一种新型反射隔热粉体及其制备方法与流程

1.本发明涉及涂料生产技术领域，特别涉及一种新型反射隔热粉体及其制备方法。


背景技术：

2.反射隔热功能性助剂，在涂料体系中起到了举足轻重的地位。尤其是近年国家大力推行工业节能减排以及环保相关的政策。反射隔热主要是分反射与隔热两个部分，反射部分的核心在于材料物质对太阳光的反射性，隔热部分的核心在于材料对在太阳光产生的热能的热阻隔与屏蔽。传统的反射性材料如钛白粉，硫酸钡等颜填料，其反射太阳光的能值较高，但其隔热性能相对较差。传统的隔热材料如空心玻璃微球、煤灰微球、空心陶瓷微球等材料，但其材料自身的光反射能力不足。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种新型反射隔热粉体，其特点在于使用多种功能性材料复合共烧结形成了内孔外包覆型封闭型材料，使材料具备了良好的反射与隔热特性。
4.为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
5.一种新型反射隔热粉体，其特征在于，所述新型反射隔热粉体包括粉a和粉b，所述粉a中含有以下组分：陶瓷粉33～71份、水洗高岭土5～15份、蜡粉8～13份、石英粉2～5份、钛白粉5～10份、金属氧化物粉5～15份、绢云母粉1～2份、有机硅树脂粉体2～5份、晶须1～2份；
6.所述粉b中含有以下组分：陶瓷粉20～30份、石英粉2～5份、钛白粉5～10份、金属氧化物粉2～5份、绢云母粉1～2份；
7.所述新型反射隔热粉体包括内层结构和外层结构，所述外层结构包裹所述内层结构，所述内层结构为若干个细孔组成。
8.进一步地，所述陶瓷粉为氧化铱型二氧化锆陶瓷粉、α
‑
氧化铝陶瓷粉、氮化硅陶瓷粉体以及氮化硼陶瓷粉中的一种或多种。
9.进一步地，所述蜡粉为固体石蜡、pe蜡以及费托蜡中的一种或多种。
10.进一步地，所述石英粉的粒径大于等于3000目。
11.进一步地，所述钛白粉为金红石型钛白粉或锐钛矿型钛白粉。
12.进一步地，所述金属氧化物为mgo、zno、fe2o3、mno2、co2o3、cuo、sno2、sb2o3中的一种或多种。
13.进一步地，所述有机硅树脂的r/si值在0.8～2.0之间。
14.进一步地，所述晶须为莫来石晶须、钛酸钾晶须、硼酸镁晶须、硼酸铝晶须中的一种或多种。
15.进一步地，所述有机溶剂为甲苯、环己烷、丙二醇甲醚醋酸酯、乙醇、n,n
‑
二甲基甲酰胺、甲乙酮、丙酮、丁酮、醋酸丁酯中的一种或多种。
16.本发明还提供了一种新型反射隔热粉体的制备方法，所述新型反射隔热粉体制备
方法如下：
17.s1：将陶瓷粉33～71份，水洗高岭土5～15份，蜡粉8～13份，石英粉2～5份，钛白粉5～10份，金属氧化物粉5～15份，绢云母粉1～2份，有机硅树脂粉体2～5份，晶须1～2份加入三维混合机中，混合3小时，然后转入密炼机升温至90～110℃，混合密炼2小时，取出密炼混合物，放入造粒机中将造粒温度调节100～110℃，调节挤压速度使颗粒长度为0.2～0.5cm大小的颗粒，放入高温炉程序升温至250～300℃保持30分钟，连续通入纯氮气体并升温至1300℃进行脱碳纯化60分钟，最后在1800～2600℃下共烧2小时，冷却后经破碎放入干粉球磨机中进行研磨细化至平均粒径为3um，制得粉a。
18.s2：将将陶瓷粉20～30份，石英粉2～5份，钛白粉5～10份，金属氧化物粉2～5份，绢云母粉1～2份，混合并共研磨1小时后得混合粉b；
19.s3：将有机硅树脂粉体20～30份加入100份有机溶剂溶解，加入粉a18～50份和混合粉b搅拌分散均匀，抽真空脱除部分溶剂；
20.s4：将s3中得到的溶剂转至喷雾干燥机中进行雾化造粉处理，粉状物转至高温炉在250～300℃条件下固化2小时，升温至2600℃烧结；
21.s5：待粉状物冷却至室温后，加水进行湿法球磨，将粉体研磨至平均粒径为3um，过滤烘干，得新型反射隔热粉体。
