紅外與可見光偽裝氧化鉻基顏料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種顏料，具體設(shè)計(jì)一種紅外與可見光偽裝氧化鉻基顏料及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氧化鉻綠是一種重要的無機(jī)顏料，具有耐腐蝕、耐光、耐磨等優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)槠渚哂薪?似植物葉綠素的色澤，在偽裝涂層材料中被廣泛使用。隨著成像技術(shù)的不斷發(fā)展，盡管這類 偽裝涂料在可見光區(qū)域具有類似葉綠素的綠色，新型的紅外探測儀仍可以根據(jù)它們在紅外 區(qū)與葉綠素在反射率上的巨大差異進(jìn)行甄別。因此需要開發(fā)一種顏料，在保持氧化鉻顏料 綠色調(diào)的同時能紅外偽裝。
[0003]目前的技術(shù)手段主要是以氧化鉻為主要原料，摻雜不同氧化物進(jìn)行煅燒后得到改 性的剛玉結(jié)構(gòu)固溶體。
[0004] 例如中國專利文獻(xiàn)CN104445409A(申請?zhí)?01310415524. 2)公開了一種由水合氧 化鉻制備近紅外高反射氧化鉻基顏料的方法。該發(fā)明以水合氧化鉻為原料，與一定比例的 添加劑混合均勻后，于高溫下煅燒，得到氧化鉻基顏料；所述添加劑為五氧化二釩、氧化鋁、 氫氧化鋁、二氧化鈦或氧化鐵中的一種或至少兩種的混合物。所得氧化鉻綠顏料的近紅外 反射率在85%以上，所得產(chǎn)品在保持氧化鉻顏料綠色調(diào)的同時具有高的近紅外反射率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種紅外與可見光偽裝氧化鉻基顏料及其制 備方法。
[0006] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種紅外與可見光偽裝氧化鉻基顏料，其特征在 于：化學(xué)式為 CoyTizCr2x03x+y+2z，y+z = 0? 05x ~0? lx，其中 y = (0 ~0? 5)z。
[0007] 上述氧化鉻基顏料具有多孔結(jié)構(gòu)。
[0008] -種如上所述的紅外與可見光偽裝氧化鉻基顏料的制備方法，反應(yīng)式如下：
[0009]
[0010] 包括以下步驟：
[0011] 1)將按照化學(xué)計(jì)量比稱取的氧化鈷、二氧化鈦、氧化鉻和NaCl加入反應(yīng)器中，使 物料混合均勻后將反應(yīng)器密封。
[0012] 2)加熱使步驟1)混勻的物料溫度升至900°C~1000°C，在900°C~1000°C下 熔融反應(yīng)5~6小時；反應(yīng)結(jié)束后，用無任何機(jī)械雜質(zhì)的軟水急冷反應(yīng)后得到的復(fù)合氧化 物；急速冷卻后的復(fù)合氧化物先用無機(jī)械雜質(zhì)的干凈軟水洗滌至離子濃度下降至以NaCl 計(jì)0. 5g/L后，再用去離子水洗滌，直至納米復(fù)合氧化物中最終水溶鹽的含量以NaCl計(jì)在 0. 05g/L 以下。
[0013] 3)將步驟2)洗凈完水溶鹽后的復(fù)合氧化物進(jìn)行真空烘干后粉碎得到紅外與可見 光偽裝氧化鉻基顏料。
[0014] 上述反應(yīng)式中y+z = 0? 05x~0? lx，其中y = (0~0? 5) z。
[0015] 上述步驟2)急冷的降溫速率為100°C /min~200°C /min。
[0016] 上述步驟3)真空干燥后，粉碎得到氧化鉻基顏料中水分含量低于0. 05wt%。
