新材料及其应用

本发明公开了一种高反射隔热型功能填料及其制备方法与应用；该制备方法先将钛酸钾晶须分散于强碱水溶液中，并在室温下搅拌进行刻蚀，经抽滤、洗涤、干燥，得预处理后的钛酸钾晶须；将锌盐溶解在有机溶剂中，得溶液A；将预处理后的钛酸钾晶须溶解在去离子水中，并用细胞粉碎机处理，得溶液B；将溶液B加到溶液A中，加入NaOH水溶液，搅拌均匀，得溶液C；将溶液C冷却至室温后加入铵盐，通过恒温搅拌、抽滤、洗涤、干燥、煅烧，得高反射隔热型功能填料，该填料在各段波长均表现出更高的反射率；当填料在涂料中的添加量达到10％时，隔热温差可达***℃，具有优异的隔热效果，可被应用于建筑、军事、国防、航空航天等领域。

20世纪70年代以来，随着全球经济的迅速发展，各种能源消耗巨大，人类面临着前所未有的能源危机。能源危机不单是某一个国家所面临的问题，而是全人类应当共同担起的艰巨重任，要解决能源危机，需要从源头出发，不仅需要寻找新型能源，更需要节约能源，实现能源的长期、可持续发展。地球需要的能源大部分来自太阳，例如风能、水能、化学能17等，都是直接或间接地由太阳能转换而来。如今太阳能仍然能够以1.765×10 J/s的速度照射到地球表面，夏季在太阳光的不断照射下，地球表面物体不断升温，建筑屋顶的温度可达40℃～50℃，金属表面的温度可达80℃～90℃。能量的聚集和分散给人们的生活带来极大不便。建筑能耗在各种能源消耗类型中占有重要比重，且将在未来呈现出逐年上涨的趋势。在炎热的夏季，空调和电扇等制冷装置每年的电耗占到我国全年能耗的27％。而在北方严寒的冬季，人们需要大量的制热装置进行御寒，御寒装置的能耗占到建筑能耗的30％‑50％。冬季升温和夏季降温设备的使用造成了严重的能源浪费，因此建筑物冬季保温和夏季隔热效果的提升将有重要意义。对于我国这样的能耗大国，尤其是建筑能耗占比高的国家来说，对建筑物采取反射太阳光和隔热的措施是很有必要的。

与现有技术的反射填料相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的钛酸钾晶须和氧化锌均具有高折射率，将二者复合制备出的高反射隔热型功能填料，在折射率上有明显优势，尤其是在工业生产中只需加入少量便可实现反射隔热的目标：在可见光、红外光区的反射率均大于90％且当添加量为1％、5％、10％时隔热温差分别达到了5.1℃、 11.1℃、15℃，大大节约了应用成本。

2、本发明在进行包覆前，对钛酸钾晶须表面进行预处理步骤，使其表面变得粗糙，粗糙的表面提供了众多晶核生长的位点，从而有利于氧化锌直接在其表面生长，提高包覆率。从实施例的图1和图2的对比效果可以看出，经过预处理后的钛酸钾晶须，表面被ZnO大量包覆，与未进行预处理的钛酸钾晶须相比，包覆量有明显的提升。

3、本发明采用非均相沉淀法在钛酸钾晶须表面包覆氧化锌颗粒，以钛酸钾晶须作为成核基体，与金属镀法、溶胶‑凝胶法相比，工艺流程简单，包覆均匀。

4、本发明制得的高反射隔热型功能填料表面包覆的氧化锌为纳米级别，具有高比表面积，增强了光线在填料表面的反射，同时氧化锌自身能够屏蔽紫外线，因此高反射隔热型功能填料在光学方面有一定应用潜力。