CN102496401A - 一种浅色、隔热性好且不易团聚的导电粉体及制备方法 - Google Patents
一种浅色、隔热性好且不易团聚的导电粉体及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种浅色、隔热性好且不易团聚的导电粉体,其原料及质量比为:SbCl3∶SnCl4·5H2O∶AlCl3·6H2O为1∶10~25∶0.5~2。先将三种原料加入HCl水溶液中得到混合物A;再向混合物A中加入配位剂得到混合物B;过滤混合物B得到澄清的溶液;再向该溶液中滴入氨水,使溶液的pH值为3~4;再将溶液加热至40~50℃,恒温搅拌至溶液颜色不再改变为止,溶液中有黄色的沉淀物,抽滤得到黄色的沉淀物,洗涤沉淀物,并将沉淀物烘干,研成100~140目的黄色前驱物;最后将干燥的前驱物在600℃下持续煅烧5~6小时,取出粉体再研磨成120~150目的细粉,在600℃下煅烧1小时,即得。
Description
技术领域
本发明属于导电粉体技术领域,具体涉及一种浅色、隔热性好且不易团聚的导电粉体及其制备方法。
背景技术
随着社会经济的迅猛发展,以及人们生活水平的不断提高,各种非金属材料日益进入生产、生活各领域,在给人们带来极大方便的同时,由于其容易受气流,液体流等的摩擦、撞击等易产生静电,静电聚集到一定程度就会引起放电,甚至可能引起击穿或发生火灾,因静电造成的事故呈逐年上升趋势。其中在石油、化工、橡胶、造纸、印刷、粉体加工、电子、纺织、电器等行业更为重要。给工农业生产和人民生活带来严重的损失,因此必须采取措施防止或消除静电。
目前广泛用作抗静电材料的导电粉主要为碳黑,金属粒子和有机高分子等。以炭黑为主的炭黑粉、石墨粉、碳纤维的导电性差、耐热耐蚀性差、隔热性差、颜色深,不宜生产浅色导电材料;金粉和银粉的价格昂贵,主要应用在导电性和电磁屏蔽要求非常高的场合;而铜粉、镍粉、铝粉等又存在容易氧化、导电稳定性差等缺点;有机高分子对于环境的要求比较苛刻,如湿度的微小变化就会大大改变其抗静电效果。
因此,开发新的性价比高的导电粉是近年来研究的重点。金属氧化物导电粉末,如掺锑氧化锡、氧化锌和氧化钛等具有半导体特性的材料,由于独特的稳定性和广泛的应用领域而得到迅速发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种浅色、隔热性好且不易团聚的导电粉体,以克服现有的导电粉体导电性差、颜色深、隔热性差的问题。
本发明的另一个目的是提供上述导电粉体的制备方法。
本发明所采用的技术方案是,一种浅色、隔热性好且不易团聚的导电粉体,其特征在于:制得该导电粉体有效成分的原料及质量比为:SbCl3∶SnCl4·5H2O∶AlCl3·6H2O为1∶10~25∶0.5~2。
本发明所采用的另一个技术方案是,上述导电粉体的制备方法,包括以下操作步骤:
步骤1,
称取原料SbCl3、SnCl4·5H2O和AlCl3·6H2O,且SbCl3∶SnCl4·5H2O∶AlCl3·6H2O的质量比为1∶10~25∶0.5~2;
步骤2,
将SbCl3、SnCl4·5H2O和AlCl3·6H2O加入2mol·l-1的HCl水溶液中,搅拌溶解得到混合物A;其中,每50mlHCl水溶液中加入10gSbCl3、SnCl4·5H2O和AlCl3·6H2O;再向混合物A中加入配位剂,配位剂与SbCl3的质量比为1∶11,搅拌溶解得到混合物B;
