一种高UV阻隔率、高太阳光反射率的陶瓷颗粒制造技术

本发明专利技术涉及一种高UV阻隔率、高太阳光反射率的陶瓷颗粒，其经由煅烧后的黏土矿物粉体成型后再煅烧而成，所述陶瓷颗粒具有下面特征：15‑35%的吸水率；≥97%的晶体含量；和90‑100%的UV阻隔率。本发明专利技术还涉及高UV阻隔率、高太阳光反射率的陶瓷颗粒的制备方法及其用于建筑表面反射节能的应用。

A kind of ceramic particle with high UV barrier and high solar reflectance

【技术实现步骤摘要】
一种高UV阻隔率、高太阳光反射率的陶瓷颗粒
本专利技术涉及一种高UV阻隔率(opacity)、高太阳光反射率的陶瓷颗粒及其制备方法。该陶瓷颗粒适用于建筑表面反射节能应用。
技术介绍
本说明书中引用的专利文献是为了描述与本专利技术有关的技术水平，其所有公开内容均以引用方式并入本文。为了降低能耗，美国加州颁布建筑法规要求低坡度屋面也要达到70%反射率。在沥青屋面材料表面粘覆高反射率的砂子，是一种非常有效的遮热技术。相较于塑料、金属、有机涂料等反光材料，高反射砂子具有成本低、耐老化的特性。就市场上大部分白色颗粒，如石英、方解石、煅烧高岭土、合成陶瓷颗粒而言，测定其堆积的颗粒通常具有高的反射率，但是平铺到黑色材料上后，反射率很低，且常常伴有明显的吸油现象，导致砂子变色，使反射率进一步降低。另外因为颗粒的UV阻隔率低，附着颗粒的沥青基材容易老化。屋面使用的白色颗粒对于其白度有较高要求，这使得可用于屋面的白色颗粒的来源受到较大限制。市场上现有的反射颗粒通常有两种，一种采用特殊的原生矿物直接煅烧而成。原生矿物原料在烧制成产品的过程中颜色通常会发生变化，导致难以控制最终产品的品质。这进一步限制了原料来源。另一种把原生矿磨粉后加入一定量的助熔物/助熔剂煅烧而成。US9714512B公开了一种冷屋面系统，其包含反射率为80-92%的高反射煅烧高岭土颗粒，经涂覆聚合有机涂层后应用到屋顶基材上，形成反射率不低于70%的屋面系统。该专利中采用的亮白煅烧高岭土颗粒，受制于原料产地，限制了其在市场上的应用。US9,944,562B公开了高反射率陶瓷颗粒及其制备方法，其中的陶瓷颗粒包含砂芯颗粒和至少一层涂层，其中所述砂芯颗粒包含在700－1200℃下煅烧铵伊利石矿石得到的煅烧铵伊利石。所述砂芯颗粒用无机涂料涂覆后，在800－1200℃进行煅烧，得到陶瓷颗粒。所述陶瓷颗粒的粒度为0.1-3.5mm，具有不低于80%的太阳光反射率SR和小于6%的污染指数DL*。US20150192698公开了高反射超白屋面颗粒，采用包含粘土、烧结材料和任选的石英粒子的均匀混合物制备，太阳光反射率SR达80%以上。市场需要一种能够大批量供应的高UV阻隔率、高太阳光反射率的陶瓷颗粒。另一方面，希望以成本有利的方式容易地获得制备陶瓷颗粒所需的原料。还希望制得的陶瓷颗粒具有多孔、高白、反射率高、用量少等特点。再者，希望可以以简单的方式制备陶瓷颗粒。还希望制得的最终屋面产品反射率高，使用时间长，易于维护。
技术实现思路
专利技术人已经发现，对于黏土类硅铝矿物而言，UV阻隔率高，高太阳光反射率的颗粒平铺到黑色基材上后太阳光反射率高。根据本专利技术的一个或多个实施方案，陶瓷颗粒采用煅烧过的黏土矿物粉体成型后再次煅烧合成。专利技术人已经发现，如此合成制备的陶瓷颗粒具有很高的晶体含量、很高的UV阻隔率和适宜的碎裂强度。本专利技术人惊异地还发现，这样的陶瓷颗粒用在沥青上可获得很高的太阳光反射率。根据本专利技术的一个或多个方面，通过控制例如原料的白度指标，粒度，成型、煅烧工艺，使颗粒获得优秀的指标。在本专利技术的一个方面，陶瓷颗粒采用煅烧黏土为原料。该原料来源广泛，产品质量易控制。煅烧黏土粉体广泛用于陶瓷行业、耐火行业、填料等行业，但用细颗粒的白色煅烧黏土粉体合成反射颗粒，尚未见诸报道。在本专利技术的一个方面，提供了一种高UV阻隔率、高太阳光反射率的陶瓷颗粒，经由煅烧后的黏土矿物粉体成型后再煅烧而成，其特点为15-35%，优选20-30%的吸水率；≥97%，优选97%-100%的晶体含量；90%-100%，优选92%-100%，更优选96-100%的UV阻隔率。根据一个实施方案，提供了所述陶瓷颗粒的制备方法，其包括下列步骤：a)选择合适的煅烧黏土粉体为原料；b)原料中添加一定比例的水混合后成型；c)成型后进行煅烧，煅烧温度为1100-1400；d)煅烧后的物料进行粉碎得到颗粒；e）根据需要进行表面处理。