專利名稱：一種淺色超細(xì)導(dǎo)電粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于超細(xì)材料的制備方法，涉及一種具有導(dǎo)電性能的無機(jī)粉體，尤其涉及一種超細(xì)淺色表面包覆錫銻的氧化物導(dǎo)電粉體的制備。
隨著社會(huì)科技的不斷進(jìn)步，人們對(duì)導(dǎo)電材料的要求也逐步提高。在能源、化工、電子、紡織、醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域，導(dǎo)電材料的發(fā)展制約著許多領(lǐng)域的進(jìn)一步擴(kuò)展。人們已經(jīng)將導(dǎo)電粉作為添加劑加入到一些重要的化工原料中，使其具有導(dǎo)電性，從而得到一些具有特殊功能的新材料，如導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電涂料、防靜電塑料、防靜電織物等。目前所用的導(dǎo)電粉為金屬粉、碳系粉、有機(jī)粉和金屬氧化物粉，前兩種價(jià)格昂貴，且顏色深，有機(jī)導(dǎo)電填料不耐高溫，不耐腐蝕，金屬氧化物粉大多存在導(dǎo)電性不佳，顏色深的缺陷。國際上許多發(fā)達(dá)國家把發(fā)展淺色的導(dǎo)電金屬氧化物粉作為重要課題來研究。目前在我國，淺色導(dǎo)電粉的研究還處于起步階段，面對(duì)當(dāng)前國內(nèi)高速發(fā)展的電子工業(yè)及其他高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，這種化學(xué)性能穩(wěn)定、電性能可靠的淺色導(dǎo)電粉作為一種新型精細(xì)化工產(chǎn)品，前景是相當(dāng)廣闊的。
關(guān)于淺色導(dǎo)電粉的研究主要集中在日本和西歐，所用的制備方法各不相同，導(dǎo)電性和白度也有差異。日本專利平2-248489公開了一種固相法制備導(dǎo)電粉的方法，該法將氧化亞錫和氧化錫粉末和銻的氧化物粉末混合，然后在900～1200攝氏度煅燒而成。此法對(duì)原料要求較高，最好為高純度、粒徑小的粉體，加上高溫處理，導(dǎo)致其成本較高；英國專利No.2252551公開了一種用二氧化硅和含氧化銻的氧化錫包覆二氧化鈦的導(dǎo)電粉的制備方法，該法先用二氧化硅包覆二氧化鈦，形成隔離層，再將可水解的錫鹽和銻鹽加入，控制條件進(jìn)行沉積包膜，最后干燥煅燒而成。此法步驟過多，且得到的產(chǎn)物導(dǎo)電性不佳(300-400Ω·cm)。日本專利特開平6-207118公開了一種含磷氧化錫包覆二氧化鈦的白色導(dǎo)電粉的制備方法，此法在二氧化鈦粒子表面先均勻沉積上一層含錫水化物，然后再包覆0.1～1％的磷原料制得，進(jìn)而再在非氧化氣氛中，最好使用惰性氣體或還原性氣體在500～800攝氏度加熱處理。最好是用1～10升/分的速度將還原性氣體或氮?dú)馔ㄈ脒M(jìn)行加熱處理獲得形狀穩(wěn)定的產(chǎn)物。該法運(yùn)用了惰性氣體保護(hù)，對(duì)工藝設(shè)備要求較高。
本發(fā)明的目的在于公開一種白度與導(dǎo)電性俱佳的淺色導(dǎo)電粉體的制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)上的缺陷。
本發(fā)明的構(gòu)思如下為獲得導(dǎo)電性與白度具佳的粉體，發(fā)明人利用銻摻雜氧化錫(AntimonyDoped Tin Oxide)的優(yōu)良導(dǎo)電性能與超細(xì)二氧化鈦的光學(xué)效應(yīng)，將氧化錫或氧化銻包覆在超細(xì)TiO2粉表面。由于采用了致密包膜技術(shù)，在超細(xì)TiO2表面均勻包上了一層錫銻固溶體，利用其晶格缺陷產(chǎn)生的載流子達(dá)到導(dǎo)電的目的，并且由于選用的TiO2粒徑較小，再精密控制包覆層的厚度，使得導(dǎo)電粉的粒徑較小，具有高比表面積，利于載流子的傳導(dǎo)，提高了電導(dǎo)率，加之二氧化鈦?zhàn)鳛榫哂袃?yōu)良的光學(xué)效應(yīng)，使得粉體顏色變白，并且由于采用了包膜技術(shù)，用廉價(jià)的TiO2做核，極大的降低了成本，使得本發(fā)明具有良好的應(yīng)用前景。
