專利名稱：一種含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉及其制備方法。
背景技術(shù)：
導(dǎo)電粉是一種功能材料，主要用作各種塑料、纖維、橡膠、涂料等高分子材料的填充材 料，使其具有導(dǎo)電性、抗靜電、屏蔽電磁波等功能，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于石油、化工、航空、軍 事、電子、通信、汽車、紡織等行業(yè)。
導(dǎo)電粉一般分為碳系(碳黑、石墨、碳纖維)、金屬系(金屬粉末、金屬片、金屬纖維)、 有機(jī)系、金屬氧化物系及復(fù)合系列。碳系中碳黑和石墨成本較低，原料易得，比重較小，但 其分散性差，制品顏色暗，不易調(diào)色，生產(chǎn)和使用易玷污工作環(huán)境。碳纖維成本高，加工困 難。金屬系主要包括金、銀、銅、鎳等，金粉和銀粉化學(xué)穩(wěn)定性高、導(dǎo)電性好，但價(jià)格昂貴， 銅粉和鎳粉等化學(xué)穩(wěn)定性不好，容易氧化，而且氧化后造成導(dǎo)電性能下降甚至不導(dǎo)電。有機(jī) 導(dǎo)電材料由于不耐高溫，不耐腐蝕，而且耐水性、耐油性、耐久性差，抗靜電性不穩(wěn)定，從 而僅適用于某些特定的環(huán)境。
由于上述原因，這些材料的應(yīng)用范圍受到了很大限制。近年來，美、日、德等發(fā)達(dá)國(guó)家 均致力于金屬氧化物系淺色導(dǎo)電粉的研發(fā)和研究。目前在我國(guó)，淺色導(dǎo)電粉的研究還處于起 步階段。金屬氧化物系導(dǎo)電粉的性能不如金屬系，而且價(jià)格不菲。因此，開發(fā)化學(xué)性能穩(wěn)定、 電性能穩(wěn)定的淺色復(fù)合金屬氧化物系導(dǎo)電材料具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的主要是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種具有粒徑小、白度高、分散性好、 導(dǎo)電性能優(yōu)良的特點(diǎn)，并且生產(chǎn)成本低、工藝簡(jiǎn)單，適合工業(yè)化生產(chǎn)的含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo) 電粉。
為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 一種含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉，其特征在于，包括含有硫酸鋇的粉體，所述的含有硫酸鋇 的粉體表面包覆有二氧化錫和三氧化二銻。
其中，所述的含有硫酸鋇的粉體與二氧化錫、三氧化二銻的質(zhì)量比為100: 0.5 40: 0扁8 22。
其中，所述的含有硫酸鋇的粉體為含有硫酸鋇的礦石粉。包括但不限于重晶石。 其中，所述的含有硫酸鋇的粉體為硫酸鋇粉體。 其中，所述的含有硫酸鋇的粉體粒徑為10 200nm。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制備含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉的方法，其特征在于，包 括以下步驟A、 將含有硫酸鋇的粉體與水混和均勻，制成懸浮液，并調(diào)節(jié)懸浮液為酸性；B、 將錫鹽和銻鹽溶于水中制成酸性混合溶液，使該酸性混合液中錫的濃度為0.05~ 2. 5mol/L，錫和銻的摩爾比為100: 0. 1 35:C、 將堿液與步驟B獲得的酸性混合溶液同時(shí)滴加入步驟A獲得的懸浮液中，加入的同時(shí) 進(jìn)行攪拌，維持懸浮液礦漿的pH值在1 6范圍內(nèi)，且控制反應(yīng)溫度為50 80'C;D、 將步驟C獲得的產(chǎn)物陳化lh 3h，之后靜置20min以上，然后洗滌，過濾，干燥，研 磨，過篩，之后在450 850'C下煅燒l~5h。步驟C中，錫鹽和銻鹽分別與堿反應(yīng)，最終生成氧化物，其離子反應(yīng)方程式為Sn4+ + 40H= Sn(OH)4Sn4 =Sn02 + 2H20Sb3+ + 30H— = Sb(OH)32Sb(0H)3 =Sb203 + 3H20水解產(chǎn)物可均勻包覆在含有硫酸鋇的粉體表面。