[0017] 本發(fā)明具有積極的效果：（1)本發(fā)明采用融鹽法，利用氯化鈉作載體，鈦、鈷改性 氧化鉻，通過調(diào)整鈦與鈷的含量調(diào)整顏料色相，利用金屬氧化物的復(fù)合反應(yīng)，合成具有與葉 綠素顏色近似的氧化鉻基顏料；反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)物中包裹的氯化鈉溶解于水中去除，得到的 顏料為多孔結(jié)構(gòu)。因此本發(fā)明所制得的顏料具有顏料著色功能的同時，由于顏料顆粒中的 多孔結(jié)構(gòu)，使得顏料具有良好的熱屏蔽性；使用本發(fā)明的顏料配置的涂層的紅外比輻射率 明顯下降。
[0018] (2)本發(fā)明的顏料制備過程中，鈷與鈦產(chǎn)生缺位結(jié)構(gòu)與晶格畸變，使得制得的鉻基 顏料不僅色譜更接近葉綠素，而且由于晶格缺陷產(chǎn)生的電子迀移，使得紅外輻射能力進(jìn)一 步提升，紅外反射率與葉綠色近似。
[0019] (3)使用本發(fā)明的鉻基顏料配制而成的涂料成膜后其紅外比輻射、環(huán)境的降溫功 能與現(xiàn)有的紅外偽裝涂層材料相比得到明顯改進(jìn)。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 以下實(shí)施例所用原料的純度大于99. 5%。
[0021] (實(shí)施例1)
[0022] 本實(shí)施例的紅外與可見光偽裝氧化鉻基顏料為復(fù)合氧化物，化學(xué)式為 C〇yTi zCr2x03x+y+2z，制備反應(yīng)式如下：
[0023]
[0024] 制備時各反應(yīng)物的質(zhì)量份數(shù)配比如下：
[0025] 氧化鈷 0? 75 ;二氧化鈦 8 ;氧化鉻 167. 2 ;NaCl 351. 9。
[0026] 本實(shí)施例的紅外與可見光偽裝氧化鉻基顏料的制備方法包括以下步驟：
[0027] 1)在可旋轉(zhuǎn)的滾筒不銹鋼反應(yīng)器中，加入上述計(jì)量的氧化鈷、二氧化鈦、氧化鉻和 分析純NaCl，旋轉(zhuǎn)滾筒使反應(yīng)器內(nèi)物料混合均勻后將反應(yīng)器密封。
[0028] 2)加熱使步驟1)混勻的物料溫度升至900°C~930°C，在該溫度下熔融反應(yīng)6小 時。反應(yīng)結(jié)束后，用無任何機(jī)械雜質(zhì)的軟水急冷反應(yīng)后得到的復(fù)合氧化物，急冷的降溫的 速率為150°C /min (每分鐘下降150°C )，急冷后物料的溫度為55°C~80°C ;急冷后先用無 機(jī)械雜質(zhì)的干凈軟水洗滌，洗滌時溫度為55°C~58°C，至離子濃度下降至0. 5g/L (以NaCl 計(jì)）后，再用去離子水洗滌，直至復(fù)合氧化物中最終水溶鹽的含量在〇. 〇5g/L(以NaCl計(jì)） 以下。洗滌時溫度為55°C是指軟水要急冷后的物料接觸后，軟水與物料的溫度為55°C~ 58。。。
[0029] 3)將步驟2)洗凈完水溶鹽后的復(fù)合氧化物進(jìn)行真空烘干、粉碎得到紅外與可見 光偽裝氧化鉻基顏料。烘干溫度90°C~100°C，顏料粉體水分控制在0.05% (質(zhì)量份）以 下。
[0030] (實(shí)施例2)
[0031] 本實(shí)施例制備時各反應(yīng)物的質(zhì)量份數(shù)配比如下：
[0032] 氧化鈷 1. 5 ;二氧化鈦 8 ;氧化鉻 182. 4;NaCl383. 8。
[0033] 本實(shí)施例的紅外與可見光偽裝氧化鉻基顏料的制備方法其余與實(shí)施例1相同，不 同之處在于：
[0034] 步驟2)中反應(yīng)器內(nèi)物料在940°C下熔融反應(yīng)5. 5小時。
