[发明专利]包覆型陶瓷空心微珠及方法与用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种包覆型陶瓷空心微珠及方法与用途，尤其是一种热反射绝热功能的包覆型陶瓷空心微珠、制备方法及用途。

背景技术

自然界以传导、对流和辐射三种方式向地面物体传递热能。为了减缓或阻止这些热传递，须在建筑物的内外表面设置绝热保温材料，达到改善热环境和节约能源的目的。绝热涂料是一种建筑业广泛使用的新型绝热节能材料。

在绝热涂料配方体系中，除基料、助剂(分散剂、消泡剂、成膜助剂等)以外，还必需加入颜料和填料。这些颜料、填料有些具有与热能的三种传递方式之一相对应的特点，它们为涂料提供了绝热功能，例如金红石型钛白粉就是非常好的对可见光和近红外光具有强反射作用的白色颜填料。远红外辐射粉则使涂料具有可将吸收的热能辐射出去达到快速散热的功能。但在实际应用中，它们都具有绝热功能相对单一的局限性，且导热系数大，无阻绝热传导功能。

CN103589254A公开了一种环保反射绝热保温涂料，包括耐候乳液、高光反射材料、中空玻璃微珠、空心陶瓷微珠、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、成膜助剂、紫外线吸收剂、水和其他助剂等。该绝热保温涂料具有一定的外墙保温绝热功能，但是由于使用未经处理的中空玻璃微珠、空心陶瓷微珠，绝热性能尚不能满足实际应用的要求。

CN102002263A公开了一种空心玻璃微珠表面包覆二氧化钛的制备方法：将空心玻璃微珠在碱液中洗涤去除杂质、浸蚀提高活性，然后用硅烷偶联剂进行表面活化改性处理，再将活化的空心玻璃微珠和蒸馏水按照质量比1:10配比，在40～90℃充分搅拌，搅拌过程中，按照空心玻璃微珠与硫酸钛质量比为1:0.8～1:1.6在2～6h内匀速滴入硫酸钛溶液，同时缓慢加入碱液，维持反应体系pH值为5～7，前1/5反应时间的搅拌速度为400r/min，后4/5反应时间的搅拌速度为100～300r/min；反应完成后，静置、抽滤、蒸馏水冲洗、烘干、煅烧。该方法得到的经过二氧化钛包覆后的空心玻璃微珠可以作为反射绝热保温涂料的填料，但是其性能仍然有待于提高。

CN102391754A公开一种双包覆改性空心玻璃微珠绝热涂料，其原料包括：有机硅改性的苯丙乳液20％～30％，双包覆改性空心玻璃微珠9％～13％，金红石型二氧化钛8％～12％，滑石粉5％～8％，重钙17％～23％，乙二醇1.5％～2％，羟甲基纤维素0.13％～0.2％，分散剂0.6％～1％，消泡剂0.35～0.45％，润湿剂0.15％～0.19％，多功能助剂0.08％～0.13％，成膜助剂1.0％～1.5％，水余量。该涂料采用双包覆法预处理的空心玻璃微珠，工艺复杂，但其绝热性能尚需提高。

发明内容

本发明的目的之一提供一种包覆型陶瓷空心微珠，其不仅对于太阳光中的近红外部分具有强的反射作用，而且对于大气环境中的中远红外部份具有辐射作用，尤其是在特征波段(8-14微米)的强发射作用。此外，该陶瓷空心微珠的中空结构和科学的级配可形成最致密的中空涂层起到隔绝热传导的作用。

本发明的目的之二是提供上述包覆型陶瓷空心微珠的制备方法，其工艺简单，适合于工业化生产。

本发明的目的之三是提供上述包覆型陶瓷空心微珠的用途，其用于绝热涂料，性能优异。

本申请的发明人令人惊奇地发现，本发明的技术方案可以实现上述目的。

本发明提供一种包覆型陶瓷空心微珠，其包括空心微珠基体和包覆层，所述的包覆层包含以下组分：

1)钛的氧化物；

2)硅的氧化物；和

3)选自Al、Na、K、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Mg中的至少两种元素的氧化物。

根据本发明所述的包覆型陶瓷空心微珠，优选地，组分3)选自Al、Mg、Na中的至少两种元素的氧化物。

根据本发明所述的包覆型陶瓷空心微珠，优选地，所述的包覆层包括以下组分：二氧化钛、二氧化硅、氧化铝和氧化镁。

根据本发明所述的包覆型陶瓷空心微珠，优选地，所述的空心微珠基体的粒径为40～120微米，包覆层的厚度为1～2微米。

根据本发明所述的包覆型陶瓷空心微珠，优选地，所述的空心微珠基体包括三种粒径的空心微珠基体，分别为40～60微米，70～90微米和100～120微米。

本发明还提供一种上述包覆型陶瓷空心微珠的制备方法，包括如下步骤：