其中，所述的步驟A中，含有硫酸鋇的粉體與水的重量比為1: 0.5 8。 其中，所述的步驟A中，將含有硫酸鋇的粉體與水混和后，按照每升水中0.01~1.00克 的含量加入分散劑。加入分散劑可有助于含有硫酸鋇的粉體快速均勻分散于水中，防止團(tuán)聚， 本發(fā)明中可以使用無機(jī)分散劑或有機(jī)分散劑；優(yōu)選為選自多磷酸或多磷酸鹽中的一種或兩種， 所述的多磷酸鹽選自多磷酸鈣、多磷酸鈉、多磷酸銨中的一種或兩種以上。 其中，所述的步驟A中，調(diào)節(jié)懸浮液的pH值為1 6。 其中，步驟A中，所述的含有硫酸鋇的粉體粒徑為10 200nm。 其中，所述的含有硫酸鋇的粉體為礦石粉，包括但不限于重晶石。 優(yōu)選的是，所述的含有硫酸鋇的粉體為硫酸鋇粉體。其中，所述的步驟B中，所述的錫鹽為可溶于水的錫鹽，選自氯化錫、硝酸錫或硫酸錫 中的一種或多種；所述的銻鹽為可溶于水的銻鹽，選自氯化銻、硝酸銻或硫酸銻中的一種或 多種。
其中，步驟C中，所述的堿液為堿溶于水的溶液，為水解反應(yīng)提供原料，所述的堿可以 使用氫氧化鈉，氫氧化鉀，氨水，優(yōu)選為氨水。其中，步驟C中，攪拌速度為150 800轉(zhuǎn)/min，反應(yīng)時(shí)間為2 4h。 本發(fā)明以含有硫酸鋇的粉體作為復(fù)合導(dǎo)電粉的基體，采用化學(xué)共沉淀法將銻摻雜二氧化 錫包覆在高度分散的含有硫酸鋇的粉體表面，形成一層膜，得到電阻率低的粉體；本發(fā)明的 另一個(gè)特點(diǎn)在于可以通過改變含有硫酸鋇的粉體與三氧化二銻、二氧化錫量的比例，控制膜 的厚度，從而調(diào)節(jié)導(dǎo)電性。此外，本發(fā)明中的含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉具有粒徑小、白度高、 分散性好、導(dǎo)電性能優(yōu)良的特點(diǎn)，并且生產(chǎn)成本低、工藝簡(jiǎn)單，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述 實(shí)施例1A、 分別準(zhǔn)確稱取平均粒度小于200nm的重晶石礦粉100g和500mL蒸餾水，加入反應(yīng)器 中，再加入0.25§多磷酸并進(jìn)行攪拌，待含有硫酸鋇的重晶石礦粉分散均勻后，并加入一定量 的硫酸，攪拌均勻，制成懸浮液，調(diào)節(jié)懸浮液礦漿的pH值為1;B、 將2.1975gSnCLf5H20與0.0143gSbCl3溶解于13mL當(dāng)量為8N的鹽酸中，制成酸性混 合溶液，該酸性混合液中錫的濃度為0.5mol/L，錫和銻的摩爾比控制為100: 1。C、 配制2mol/L的氨水，在攪拌條件下與步驟B獲得的混合溶液同時(shí)滴加入步驟A獲得 的懸浮液礦漿，調(diào)節(jié)酸、堿液的流量，維持反應(yīng)體系pH值為l，且控制反應(yīng)溫度在60'C，攪 拌速度為150轉(zhuǎn)/min，反應(yīng)時(shí)間2.5h，錫鹽、銻鹽的反應(yīng)產(chǎn)物沉積在含有硫酸鋇的重晶石礦粉 粉體表面；D、 步驟C的產(chǎn)物陳化1.5h，之后靜置40min，然后進(jìn)行洗滌、過濾，在85'C下干燥， 研磨、過篩，之后在700°0下煅燒1.511，再經(jīng)粉碎，得到納米級(jí)的含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉。準(zhǔn)確稱取5.00g復(fù)合導(dǎo)電粉，放入直徑為20.0mm的圓柱形模具中，施以40kg/cm2壓力， 制得圓片狀塊體，測(cè)其體積電阻率。復(fù)合導(dǎo)電粉的顆粒尺寸由透射電子顯微鏡測(cè)定。 測(cè)得復(fù)合導(dǎo)電粉的體積電阻率為82Q*cm，平均顆粒尺寸為30 50nm。實(shí)施例2A、分別準(zhǔn)確稱取平均粒度小于200nm的重晶石粉10g和10mL蒸餾水，加入反應(yīng)器中， 再加入0.005g多磷酸并進(jìn)行攪拌，待重晶石粉分散均勻后，加入一定量的硫酸，攪拌均勻，
