高反射率陶瓷顆粒及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了高反射率陶瓷顆粒及其制備方法。本發(fā)明專利技術(shù)的陶瓷顆粒包含砂芯顆粒和至少一層涂層，其中所述砂芯顆粒包含在700℃-1200℃煅燒的銨伊利石，所述砂芯顆粒用無(wú)機(jī)涂料涂覆后，在800－1200℃進(jìn)行煅燒，得到陶瓷顆粒。所述陶瓷顆粒的粒度為0.1-3.5?mm，具有不低于80%的太陽(yáng)光反射率SR和小于6%的污染指數(shù)DL*。所述陶瓷顆粒應(yīng)用到瀝青卷材/板材上，具有不低于70%的太陽(yáng)光反射率；應(yīng)用到聚氨酯泡沫層板上，具有不低于72%的太陽(yáng)光反射率。

High reflectivity ceramic particle and preparation method thereof

The invention discloses a high reflectivity ceramic particle and a preparation method thereof. The ceramic particles of the invention include sand core particles and at least one coating layer, wherein the core particles contain at 700 DEG -1200 DEG calcining ammonium illite, the sand core particles with inorganic coating after calcination at 800 - 1200 DEG C by ceramic particles. The particle size of ceramic particles is 0.1-3.5 mm, with no less than 80% of the solar reflectance SR and less than 6% of the pollution index of DL*. The ceramic particles are applied to an asphalt roll / sheet with a solar reflectance of no less than 70%; applied to a polyurethane foam board having a solar reflectance of no less than 72%.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
高反射率陶瓷顆粒及其制備方法
本專利技術(shù)涉及高反射率的陶瓷顆粒及其制備方法。更具體地，本專利技術(shù)涉及包含砂芯顆粒和至少一層涂層的陶瓷顆粒，其中所述砂芯顆粒包含煅燒銨伊利石，以及制備這樣的陶瓷顆粒的方法。
技術(shù)介紹
本說(shuō)明中引用的專利文獻(xiàn)，是為了描述與本專利技術(shù)有關(guān)的技術(shù)水平，其所有公開(kāi)內(nèi)容均以引用方式并入本文。2009年美國(guó)能源部長(zhǎng)朱棣文提出，為解決全球變暖問(wèn)題，各國(guó)應(yīng)盡可能將建筑物屋頂漆成白色以提高對(duì)太陽(yáng)光的反射率，降低溫室效應(yīng)，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。美國(guó)加州頒布建筑法規(guī)要求低坡度屋面也要達(dá)到70%反射率。在瀝青屋面材料表面粘覆高反射率的砂子，是一種非常有效的遮熱技術(shù)。相較于塑料、金屬、有機(jī)涂料等反光材料，高反射砂子具有成本低、耐老化的特性，但就市場(chǎng)上大部分白色顆粒，如石英、方解石、煅燒高嶺土、合成陶瓷顆粒而言，測(cè)定其堆積的顆粒通常具有高的反射率，但是平鋪到黑色材料上后，因透光性高，反射率很低，且常常伴有明顯的吸油現(xiàn)象，導(dǎo)致砂子變色，使反射率進(jìn)一步降低。為達(dá)到70%的反射率要求，可在顆粒屋面產(chǎn)品上涂反射涂料。不過(guò)聚合有機(jī)涂料使用年限短，幾年后需再次涂刷，這樣反復(fù)涂覆的成本很高。US8,865,303B2公開(kāi)了一種冷屋面系統(tǒng)，其包含反射率為80-92%的高反射煅燒高嶺土顆粒，經(jīng)涂覆聚合有機(jī)涂層后應(yīng)用到屋頂基材上，形成反射率不低于70%的屋面系統(tǒng)。JP特開(kāi)平08-091892提出，使高嶺土原料中的高嶺土結(jié)晶相向莫來(lái)相結(jié)晶轉(zhuǎn)化擴(kuò)大時(shí)，同時(shí)發(fā)生阻礙高嶺土結(jié)晶的板狀化和降低白度的問(wèn)題。