在本专利技术的一个方面，提供了所述陶瓷颗粒用于建筑表面反射节能的应用。附图说明图1示出了根据本专利技术一个方面制备高反射率陶瓷颗粒的流程图。图2示出了本专利技术的一种陶瓷颗粒的X射线衍射图。下面结合图1，阐述根据本专利技术一个方面的高反射陶瓷颗粒的制备过程。向煅烧黏土粉体中加入水，混合均匀，并成型为生坯。将生坯在高温下煅烧得到熟料。对所得熟料进行破碎和筛分得高反射陶瓷颗粒。图2示出了根据本专利技术实验编号1获得的陶瓷颗粒的X射线衍射图。从图中可以看出，该陶瓷颗粒的晶体含量为100%。具体实施方式本文中使用以下定义来进一步定义和描述本公开内容。除非在特定情况下另有限定，否则这些定义适用于本说明书中通篇所用的术语。除非另有定义，本文所用的所有技术和科学术语的含义均与本专利技术所属领域的普通技术人员通常理解的一样。如发生矛盾，则以本说明书，包括本文给出的定义为准。除非另有明确说明，否则在限定的环境下，本文所用的所有百分比、份数、比率等量均由重量限定。在本专利技术中，UV阻隔率用来表征物体对处于紫外范围的光线的不透过性。在本专利技术中，太阳光反射率（SR）用于表征材料将入射到其表面的太阳光反射回去的能力。压碎指标表征颗粒抵抗压碎的能力，以间接地推测其相应的强度。矿物材料的吸水率主要取决于其孔隙度的大小。在本专利技术中，用吸水率来反映陶瓷颗粒的孔隙度。根据一个实施方案，黏土包括埃洛石，地开石、高岭土，蒙脱石、水铝英石、铵伊利石、叶蜡石或其中一种或多种的混合物。煅烧黏土是市售可得的，供应商例如有中国河北驰田工贸有限公司。根据一个实施方案，选择煅烧黏土粉体的粒度325目以细。本文中所述目数使用的是泰勒标准筛。色空间是用L*a*b*表示的颜色系统。在本专利技术中，L*a*b*色系统使用的标准为CIE表色系统，其中，L*代表颜色的深浅，L*=0生成黑色而L*=100指示白色。a*代表颜色的红绿方向，a*负值指示绿色而正值指示品红。b*值代表颜色的黄蓝方向，b*负值指示蓝色而正值指示黄色。根据一个实施方案，如此选择煅烧黏土粉体的色值：L*在80~100之间，a*在-5~+5之间，b*在1~10之间。根据一个实施方案，煅烧黏土粉体色值为：L*在85~100之间，a*在-3~+3之间，b*在1~9之间。根据本专利技术的又一个方面，煅烧黏土粉体色值为：L*在88~100之间，a*在-1~+1之间，b*在2~8之间。根据一个实施方案，所述陶瓷颗粒的压碎指标在15~35%之间，优选在20-30%之间。根据一个实施方案，所述陶瓷颗粒的太阳光反射率SR在82~90%之间。根据一个实施方案，所述陶瓷颗粒以90%以上的覆盖率应用到沥青卷材/板材上后，具有75%-85%的太阳光反射率。根据另一实施方案，所述陶瓷颗粒以90%以上的覆盖率应用到聚氨酯等泡沫板表层后，具有80%-90%的太阳光反射率。根据一个实施方案，在再次煅烧过程中，不向矿物中添加助本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高UV阻隔率、高太阳光反射率的陶瓷颗粒，其经由煅烧后的黏土矿物粉体成型后再煅烧而成，/n所述陶瓷颗粒具有下面特征：/n15-35%的吸水率；/n≥97%的晶体含量；和/n90-100%的UV阻隔率。/n

【技术特征摘要】
20180906 US 16/1240581.一种高UV阻隔率、高太阳光反射率的陶瓷颗粒，其经由煅烧后的黏土矿物粉体成型后再煅烧而成，
所述陶瓷颗粒具有下面特征：
15-35%的吸水率；
≥97%的晶体含量；和
90-100%的UV阻隔率。


2.根据权利要求1的陶瓷颗粒，其UV阻隔率在92%~100%之间。


3.根据权利要求1的陶瓷颗粒，其中所述陶瓷颗粒的太阳光反射率SR在82~90%之间。


4.根据权利要求1的陶瓷颗粒，所述黏土包括地开石、高岭土，蒙脱石、叶蜡石、埃洛石，水铝英石、铵伊利石或其中一种或多种的混合物。


5.根据权利要求1的陶瓷颗粒，煅烧黏土粉体的L*在85~100之间，a*在-3~+3之间，b*在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志杰，卢红卫，
申请(专利权)人：石家庄日加精细矿物制品有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13