將其pH值調(diào)節(jié)的為l，制成懸浮液礦漿；B、 將4.395gSnCLr5H20與0.286gSbCl3溶解于125mL當(dāng)量為8N的鹽酸中，制成酸性混 合溶液，該酸性混合液中錫的濃度為0.1mol/L，錫和銻的摩爾比控制為10: 1;C、 配制lmol/L的氨水，在攪拌條件下與步驟B獲得的混合溶液同時(shí)滴加入步驟A獲得 的懸浮液礦漿，調(diào)節(jié)酸、堿液的流量，維持反應(yīng)體系pH值在l，且控制反應(yīng)溫度在6(TC，攪 拌速度為150轉(zhuǎn)/min，反應(yīng)時(shí)間2，5h，錫鹽、銻鹽的反應(yīng)產(chǎn)物沉積在重晶石粉體表面；D、 步驟C的產(chǎn)物陳化1.5h，之后靜置40min，然后進(jìn)行洗滌、過濾，在90。C下干燥， 研磨、過篩，之后在700'C下煅燒2h，再經(jīng)粉碎，得到納米級(jí)的含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉。準(zhǔn)確稱取5.00g復(fù)合導(dǎo)電粉，放入直徑為20.0mm的圓柱形模具中，施以40kg/cm2壓力， 制得圓片狀塊體，測(cè)其體積電阻率。復(fù)合導(dǎo)電粉的顆粒尺寸由透射電子顯微鏡測(cè)定。 測(cè)得復(fù)合導(dǎo)電粉的體積電阻率為65Q'cm，平均顆粒尺寸為35 60nm。實(shí)施例3A、 分別準(zhǔn)確稱取平均粒度小于200nm的重晶石礦粉20g和lOOmL蒸餾水，加入反應(yīng)器 中，再加入0.005g多磷酸并進(jìn)行攪拌，待重晶石礦粉分散均勻后，并加入一定量的硫酸，攪 拌均勻，調(diào)節(jié)其pH值為4，制成懸浮液礦漿；B、 將8.79gSnCl4.5H20與1.144gSbCl3溶解于50mL當(dāng)量為8N的鹽酸中，制成酸性混合 溶液，該酸性混合液中錫的濃度為O.5mol/L,錫和銻的摩爾比為5: 1。C、 配制lmol/L的氨水，在攪拌條件下與步驟B獲得的混合溶液同時(shí)滴加入步驟A獲得 的懸浮液礦漿，調(diào)節(jié)酸、堿液的流量，維持反應(yīng)體系pH值在4，且控制反應(yīng)溫度在7(TC，攪 拌速度為300轉(zhuǎn)/min，反應(yīng)時(shí)間2h，錫鹽、銻鹽的反應(yīng)產(chǎn)物沉積在硫酸鋇粉體表面；D、 將步驟C的產(chǎn)物陳化2h,之后靜置30min，然后進(jìn)行洗滌、過濾，在90。C下干燥， 研磨、過篩，之后在85(TC下煅燒1.5h，再經(jīng)粉碎，得到納米級(jí)的含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉。準(zhǔn)確稱取5.00g復(fù)合導(dǎo)電粉，放入直徑為20.0mm的圓柱形模具中，施以40kg/cm2壓力， 制得圓片狀塊體，測(cè)其體積電阻率。復(fù)合導(dǎo)電粉的顆粒尺寸由透射電子顯微鏡測(cè)定。 測(cè)得復(fù)合導(dǎo)電粉的體積電阻率為32Q'cm，平均顆粒尺寸為25 50nm。實(shí)施例4A、分別準(zhǔn)確稱取平均粒度小于200nm的重晶石礦粉100g和50mL蒸餾水，加入反應(yīng)器 中，再加入0.0375g多磷酸并進(jìn)行攪拌，待重晶石礦粉分散均勻后，并加入一定量的硫酸，攪
拌均勻，調(diào)節(jié)其pH值為2.5，制成懸浮液礦漿。
B、 將21.975gSnCLr5H2O與0.715gSbCl3溶解于62.68mL當(dāng)量為8N的鹽酸中，制成酸性 混合溶液，該酸性混合液中錫的濃度為1.0mol/L，錫和銻的摩爾比為20: 1;C、 配制0.5mol/L的氨水，在攪拌條件下與步驟B獲得的混合溶液同時(shí)滴加入步驟A獲 得的懸浮液礦漿，調(diào)節(jié)酸、堿液的流量，維持反應(yīng)體系pH值為2.5，且控制反應(yīng)溫度在70℃， 攪拌速度為500轉(zhuǎn)/min，反應(yīng)時(shí)間2h，錫鹽、銻鹽的反應(yīng)產(chǎn)物沉積在硫酸鋇粉體表面；D、 步驟C的產(chǎn)物陳化2h，之后靜置30min，然后進(jìn)行洗滌、過濾，在90℃下干燥，研 磨、過篩，之后在600℃下煅燒3h，再經(jīng)粉碎，得到納米級(jí)的含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉。
