本发明专利技术公开了一种锰钒钽氧化物，通式为MnxVyTazOw，其中1≤x≤3，0.001≤y≤3，0.001≤z≤2，和w等于7，或者，1.25≤x≤2.45，0.1≤y≤2.39，0.2≤z≤1.9，和w等于7，本发明专利技术还公开了生产MnxVyTazOw的方法、包括MnxVyTazOw和/或硫属化物玻璃层的粒子，以及生产所述粒子的方法。所公开的锰钒钽氧化物具有优异的近红外反射特性。所公开的生产锰钒钽氧化物的方法可得到具有优异相纯度，外观和性能的产品，并且考虑了健康和安全因素。所公开的粒子的结构，综合了基材的反射性和MnxVyTazOw的近红外反射性，同时硫属化物玻璃层可提供美观度。所公开的生产所述粒子的方法，涉及对MnxVyTazOw和/或硫属化物玻璃层进行物理气相沉积。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体涉及一种具有红外反射性质的混合金属氧化物的合成及设计含该混合金属氧化物的颜料。
技术介绍
具有高红外反射率的颜料是已知的。例如，具有通式MnxVyOz (其中当h+2. 5y彡ζ) 的锰钒氧化物颜料，具有红外反射率并且通过固态反应法而形成。在该方法中，起始原料被混合和一起研磨，形成细小均勻的干混合物。对于这类的固态加工而言，虽然通过固态反应法合成所述混合金属氧化物是标准操作，但是改进不仅可以针对现有材料，还可针对所述材料的制造方法。黑色颜料是已知的。例如，在云母基材上使用黑色氧化铁可形成黑色颜料。这类颜料为黑色，但是缺点在于金属外观不强(即使有金属外观的话)和缺乏足够的光滑度。其他种类的黑色颜料也已报道过，但是例如由于碳对光的散射，导致达不到金属光洋的黑色。目前，出现了“冷黑”颜料，此类颜料符合关于太阳反射(率)的某些标准。然而， 典型地，这类“冷颜料(cool pigment)”的颜色是深棕色，并不是真正的黑色颜料，即从某个角度看时，该颜料并没有显示黑色外观。此外，许多这类产品含有这些不利的元素(如铬)。专利技术概述本专利技术描述了通式MnxVyI^Ow所示的锰钒钽氧化物，生产MnxVyI^Ow的方法，涂敷 MnxVyTazOw和硫属化物玻璃层的颜料，以及生产该涂层颜料(coated pigment)的方法。所公开的锰钒钽氧化物具有优异的近红外(IR)反射特性。生产该锰钒钽氧化物的方法，可得到具有优异的相纯度、外观和性能的产品并且考虑了健康和安全因素。所公开的涂层颜料的结构，综合了基材的反射性和MnxVyTazOw的近红外反射性，同时硫属化物玻璃层可提供高可见光吸收性能从而赋予深色外观(如黑色效果)同时在某一角度提供高反射性(如金属效果)。所公开的生产涂层颜料的方法，涉及对MnxVyTazOw和硫属化物玻璃层进行物理气相沉积。所公开的锰钒钽氧化物(单独地或与其他材料的组合时)以及所公开的涂层颜料，可用于需要深色面饰(dark color finish)的热管理应用场合，其中包括但并不限于 汽车，建筑，塑料(如农用的)，和油墨(如凹版印刷，平版印刷，柔版印刷，凸版印刷)，还可用于安全/认证的应用场合。在一优选例中，所公开的锰钒钽氧化物如通式MnxVyIXOw所示，其中χ的数值可以为2，y的数值可以为1，ζ的数值可以为1，w的数值可以为7。在一实施例中，所公开的锰钒钽氧化物具有可高达约90%的近红外反射率，以及约33%的太阳能反射率。在生产所述锰钒钽氧化物的一个方法实例中，可使用固态反应法。在该方法中，混合锰、钒和钽的氧化物粉末，并一起研磨，形成细小均勻的干混合物。在一实例中，可将混合物置于坩锅，然后加热一段预定的时间。在另一个实例中，混合物可在旋转管炉内在预定的温度下反应。形成的产物可被研磨成细小的粉末。在生产所述锰钒钽氧化物的另一方法实例中，可使用湿法(wet route) 0在一个湿法实例中，将含钒的碱性溶液和含锰的酸性溶液混合，从而沉淀出钒-锰前体糊状物。然后，将钽源和该糊状物混合，并将总混合物在预定温度下进行处理。在另一湿法实例中，将含钒的碱性溶液、含锰的酸性溶液和含钽的溶液混合，从而沉淀出钒-锰-钽前体糊状物， 该糊状物在预定温度下进行处理。在一个实例中，如果需要，可进一步用酸或碱调节溶液的 PH值。在另一实例中，湿法提供了一种避免与固态反应法相伴随的粉尘危害的方法，并且可提供更均勻、混合更充分的起始混合物。在生产所述锰钒钽氧化物的另一方法实例中，可使用熔融法。