為解決此問(wèn)題，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)粉碎粒度、造粒或成形的手段，調(diào)整煅燒溫度(1500－1700℃)等，使部分殘留高嶺土結(jié)晶呈板狀形態(tài)，這樣不僅能夠提升粒子界面的反射率和白度，同時(shí)使之增加不透明性，提高整體的反射率。但此方法需要粉碎、造粒、成形的合成工藝，并且煅燒條件要求為1200－1700℃的高溫煅燒，此制作工藝流程多、非常復(fù)雜，即便實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)，也會(huì)有成本過(guò)高等問(wèn)題。因此一直需要反射率高、透明度低、吸油性低的顆粒。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供了陶瓷顆粒，其包含砂芯顆粒和涂覆在其上的至少一層涂層，其中所述砂芯顆粒為煅燒后的銨伊利石，所述至少一層涂層為無(wú)機(jī)涂料涂層，所述陶瓷顆粒的反射率為80％至93%。根據(jù)本專利技術(shù)的陶瓷顆粒，其中所述煅燒后的銨伊利石是在700－1200℃的溫度下煅燒銨伊利石礦石得到的。根據(jù)本專利技術(shù)的陶瓷顆粒，其中所述銨伊利石礦石中銨伊利石的含量為50wt%-100wt%，以銨伊利石礦石的重量為基準(zhǔn)。根據(jù)本專利技術(shù)的陶瓷顆粒，其中，經(jīng)X射線衍射檢測(cè)，所述煅燒后的銨伊利石包含硅酸鋁晶相和/或莫來(lái)石晶相，及非晶相，并且保留了銨伊利石的層狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)本專利技術(shù)的陶瓷顆粒，其中由硅酸鋁20.07°X射線衍射峰和莫來(lái)石16.44°X射線衍射峰計(jì)算得出的晶粒尺寸＜35nm。根據(jù)本專利技術(shù)的陶瓷顆粒，其中涂覆了無(wú)機(jī)涂料涂層的砂芯顆粒是在800－1200℃的溫度下煅燒得到的。根據(jù)本專利技術(shù)的陶瓷顆粒，其中所述無(wú)機(jī)涂料為選自硅酸鹽、磷酸鋁、硅溶膠和鋁溶膠中的至少一種的液體無(wú)機(jī)涂料，其中所述硅酸鹽選自硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鋁、硅酸鋰或其混合物。根據(jù)本專利技術(shù)的陶瓷顆粒，其中所述無(wú)機(jī)涂料還包含選自下列的一種或多種：顏料、抑藻劑、殺蟲(chóng)劑、自潔劑、粘度調(diào)節(jié)劑、助熔劑、阻燃劑、表面張力改性劑、抗老化劑。根據(jù)本專利技術(shù)的陶瓷顆粒，其還包含采用有機(jī)涂料和/或防水劑進(jìn)行二次涂覆得到的附加涂層，其中所述有機(jī)涂料為樹(shù)脂涂料或乳液涂料，所述防水劑為含硅防水劑或含氟防水劑。根據(jù)本專利技術(shù)的陶瓷顆粒，其具有0.1%-6%的污染指數(shù)DL*。根據(jù)本專利技術(shù)的陶瓷顆粒，其中所述陶瓷顆粒以90%以上的覆蓋率應(yīng)用到瀝青卷材/板材上，具有70%-85%的太陽(yáng)光反射率。根據(jù)本專利技術(shù)的陶瓷顆粒，其中所述陶瓷顆粒應(yīng)用到聚氨酯泡沫板表層，具有72%-90%的太陽(yáng)光反射率。本專利技術(shù)還提供了制備陶瓷顆粒的方法，其包括下列步驟：a)煅燒、粉碎銨伊利石礦石，得到砂芯顆粒；b)用無(wú)機(jī)涂料涂覆所述砂芯顆粒；c)煅燒涂覆了無(wú)機(jī)涂料的砂芯顆粒，得到陶瓷顆粒。根據(jù)本專利技術(shù)的制備陶瓷顆粒的方法，其中步驟a)在700－1200℃的溫度下進(jìn)行，步驟c)在800－1200℃的溫度下進(jìn)行。根據(jù)本專利技術(shù)的制備陶瓷顆粒的方法，其中所述陶瓷顆粒的太陽(yáng)光反射率為80%-93%。根據(jù)本專利技術(shù)的制備陶瓷顆粒的方法，其中所述陶瓷顆粒的污染指數(shù)DL*為0.1%-6%。本專利技術(shù)也提供了煅燒的銨伊利石顆粒，其是在700－1200℃的溫度下煅燒銨伊利石礦石得到的，并且具有80％至93%的反射率。根據(jù)本專利技術(shù)的煅燒的銨伊利石顆粒，其包含硅酸鋁晶相和/或莫來(lái)石晶相，及非晶相，并且保留了銨伊利石的層狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)本專利技術(shù)的煅燒的銨伊利石顆粒，其中由硅酸鋁20.07°X射線衍射峰和莫來(lái)石16.44°X射線衍射峰計(jì)算得出的晶粒尺寸＜35nm。根據(jù)本專利技術(shù)的煅燒的銨伊利石顆粒，其中所述銨伊利石礦石中銨伊利石的含量為50wt%-100wt%，以銨伊利石礦石的重量為基準(zhǔn)。