[0035] 反應(yīng)結(jié)束后，用無任何機(jī)械雜質(zhì)的軟水急冷，急冷的降溫速率為180°C /min，冷卻 后先用無機(jī)械雜質(zhì)的干凈軟水洗滌，洗滌溫度為54°C。
[0036] 步驟3)烘干溫度90 °C。
[0037] (實(shí)施例3)
[0038] 本實(shí)施例制備時各反應(yīng)物的質(zhì)量份數(shù)配比如下：
[0039] 氧化鈷 2. 25 ;二氧化鈦 8. 0 ;氧化鉻 197. 6;NaCl207. 9。
[0040] 本實(shí)施例的紅外與可見光偽裝氧化鉻基顏料的制備方法其余與實(shí)施例1相同，不 同之處在于：
[0041] 步驟2)中反應(yīng)器內(nèi)物料在980°C熔融反應(yīng)5. 2小時。
[0042] 急冷卻后先用經(jīng)過濾后無機(jī)械雜質(zhì)的干凈軟水洗滌，洗滌溫度為50°C。
[0043] 步驟3)中烘干溫度98 °C。
[0044] (實(shí)施例4)
[0045] 本實(shí)施例制備時各反應(yīng)物的質(zhì)量份數(shù)配比如下：
[0046] 氧化鈷3 ;二氧化鈦8 ;氧化鉻212. 8;NaCl223. 8
[0047] 本實(shí)施例的紅外與可見光偽裝氧化鉻基顏料的制備方法其余與實(shí)施例1相同，不 同之處在于：
[0048] 步驟2)中反應(yīng)器內(nèi)物料在1000°C熔融反應(yīng)5小時。
[0049] 反應(yīng)結(jié)束后，用無任何機(jī)械雜質(zhì)的軟水急冷，急冷降溫速率為120°C /min，冷卻后 先用經(jīng)過濾后無機(jī)械雜質(zhì)的干凈軟水洗滌，洗滌溫度為57 °C。
[0050] 步驟3)烘干溫度93 °C。
[0051] (實(shí)施例5)
[0052] 本實(shí)施例制備時各反應(yīng)物的質(zhì)量份數(shù)配比如下：
[0053] 氧化鈷 3. 75 ;二氧化鈦 8 ;氧化鉻 228;NaCl239. 8。
[0054] 本實(shí)施例的紅外與可見光偽裝氧化鉻基顏料的制備方法其余與實(shí)施例1相同，不 同之處在于：
[0055] 步驟2)中反應(yīng)器內(nèi)物料在920°C熔融反應(yīng)5. 6小時。
[0056] 反應(yīng)結(jié)束后，用無任何機(jī)械雜質(zhì)的軟水急冷，急冷降溫速率為130°C/min。
[0057] 冷卻后先用經(jīng)過濾后無機(jī)械雜質(zhì)的干凈軟水洗滌，洗滌溫度為59°C。
[0058] 步驟3)烘干溫度100°C。對實(shí)施例1至實(shí)施例5所得到的氧化鉻基顏料進(jìn)行檢 測，結(jié)果如下：
[0059] 其中紅外發(fā)射率是在紅外波段波長8至12微米的發(fā)射率，檢測儀器采用安洲科技 的ET-10便攜式紅外光譜發(fā)射儀測量，波長范圍8-12 ym。
[0060]
[0061] 本發(fā)明采用融鹽法，利用氯化鈉作載體，鈦、鈷改性氧化鉻，通過調(diào)整鈦與鈷的含 量調(diào)整顏料色相，利用金屬氧化物的復(fù)合反應(yīng)，合成具有與葉綠素顏色近似的氧化鉻基顏 料；反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)物中包裹的氯化鈉溶解于水中去除，得到的顏料為多孔結(jié)構(gòu)。因此本發(fā)明 所制得的顏料具有顏料著色功能的同時，由于顏料顆粒中的多孔結(jié)構(gòu)，使得顏料具有良好 的熱屏蔽性；使用本發(fā)明的顏料配置的涂層的紅外比輻射率明顯下降。