準(zhǔn)確稱取5.00g復(fù)合導(dǎo)電粉，放入直徑為20.0mm的圓柱形模具中，施以40kg/cm2壓力， 制得圓片狀塊體，測(cè)其體積電阻率。復(fù)合導(dǎo)電粉的顆粒尺寸由透射電子顯微鏡測(cè)定。 測(cè)得復(fù)合導(dǎo)電粉的體積電阻率為53Ωm，平均顆粒尺寸為50 105nm。
實(shí)施例5
A、 分別準(zhǔn)確稱取平均粒度小于200nm的重晶石礦粉100g和700mL蒸餾水，加入反應(yīng)器 中，再加入0.14g多磷酸并進(jìn)行攪拌，待重晶石礦粉分散均勻后，并加入一定量的硫酸，攪拌 均勻，調(diào)節(jié)其pH值為5.5，制成懸浮液礦漿；B、 將21.975gSnCl4'5H20與0.143gSbCl3溶解于3U4mL當(dāng)量為8N的鹽酸中，制成酸性 混合溶液，該酸性混合液中錫的濃度為2mol/L,錫和銻的摩爾比控制為100: 1;C、 配制2mol/L的氨水，在攪拌條件下與步驟B獲得的混合溶液同時(shí)滴加入步驟A獲得 的懸浮液礦漿，調(diào)節(jié)酸、堿液的流量，維持反應(yīng)體系pH值為5.5，且控制反應(yīng)溫度在75℃， 攪拌速度為800轉(zhuǎn)/min，反應(yīng)時(shí)間4h，錫鹽、銻鹽的反應(yīng)產(chǎn)物沉積在硫酸鋇表面；D、 步驟C的產(chǎn)物陳化3h，之后靜置20min，然后進(jìn)行洗滌、過濾，在100℃下干燥，研 磨、過篩，之后在500℃下煅燒4.5h，再經(jīng)粉碎，得到納米級(jí)的含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉。
準(zhǔn)確稱取5.00g復(fù)合導(dǎo)電粉，放入直徑為20.0mm的圓柱形模具中，施以40kg/cn^壓力， 制得圓片狀塊體，測(cè)其體積電阻率。復(fù)合導(dǎo)電粉的顆粒尺寸由透射電子顯微鏡測(cè)定。 測(cè)得復(fù)合導(dǎo)電粉的體積電阻率為46Q'cm,平均顆粒尺寸為35 60nm。
上述實(shí)施例中，也可以將重晶石粉更換為硫酸鋇粉體，同樣可以制備出含有硫酸鋇的復(fù) 合導(dǎo)電粉。
多磷酸也可更換為多磷酸鈉或者多磷酸鈣。
錫鹽也可使用其他可溶于水的錫鹽，如硝酸錫或硫酸錫；銻鹽也可以使用其他可溶于水的銻鹽，如硝酸銻或硫酸銻。氨水可更換為氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀水溶液或者氫氧化鈣水溶液。 上述實(shí)施例中的各原料使用量，反應(yīng)條件均可以在前述的各自范圍調(diào)整，均不影響本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)。上述實(shí)施例僅用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，并不構(gòu)成對(duì)權(quán)利要求范圍的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以想到的其他替代手段，均在本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉，其特征在于，包括含有硫酸鋇的粉體，所述的含有硫酸鋇 的粉體表面包覆有二氧化錫和三氧化二銻。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉，其特征在于，所述的含有硫酸鋇的粉體 與二氧化錫、三氧化二銻的質(zhì)量比為100: 0.5 40: 0.0038 22。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉，其特征在于，所述的含有硫酸鋇的粉體為礦石粉o
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉，其特征在于，所述的含有硫酸鋇的粉體 為硫酸鋇粉體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l一4任一權(quán)利要求所述的含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉，其特征在于，所述的 含有硫酸鋇的粉體粒徑為10 200nm。