在该方法中，锰、钒和钽的氧化物粉末被加热到足以熔融各组分的温度，然后高温保温足够时间，以便使得熔融物完全混合。在一段预定时间后，将上述熔融物倾倒出并淬灭。然后对形成的材料进行研磨。在一实例中，通过熔融法得到的产品呈现出深色。在一优选例中，涂层颜料包括涂敷MnxVyTazOw层和硫属化物玻璃层的基材 (substrate) 0在一实例中，硫属化物玻璃层位于外层上。在该实例中，外层具有红外透明度并提供美感特性。在一实例中，硫属化物玻璃层包括Ge基黑色硫属化物玻璃系统，该系统包括但不限于GeSbSe，GeSe, GeSeTe, GeSeSn，GekSnTe。在一实例中，硫属化物玻璃层包括Ge28Sb12Se6cit5在另一实例中，硫属化物玻璃层包括硅基黑色硫属化物玻璃系统，该系统包括但不限于=SiSbk和SKe。在另一个实例中，硫属化物玻璃层包括Sn-Sb-Bi-k类玻璃系统。在生产所述涂层颜料的一个方法实例中，MnxVyTazOw层和硫属化物玻璃层是通过物理气相沉积法(PVD)被涂敷于基材上的。附图说明图1显示了所公开的粒子的一个实例的侧截面示意图。图2显示了所公开的带涂层的粒子的一个实例的侧截面示意图。图3显示了带涂层的粒子的一个实例的侧截面示意图。图4显示了带涂层的粒子的一个实例的侧截面示意图。图5显示了通过固态法制备的具有不同组成的锰钒钽氧化物的反射性能的对比数据。图6显示了通过优选的固态法形成的组成为Mn2VTaO7的锰钒钽氧化物的反射率曲线图。图7显示了通过熔融法制备的组成为Mn2VuTiia4O7的锰钒钽氧化物的反射率曲线图。图8描绘了在紫外、可见光和近红外波长的太阳能分布。详细描述本专利技术描述了通式MnxVyI^Ow所示的锰钒钽氧化物，生产MnxVyI^Ow的方法，涂敷 MnxVyTazOw和硫属化物玻璃层的颜料，以及生产该涂层颜料的方法。所公开的锰钒钽氧化物具有优异的近红外(IR)反射特性。该材料的颜色是深棕色，性质为非金属。所公开的生产该锰钒钽氧化物的方法，可得到具有优异的相纯度、外观和性能的产品并且考虑了健康和安全因素。所公开的涂层颜料的结构，综合了基材的反射性和MnxVyTazOw的近红外反射性，同时硫属化物玻璃层可提供美观度(aesthetic appeal) 0所公开的生产涂层颜料的方法， 涉及对MnxVyTazOw和硫属化物玻璃层进行物理气相沉积。所公开的锰钒钽氧化物以及所公开的涂层颜料，可用于需要深色表面(dark color finish)的热管理应用场合，包括但并不限于汽车，建筑，塑料(如农用的)，和油墨 (如凹版印刷，平版印刷，柔版印刷，凸版印刷)。所公开的锰钒钽氧化物以及所公开的涂层颜料还可用于安全/认证的应用场合，诸如信用卡、文件、包装等物品的安全标记。在合适的情况下，应理解，本专利技术构思可用于其他应用场合。在一实例中，所公开的锰钒钽氧化物可以用通式MnxVyTazOw表示。在一实施例中，X，y，ζ和w可以为1彡χ彡3，0.001彡y彡3，0.001彡ζ彡2，和w等于7，或者， 1. 25彡χ彡2. 45,0. 1 ^ y ^ 2. 39,0. 2彡ζ彡1. 9，和w等于7。在另一实施例中，χ可以为2，y可以为1，ζ可以为1，和w可以为7。在该通式中，Mn的氧化态可以为2+，V的氧化态可以为5+，Ta的氧化态可以为5+。在另一实施例中，该通式可在从约Mn2VuTiiaiO7到约 Mn2V0. Ja1.907之间变化。在另一实施例中，该通式可在从约Mn2VuTiia3O7到约Mn2Va3Tah7O7 之间变化。在另一实施例中，该通式可在从约Mn2VuTEia9O7到约Mn2Va9Ta本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种组合物，包括：具有通式ＭｎｘＶｙＴａｚＯｗ的锰钒钽氧化物，其中，１≤ｘ≤３，０．００１≤ｙ≤３，０．００１≤ｚ≤２，和ｗ等于７。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·沃伦德，林海晖，P·J·M·李奇比，R·彼基曼尼，D·B·拉斯卡，D·奥尔德斯，
申请(专利权)人：星铂联制造公司，
类型：发明
国别省市：US
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