22.本发明中的新型反射隔热粉体使用多种功能性材料复合共烧结形成了内孔外包覆型封闭型材料，属于多功能陶瓷性材料，而使材料具有突出的耐磨性，耐候性，耐酸碱性，并且在加工过程中采用了双层结构，有效地降低了材料表面的空隙率，从而降低了材料的吸油量，使材料具备了良好的反射与隔热特性，在涂料配方中更好的应用添加。
附图说明
23.图1为本发明中新型反射隔热粉体的结构示意图；
24.图中，1
‑
外层结构，2
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内层结构。
具体实施方式
25.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
26.结合图1所示，一种新型反射隔热粉体，所述新型反射隔热粉体包括粉a和粉b，所述粉a中含有以下组分：陶瓷粉33～71份、水洗高岭土5～15份、蜡粉8～13份、石英粉2～5份、钛白粉5～10份、金属氧化物粉5～15份、绢云母粉1～2份、有机硅树脂粉体2～5份、晶须1～2份；
27.所述粉b中含有以下组分：陶瓷粉20～30份、石英粉2～5份、钛白粉5～10份、金属氧化物粉2～5份、绢云母粉1～2份；
28.所述新型反射隔热粉体包括内层结构2和外层结构1，所述外层结构1包裹所述内层结构2，所述内层结构2为若干个细孔组成。
29.本发明还提供了一种新型反射隔热粉体的制备方法，所述新型反射隔热粉体制备方法如下：
30.s1：将陶瓷粉33～71份，水洗高岭土5～15份，蜡粉8～13份，石英粉2～5份，钛白粉5～10份，金属氧化物粉5～15份，绢云母粉1～2份，有机硅树脂粉体2～5份，晶须1～2份加入三维混合机中，混合3小时，然后转入密炼机升温至90～110℃，混合密炼2小时，取出密炼混合物，放入造粒机中将造粒温度调节100～110℃，调节挤压速度使颗粒长度为0.2～0.5cm大小的颗粒，放入高温炉程序升温至250～300℃保持30分钟，连续通入纯氮气体并升温至1300℃进行脱碳纯化60分钟，最后在1800～2600℃下共烧2小时，冷却后经破碎放入干粉球磨机中进行研磨细化至平均粒径为3um，制得粉a。
31.s2：将将陶瓷粉20～30份，石英粉2～5份，钛白粉5～10份，金属氧化物粉2～5份，绢云母粉1～2份，混合并共研磨1小时后得混合粉b；
32.s3：将有机硅树脂粉体20～30份加入100份有机溶剂溶解，加入粉a18～50份和混合粉b搅拌分散均匀，抽真空脱除部分溶剂；
33.s4：将s3中得到的溶剂转至喷雾干燥机中进行雾化造粉处理，粉状物转至高温炉在250～300℃条件下固化2小时，升温至2600℃烧结；
34.s5：待粉状物冷却至室温后，加水进行湿法球磨，将粉体研磨至平均粒径为3um，过滤烘干，得新型反射隔热粉体。
35.其中，所述陶瓷体可以选择氧化铱型二氧化锆陶瓷粉，α
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氧化铝陶瓷粉，氮化硅陶瓷粉体，氮化硼陶瓷粉中的一种或几种混合物。
36.所述陶瓷粉粒径选择5000目以上超细粉体，优选纳米级粉体。
37.所述蜡粉可以选择固体石蜡，pe蜡以及费托蜡中的一种或几种；所述固体石蜡粉牌号选择58号、60号、62号、64号；所述pe蜡软化凝固点大于等于58℃。
38.所述石英粉选择粒径大于等于3000目，纯度大于等于99％的石英粉。
39.所述钛白粉选择金红石型钛白粉或锐钛矿型钛白粉，优先选择金红石型钛白粉，更优选择无表面处理的钛白粉；或者所述钛白粉可选择沉淀法钛白或氯化法钛白，优先选择氯化法钛白。
40.所述金属氧化物可以选择mgo，zno，fe2o3，mno2，co2o3，cuo，sno2，sb2o3中的一种或几种混合；