根據(jù)以上構(gòu)思，本發(fā)明提出的技術(shù)方案依次包括以下步驟(1)二氧化鈦處理將二氧化鈦在去離子水中打漿；(2)錫鹽和銻鹽溶液配制將錫鹽和銻鹽分別在水中溶解，控制pH在0～5，濃度為50～250g/l；所說的錫鹽指硫酸錫、氯化錫、氯化亞錫或硝酸錫中的一種或一種以上，銻鹽為硫酸銻、硝酸銻或氯化銻中的一種或一種以上；(3)將步驟(2)配好的含錫、銻鹽的溶液分別加入步驟(1)的二氧化鈦漿液中，亦可將錫鹽與銻鹽溶液混合后加入二氧化鈦溶液，其中錫銻的重量百分比以Sb2O3/SnO4計(jì)為2.5-50％，錫鹽與二氧化鈦的比例(以Sb2O3/TiO2計(jì))為10-80％，溫度控制在30-90℃，時(shí)間為0.5-4.5小時(shí)，用堿液調(diào)節(jié)pH值，終點(diǎn)pH值為7-13，獲得前驅(qū)體；所說的堿液為氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸氫氨、氨水、碳酸銨、尿素、氫氧化鉀或碳酸鉀的水溶液的一種或一種以上，其濃度為50-250g/l；
(4)前驅(qū)體熱處理將前驅(qū)體洗滌、過濾后，在80-120℃干燥，然后在350-800℃下煅燒0.5-3小時(shí)，粉碎后即得到本發(fā)明所公開的淺色導(dǎo)電粉。
采用本發(fā)明的方法所制備的淺色超細(xì)導(dǎo)電粉的體積電阻率為40-90Ω·cm。


圖1為未經(jīng)處理的二氧化鈦的透射電鏡照片(TEM)；圖2為淺色超細(xì)導(dǎo)電粉的透射電鏡照片(TEM)；由圖1和圖2的比較可看出本發(fā)明的淺色超細(xì)導(dǎo)電粉，其形貌為球狀TiO2表面致密均勻包覆了一層錫銻固溶體(晶粒大小為50～100nm)。
該粉體用白度儀測(cè)試的結(jié)果如下L＝80～97，a＝-0.5～0.6，b＝-2.0～-0.1其中，L為亮度，a為紅綠比，b為黃藍(lán)比。
由此可見，該粉體的白度較好，達(dá)到了導(dǎo)電性與白度具佳的效果。
本發(fā)明的淺色超細(xì)導(dǎo)電粉，由于采用了致密包膜技術(shù)和廉價(jià)的載體，使得該粉體具有成本低、白度與導(dǎo)電性具佳的優(yōu)點(diǎn)，并且由于該粉體為無機(jī)物，耐溫、耐腐蝕性好，可廣泛運(yùn)用于電子工業(yè)和航空工業(yè)，亦可用來制備抗靜電塑料、涂層、織物等。
綜上所述，采用本發(fā)明的方法所制備的淺色超細(xì)導(dǎo)電粉具有制備成本低、工藝簡單、導(dǎo)電性能優(yōu)異，白度好，易于工業(yè)化生產(chǎn)的特點(diǎn)，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。下面將通過實(shí)例對(duì)制備過程有關(guān)細(xì)節(jié)作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1將30.0克二氧化鈦加入到300mlH2O中打漿，控溫45±0.5℃，用150min的時(shí)間將150ml濃度為70g/l的硫酸錫溶液和50ml濃度為60g/l的三氯化銻溶液同時(shí)滴加入二氧化鈦漿液，用氫氧化鉀控制終點(diǎn)pH值在9.2左右，滴加完畢后，熟化20分鐘，洗滌、過濾后，將濾餅在105℃下干燥3小時(shí)，然后在750℃下煅燒1.5個(gè)小時(shí)后，粉碎即得到淺色超細(xì)導(dǎo)電粉。
所得的粉體白度指標(biāo)為L＝83.1，a＝0.21，b＝-0.06，體積電阻率為95Ω·cm。
實(shí)施例2將30.0克二氧化鈦加入到300mlH2O中打漿，控溫75±0.5℃，用250min的時(shí)間將100ml濃度為150g/l的氯化錫溶液、50ml濃度為80g/l的氯化亞錫溶液及50ml濃度為90g/l的三氯化銻溶液的同時(shí)滴加入二氧化鈦漿液，用氫氧化鈉控制終點(diǎn)pH值在12.2左右，滴加完畢后，熟化20分鐘，洗滌、過濾后，將濾餅在100℃下干燥3小時(shí)，然后在650℃下煅燒3小時(shí)后，粉碎即得到淺色超細(xì)導(dǎo)電粉。