6. 制備權(quán)利要求1_5任一權(quán)利要求所述的含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉的方法，其特征在于， 包括以下步驟A、 將含有硫酸鋇的粉體與水混和均勻，制成懸浮液，并調(diào)節(jié)懸浮液為酸性；B、 將錫鹽和銻鹽溶于水中制成酸性混合溶液，使該酸性混合液中錫離子的濃度為0.05 2.5mol/L，錫離子和銻離子的摩爾比為100: 0.1~35;C、 將堿液與步驟B獲得的酸性混合溶液同時(shí)滴加入步驟A獲得的懸浮液中，加入的同時(shí) 進(jìn)行攪拌，維持懸浮液的pH值在1 6范圍內(nèi)，且控制反應(yīng)溫度為50 80'C;D、 將步驟C獲得的產(chǎn)物陳化lh 3h，之后靜置20min以上，然后洗滌，過濾，干燥，研 磨，過篩，之后在450 850"C下煅燒1 5h。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉的方法，其特征在于，所述的步驟A 中，含有硫酸鋇的粉體與水的重量比為1: 0.5 8。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制備含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉的方法，其特征在于，所述的步 驟A中，將含有硫酸鋇的粉體與水混和后，按照每升水中0.01 1.00克的含量加入分散劑， 制成懸浮液。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉的方法，其特征在于，所述的分散劑 選自多磷酸或多磷酸鹽中的一種或兩種。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉的方法，其特征在于，所述的步驟A 中，調(diào)節(jié)懸浮液的pH值為1 6。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉的方法，其特征在于，步驟A中，所 述的含有硫酸鋇的粉體粒徑為10 200nm。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉的方法，其特征在于，所述的含有 硫酸鋇的粉體為礦石粉。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉的方法，其特征在于，所述的含有 硫酸鋇的粉體為硫酸鋇粉體。
14. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉的方法，其特征在于，所述的步驟B 中，錫鹽選自氯化錫、硝酸錫或硫酸錫中的一種或多種；銻鹽選自氯化銻、硝酸銻或硫酸 銻中的一種或兩種以上。
15. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉的方法，其特征在于，步驟C中，所 述的堿液為氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀水溶液、氫氧化鈣水溶液、氨水中的一種或兩種以 上。
16. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉的方法，其特征在于，步驟C中，攪 拌速度為150 800轉(zhuǎn)/min，反應(yīng)時(shí)間為2 4h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉，其特征在于，包括含有硫酸鋇的粉體，所述的含有硫酸鋇的粉體表面包覆有二氧化錫和三氧化二銻。本發(fā)明中的含有硫酸鋇的復(fù)合導(dǎo)電粉具有粒徑小、白度高、分散性好、導(dǎo)電性能優(yōu)良的特點(diǎn)，并且生產(chǎn)成本低、工藝簡(jiǎn)單，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)H01B1/08GK101123126SQ20071004684
公開日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2007年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月9日
發(fā)明者劉曉榮, 劉長(zhǎng)盛, 焰 陳 申請(qǐng)人:上海安億納米材料有限公司