41.所述绢云母粉的粒径优选3000目；所述有机硅树脂选择r/si值在0.8～2.0之间的树脂，更优选择r/si值为1.0～1.5的硅树脂；
42.所述晶须可以选择莫来石晶须，钛酸钾晶须，硼酸镁晶须，硼酸铝晶须中的一种或几种；
43.所述有机溶剂可以选择甲苯、环己烷、丙二醇甲醚醋酸酯、乙醇、n,n
‑
二甲基甲酰胺、甲乙酮、丙酮、丁酮、醋酸丁酯中的一种或几种。
44.实施例1
45.步骤一，将氧化铱型二氧化锆陶瓷粉40份，α
‑
氧化铝陶瓷粉2份，氮化硼陶瓷粉1份，水洗高岭土10份，56号石蜡粉4份，sx
‑
100费托蜡粉4份，h1费托蜡粉2份，石英粉3份，金红石型钛白粉10份，mgo 5份，zno 5份，fe2o32份，sb2o31份，sno23份，绢云母粉1份，硅树脂rsn
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02492份，硅树脂silres
‑
6102份，莫来石晶须1份，钛酸钾晶须1份，依次加入三维混合机中，混合3小时，然后转入密炼机升温至100℃，混合密炼2小时，取出密炼混合物，放入造粒机中将造粒温度调节105℃，调节挤压速度使颗粒长度为0.2～0.5cm大小的颗粒，将颗粒
放入超高温烧结炉无氧烧结，程序升温200℃，60分钟先将石蜡气化排出，升温至250℃保持30分钟，再升温至1300℃，进行脱碳纯化60分钟，最后升温至2000℃下共烧2小时，冷却后经破碎放入干粉球磨机中进行研磨细化至平均粒径为3um，制得粉a；步骤二，将陶瓷粉，石英粉，金红石型二氧化钛粉，金属氧化物粉，云母粉，有机硅树脂粉体以及粉a按比例加入有机溶剂，搅拌分散均匀，抽真空脱除部分溶剂后，转至喷雾干燥机中进行雾化造粉处理，转至高温炉进行250℃固化2小时。待粉体冷却至室温后，加水进行湿法球磨，将粉体研磨至平均粒径为3um，过滤烘干。经测试粉体的莫氏硬度为4.5，白度为90％，近红外反射率为80％，导热系数为0.025。
46.实施例2
47.步骤一，将氧化铱型二氧化锆陶瓷粉44份，α
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氧化铝陶瓷粉2份，氮化铝陶瓷粉1份，水洗高岭土10份，56号石蜡粉4份，sx
‑
105费托蜡粉4份，sp
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112费托蜡粉2份，石英粉3份，金红石型钛白粉10份，mgo 5份，zno 5份，fe2o32份，co2o31份，绢云母粉1份，道康宁有机硅树脂rsn
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02492份，瓦克有机硅树脂silres
‑
6032份，莫来石晶须1份，钛酸钾晶须1份，依次加入三维混合机中，混合3小时，然后转入密炼机升温至100℃，混合密炼2小时，取出密炼混合物，放入造粒机中将造粒温度调节105℃，调节挤压速度使颗粒长度为0.2～0.5cm大小的颗粒，将颗粒放入超高温烧结炉无氧烧结，程序升温200℃，60分钟先将石蜡气化排出，升温至250℃保持30分钟，再升温至1300℃，进行脱碳纯化60分钟，最后升温至2000℃下共烧2小时，冷却后经破碎放入干粉球磨机中进行研磨细化至平均粒径为3um，制得粉a；步骤二，将陶瓷粉，石英粉，金红石型二氧化钛粉，金属氧化物粉，云母粉，有机硅树脂粉体以及粉a按比例加入有机溶剂，搅拌分散均匀，抽真空脱除部分溶剂后，转至喷雾干燥机中进行雾化造粉处理，转至高温炉进行250℃固化2小时。待粉体冷却至室温后，加水进行湿法球磨，将粉体研磨至平均粒径为3um，过滤烘干。经测试粉体的莫氏硬度为4.5，白度为90％，近红外反射率为75％，导热系数为0.025。
48.以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。