所得的粉體白度指標(biāo)為L＝90.1，a＝0.32，b＝-1.06，體積電阻率為45Ω·cm。
實(shí)施例3將30.0克二氧化鈦加入到300mlH2O中打漿，控溫75±0.5℃，用250min的時(shí)間將250ml含37.5克氯化錫和8.34克三氯化銻的混合液滴加入二氧化鈦漿液，用氫氧化鈉控制終點(diǎn)pH值在10.5左右，滴加完畢后，熟化20分鐘，洗滌、過濾后，將濾餅在105℃下干燥3小時(shí)，然后在550℃下煅燒3小時(shí)后，粉碎即得到淺色超細(xì)導(dǎo)電粉。
所得的粉體白度指標(biāo)為L＝86.1，a＝-0.02，b＝-1.25，體積電阻率為75Ω·cm。
權(quán)利要求
1.一種淺色超細(xì)導(dǎo)電粉的制備方法，其特征在于，依次包括以下步驟(1)將二氧化鈦在水中打漿；(2)將錫鹽和銻鹽分別在水中溶解，控制pH在0～5，濃度為50～250g/l；(3)將步驟(2)配好的含錫、銻鹽的溶液分別加入步驟(1)的二氧化鈦漿液中或?qū)㈠a鹽與銻鹽溶液混合后加入二氧化鈦溶液，用堿液調(diào)節(jié)pH值，終點(diǎn)pH值為7-13，獲得前驅(qū)體；(4)前驅(qū)體熱處理將前驅(qū)體洗滌、過濾、干燥，然后煅燒，粉碎后即得到淺色導(dǎo)電粉。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所說的錫鹽指硫酸錫、氯化錫、氯化亞錫或硝酸錫中的一種或一種以上，銻鹽為硫酸銻、硝酸銻或氯化銻中的一種或一種以上。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所說的堿液為氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸氫氨、氨水、碳酸銨、尿素、氫氧化鉀或碳酸鉀的水溶液的一種或一種以上，其濃度為50-250g/l。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，煅燒溫度為350-800℃。
5.如權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于，煅燒時(shí)間為0.5-3小時(shí)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)的溫度為30-90℃。
7.如權(quán)利要求1或6所述的方法，其特征在于，步驟(3)的反應(yīng)時(shí)間為0.5-4.5小時(shí)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中錫銻的重量百分比以Sb2O3/SnO4計(jì)為2.5-50％，錫鹽與二氧化鈦的比例(以Sb2O3/TiO2計(jì))為10-80％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種淺色超細(xì)導(dǎo)電粉的制備方法。本發(fā)明先將二氧化鈦漿液打漿,然后將含錫鹽和銻鹽的溶液加入其中,控制反應(yīng)條件,使二氧化鈦表面均勻包上錫銻,然后洗滌過濾干燥,最后經(jīng)煅燒形成以二氧化鈦為載體,表面包覆錫銻固溶體的淺色超細(xì)導(dǎo)電粉。本發(fā)明制備的導(dǎo)電粉具有白度與導(dǎo)電性俱佳的優(yōu)點(diǎn),加之采用包覆技術(shù),使得本發(fā)明制備成本低,易于工業(yè)化生產(chǎn),具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C01G23/047GK1385862SQ0111288
公開日2002年12月18日 申請(qǐng)日期2001年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月15日
發(fā)明者鄭建, 陳雪花, 邵佳敏, 王彥華, 古宏晨, 陳杏娟 申請(qǐng)人:上海博納維來新材料有限公司