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱反射隔熱無(wú)機(jī)復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述分散劑為十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇1000或聚乙烯吡咯烷酮。
9.一種制備權(quán)利要求I所述熱反射隔熱無(wú)機(jī)復(fù)合材料的方法，其特征在于具體步驟如下分別制取超細(xì)氧化鋁、氧化鈦、氧化硅及稀土釔、鈰和鑭的氧化物，然后，按鋁、鈦或硅的物質(zhì)量和稀土元素物質(zhì)的量比為I 96 99 4 ;在高速球磨機(jī)中球磨分散復(fù)合，得到熱反射隔熱無(wú)機(jī)復(fù)合材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求2、3或8所述方法制備的熱反射反射隔熱無(wú)機(jī)復(fù)合材料應(yīng)用于配制熱反射保溫隔熱涂料，以作為建筑外墻屋頂和外墻的表面隔熱涂層、紡織纖維的防水隔熱涂層、容器和管道的隔熱保溫涂層、建筑物及汽車(chē)窗玻璃的隔熱保溫涂層。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種熱反射反射隔熱無(wú)機(jī)復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，是以氧化鋁、氧化鈦、氧化硅為基質(zhì)，摻雜有釔、鈰和鑭中的一種或幾種稀土元素的微/納米復(fù)合材料。通過(guò)液相法，液相包覆法和固相混合法制備的無(wú)機(jī)復(fù)合材料可以配制熱反射保溫隔熱涂料，本發(fā)明具有以下有益效果1)其對(duì)熱射線的反射率可達(dá)90％以上，能有效防止太陽(yáng)的熱輻射及其他熱輻射源的熱輻射，且還能吸收紫外線，具有抗紫外線傷害功能；2)不含有機(jī)溶劑的無(wú)機(jī)固體材料，具有安全無(wú)毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、易于長(zhǎng)期保存、熱反射隔熱性能穩(wěn)定等有益效果；3)制備工藝簡(jiǎn)單易操作，原料價(jià)廉易得，反應(yīng)過(guò)程基本沒(méi)有工業(yè)三廢，具有綠色生產(chǎn)和應(yīng)用環(huán)保的特點(diǎn)，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)D06M11/79GK102585572SQ20121005038
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者余錫賓, 劉翃, 鄒興, 韓麗仙 申請(qǐng)人:上海師范大學(xué)