附圖說(shuō)明圖1是經(jīng)950℃煅燒后的銨伊利石表面SEM圖。圖2是銨伊利石礦石的XRD圖。圖3是經(jīng)950℃煅燒后的銨伊利石XRD圖。圖4是陶瓷顆粒的SEM圖。具體實(shí)施方式本文中使用以下定義來(lái)進(jìn)一步定義和描述本公開(kāi)內(nèi)容。除非在特定情況下另有限定，否則這些定義適用于本說(shuō)明書(shū)中通篇所用的術(shù)語(yǔ)。除非另有定義，本文所用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)的含義均與本專利技術(shù)所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的一樣。如發(fā)生矛盾，則以本說(shuō)明書(shū)，包括本文給出的定義為準(zhǔn)。除非另有明確說(shuō)明，否則在限定的環(huán)境下，本文所用的所有百分比、份數(shù)、比率等量均由重量限定。當(dāng)材料、方法或機(jī)械裝置在本文中用術(shù)語(yǔ)“本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的”、“常規(guī)的”或同義詞或短語(yǔ)來(lái)描述時(shí)，所述術(shù)語(yǔ)表達(dá)了該說(shuō)明書(shū)涵蓋了在提交本專利技術(shù)專利申請(qǐng)時(shí)為常規(guī)的材料、方法和機(jī)械裝置。還涵蓋目前不是常規(guī)的但是將在本領(lǐng)域中被認(rèn)為適于相似目的的材料、方法和機(jī)械裝置。本專利技術(shù)的陶瓷顆粒包含砂芯顆粒和至少一層涂層，其中所述砂芯顆粒包含煅燒銨伊利石，所述至少一層涂層為無(wú)機(jī)涂料涂層。得到的陶瓷顆粒本身具有很高的太陽(yáng)光反射率，低透明性和低吸油性，在戶外具有極高的耐久性，并且成本低。特別適合做屋面瀝青瓦或卷材使用。砂芯顆粒在本專利技術(shù)中，砂芯顆粒為銨伊利石礦石經(jīng)過(guò)700－1200℃、750－1150℃、800－1100℃、850－1050℃或900－1000℃煅燒，然后粉碎得到的；也可先將銨伊利石礦石粉碎至合適粒度，然后在700－1200℃、750－1150℃、800－1100℃、850－1050℃或900－1000℃煅燒。煅燒后的銨伊利石礦石(煅燒銨伊利石)保留礦石的層狀結(jié)構(gòu)(參見(jiàn)例如圖1)，包含硅酸鋁(AluminumSilicate)晶相和/或莫來(lái)石(Mullite)晶相，以及非晶相。銨伊利石礦石是一種含有NH4+的硅酸鹽云母類粘土礦物，其主要礦物成分是銨伊利石【(NH4)Al2(Si3Al)O10(OH)2】(參見(jiàn)例如圖2)。銨伊利石由Higashi于1982年在日本愛(ài)媛(Ehime)縣砥部町(Tobe)小涌谷(Ohgidani)的瓷石沉積物中首次發(fā)現(xiàn)，并被批準(zhǔn)作為新礦物，這一新礦物以產(chǎn)地命名為Tobelite(參見(jiàn)HigashiS.Tobelite,anewamm本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
陶瓷顆粒，其包含砂芯顆粒和涂覆在其上的至少一層涂層，其中所述砂芯顆粒為煅燒后的銨伊利石，所述至少一層涂層為無(wú)機(jī)涂料涂層，所述陶瓷顆粒的反射率為80％至93%。

【技術(shù)特征摘要】
1.陶瓷顆粒，其包含砂芯顆粒和涂覆在其上的至少一層涂層，其中所述砂芯顆粒為煅燒后的銨伊利石，所述至少一層涂層為無(wú)機(jī)涂料涂層，所述陶瓷顆粒的反射率為80％至93%。2.權(quán)利要求1的陶瓷顆粒，其中所述煅燒后的銨伊利石是在700－1200℃的溫度下煅燒銨伊利石礦石得到的。3.權(quán)利要求2的陶瓷顆粒，其中所述銨伊利石礦石中銨伊利石的含量為50wt%-100wt%，以銨伊利石礦石的重量為基準(zhǔn)。4.權(quán)利要求1的陶瓷顆粒，其中涂覆了無(wú)機(jī)涂料涂層的砂芯顆粒是在800－1200℃的溫度下煅燒得到的。5.權(quán)利要求1的陶瓷顆粒，其中所述無(wú)機(jī)涂料為選自硅酸鹽、磷酸鋁、硅溶膠和鋁溶膠中的至少一種的液體無(wú)機(jī)涂料，其中所述硅酸鹽選自硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鋁、硅酸鋰...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李志杰，盧紅衛(wèi)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：石家莊日加精細(xì)礦物制品有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：河北,13