[0062] 另外本發(fā)明的顏料制備過程中，鈷與鈦產(chǎn)生缺位結(jié)構(gòu)與晶格畸變，使得制得的鉻 基顏料不僅色譜更接近葉綠素，而且由于晶格缺陷產(chǎn)生的電子迀移，使得紅外輻射能力進(jìn) 一步提升，紅外反射率與葉綠色近似。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種紅外與可見光偽裝氧化絡(luò)基顏料，其特征在于：化學(xué)式為CoyTizCr2x03x+y+2z，y+z =0.05叉~0.1叉，其中7=(0~0.5)2。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外與可見光偽裝氧化鉻基顏料，其特征在于：氧化鉻基顏 料具有多孔結(jié)構(gòu)。3. -種如權(quán)利要求1所述的紅外與可見光偽裝氧化鉻基顏料的制備方法，其特征在于 反應(yīng)式如下：包括以下步驟： 1) 將按照化學(xué)計(jì)量比稱取的氧化鈷、二氧化鈦、氧化鉻和NaCl加入反應(yīng)器中，使物料 混合均勻后將反應(yīng)器密封； 2) 加熱使步驟1)混勻的物料溫度升至900°C~1000°C，在900°C~1000°C下熔融反 應(yīng)5~6小時；反應(yīng)結(jié)束后，用無任何機(jī)械雜質(zhì)的軟水急冷反應(yīng)后得到的復(fù)合氧化物；急速 冷卻后的復(fù)合氧化物先用無機(jī)械雜質(zhì)的干凈軟水洗滌至離子濃度下降至以NaCl計(jì)0. 5g/L 后，再用去離子水洗滌，直至納米復(fù)合氧化物中最終水溶鹽的含量以NaCl計(jì)在0. 05g/L以 下； 3) 將步驟2)洗凈完水溶鹽后的復(fù)合氧化物進(jìn)行真空烘干后粉碎得到紅外與可見光偽 裝氧化鉻基顏料。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的紅外與可見光偽裝氧化鉻基顏料的制備方法，其特征在于： 反應(yīng)式中y+z= 0? 05x~0?lx，其中y= (0~0? 5)z。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的紅外與可見光偽裝氧化鉻基顏料的制備方法，其特征在于： 步驟2)急冷的降溫速率為100°C/min~200°C/min。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的紅外與可見光偽裝氧化鉻基顏料的制備方法，其特征在于： 步驟3)真空干燥后，粉碎得到氧化鉻基顏料中水分含量低于0. 05wt%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種紅外與可見光偽裝氧化鉻基顏料及其制備方法，化學(xué)式為CoyTizCr2xO3x+y+2z，y+z＝0.05x～0.1x，其中y＝(0～0.5)z。氧化鉻基顏料為綠色，具有多孔結(jié)構(gòu)。本發(fā)明采用融鹽法，利用氯化鈉作載體，鈦、鈷改性氧化鉻，通過調(diào)整鈦與鈷的含量調(diào)整顏料色相，利用金屬氧化物的復(fù)合反應(yīng)，合成具有與葉綠素顏色近似的氧化鉻基顏料，顏料為多孔結(jié)構(gòu)。因此本發(fā)明所制得的顏料具有顏料著色功能的同時，由于顏料顆粒中的多孔結(jié)構(gòu)，使得顏料具有良好的熱屏蔽性；使用本發(fā)明的顏料配置的涂層的紅外比輻射率明顯下降。
【IPC分類】C09C1/34, C01G37/14
【公開號】CN105110375
【申請?zhí)枴緾N201510420635
【發(fā)明人】徐勤力, 李江新, 岳曉峰
【申請人】常州市武進(jìn)晨光金屬涂料有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月20日