步骤3,
过滤混合物B中的杂质,得到澄清的溶液;再向该溶液中滴入氨水,使溶液的pH值为3~4;再将溶液加热至40~50℃,恒温搅拌至溶液颜色不再改变为止,溶液中有黄色的沉淀物,抽滤,得到黄色的沉淀物,并将该沉淀物自然冷却至室温;
步骤4,
依次用去离子水和无水乙醇洗涤沉淀物再抽滤,循环洗涤和抽滤数次,直至滤液中无Cl-,取出沉淀物;
步骤5,
将沉淀物烘干,然后在研钵中研成100~140目的细粉,得浅黄色前驱物;
步骤6,
将干燥的前驱物装在坩埚中放入马弗炉中,在600℃高温下持续煅烧5~6小时,随炉自然冷却至室温后,取出粉体再研磨成120~150目的细粉,研磨后再将粉体装在坩埚中放入马弗炉中,在600℃高温下继续持续煅烧1小时,取出,冷却至室温即得到浅灰色导电粉体。
其中,配位剂为酒石酸和十六烷基三甲基溴化铵,酒石酸和十六烷基三甲基溴化铵的质量比为1∶1。
本发明的有益效果是,制备出的导电粉体导电性能好,颜色浅,隔热性好,粉体的粒径为0.05μm~1μm,不易团聚;可广泛添加于玻璃、塑料及树脂中,起导电、防静电辐射、阻隔红外线的作用。
附图说明
图1是本发明实施例1制备出导电粉体A的粒度分布情况图;
图2是本发明实施例2制备出导电粉体B的粒度分布情况图;
图3是本发明实施例3制备出导电粉体C的粒度分布情况图;
图4是本发明实施例4制备出导电粉体D的粒度分布情况图;
图5是本发明实施例5制备出导电粉体E的粒度分布情况图。
具体实施方式
实施例1
一种浅色、隔热性好且不易团聚的导电粉体的制备方法,包括以下操作步骤:
将1gSbCl3、15gSnCl4·5H2O和1.5gAlCl3·6H2O加入87.5ml摩尔浓度为2mol·l-1的HCl水溶液中,搅拌溶解得到混合物A;再向混合物A中加入0.045g的酒石酸和0.045g十六烷基三甲基溴化铵,搅拌溶解得到混合物B;过滤混合物B中的杂质,得到澄清的溶液;再向该溶液中滴入氨水,使溶液的pH值为3.5;再将溶液加热至40℃,恒温搅拌至溶液颜色不再改变为止,溶液中有黄色的沉淀物,抽滤,得到黄色的沉淀物,并将该沉淀物自然冷却至室温;依次用去离子水和无水乙醇洗涤沉淀物再抽滤,循环洗涤和抽滤3次后,检测出滤液中无Cl-,取出沉淀物;将沉淀物在100℃烘箱中烘干2小时,然后在研钵中研成100~140目的细粉,得浅黄色前驱物;将干燥的前驱物装在坩埚中放入马弗炉(气氛为空气),在600℃高温下持续煅烧5小时,随炉自然冷却至室温后,取出粉体再研磨成120~150目的细粉,研磨后再将粉体装在坩埚中放入马弗炉(气氛为空气),在600℃高温下继续持续煅烧1小时,取出,冷却至室温即得到浅灰色的导电粉体A。
从图1可以看出,本实施例制备导电粉体的粒径分布较窄,粉体的粒径在0.1μm~1μm,说明粉体粒径均匀且没有较大的团聚。
实施例2
一种浅色、隔热性好且不易团聚的导电粉体的制备方法,包括以下操作步骤:
将1gSbCl3、20gSnCl4·5H2O和1.5gAlCl3·6H2O加入112.5ml摩尔浓度为2mol·l-1的HCl水溶液中,搅拌溶解得到混合物A;再向混合物A中加入0.045g的酒石酸和0.045g十六烷基三甲基溴化铵,搅拌溶解得到混合物B;过滤混合物B中的杂质,得到澄清的溶液;再向该溶液中滴入氨水,使溶液的pH值为4;再将溶液加热至50℃,恒温搅拌至溶液颜色不再改变为止,溶液中有黄色的沉淀物,抽滤,得到黄色的沉淀物,并将该沉淀物自然冷却至室温;依次用去离子水和无水乙醇洗涤沉淀物再抽滤,循环洗涤和抽滤4次后,检测出滤液中无Cl-,取出沉淀物;将沉淀物在100℃烘箱中烘干2小时,然后在研钵中研成100~140目的细粉,得浅黄色前驱物;将干燥的前驱物装在坩埚中放入马弗炉(气氛为空气)中,在600℃高温下持续煅烧5.5小时,随炉自然冷却至室温后,取出粉体再研磨成120~150目的细粉,研磨后再将粉体装在坩埚中放入马弗炉(气氛为空气)中,在600℃高温下继续持续煅烧1小时,取出,冷却至室温即得到浅灰色导电粉体B。
从图2可以看出,本实施例制备导电粉体的粒径分布较窄,粉体的粒径在0.1μm~1μm,说明粉体粒径均匀且没有较大的团聚。
实施例3
一种浅色且、隔热性好且不易团聚的导电粉体的制备方法,包括以下操作步骤:
将1gSbCl3、10gSnCl4·5H2O和2gAlCl3·6H2O加入65ml摩尔浓度为2mol·l-1的HCl水溶液中,搅拌溶解得到混合物A;再向混合物A中加入0.045g的酒石酸和0.045g十六烷基三甲基溴化铵,搅拌溶解得到混合物B;过滤混合物B中的杂质,得到澄清的溶液;再向该溶液中滴入氨水,使溶液的pH值为3;再将溶液加热至45℃,恒温搅拌至溶液颜色不再改变为止,溶液中有黄色的沉淀物,抽滤,得到黄色的沉淀物,并将该沉淀物自然冷却至室温;依次用去离子水和无水乙醇洗涤沉淀物再抽滤,循环洗涤和抽滤5次后,检测出滤液中无Cl-,取出沉淀物;将沉淀物在100℃烘箱中烘干2小时,然后在研钵中研成100~140目的细粉,得浅黄色前驱物;将干燥的前驱物装在坩埚中放入马弗炉(气氛为空气),在600℃高温下持续煅烧6小时,随炉自然冷却至室温后,取出粉体再研磨成120~150目的细粉,研磨后再将粉体装在坩埚中放入马弗炉(气氛为空气),在600℃高温下继续持续煅烧1小时,取出,冷却至室温即得到浅灰色导电粉体C。
从图3可以看出,本实施例制备导电粉体的粒径分布较窄,粉体的粒径在0.05μm~1μm,说明粉体粒径均匀且没有较大的团聚。
实施例4
一种浅色、隔热性好且不易团聚的导电粉体的制备方法,包括以下操作步骤:
将1gSbCl3、25gSnCl4·5H2O和2gAlCl3·6H2O加入140ml摩尔浓度为2mol·l-1的HCl水溶液中,搅拌溶解得到混合物A;再向混合物A中加入0.045g的酒石酸和0.045g十六烷基三甲基溴化铵,搅拌溶解得到混合物B;过滤混合物B中的杂质,得到澄清的溶液;再向该溶液中滴入氨水,使溶液的pH值为4;再将溶液加热至50℃,恒温搅拌至溶液颜色不再改变为止,溶液中有黄色的沉淀物,抽滤,得到黄色的沉淀物,并将该沉淀物自然冷却至室温;依次用去离子水和无水乙醇洗涤沉淀物再抽滤,循环洗涤和抽滤5次后,检测出滤液中无Cl-,取出沉淀物;将沉淀物在100℃烘箱中烘干2小时,然后在研钵中研成100~140目细粉,得浅黄色前驱物;将干燥的前驱物装在坩埚中放入马弗炉(气氛为空气),在600℃高温下持续煅烧6小时,随炉自然冷却至室温后,取出粉体再研磨成120~150目的细粉,研磨后再将粉体装在坩埚中放入马弗炉(气氛为空气),在600℃高温下继续持续煅烧1小时,取出,冷却至室温即得到浅灰色导电粉体D。
从图4可以看出,本实施例制备导电粉体的粒径分布较窄,粉体的粒径在0.09μm~1μm,说明粉体粒径均匀且没有较大的团聚。
实施例5
一种浅色、隔热性好且不易团聚的导电粉体的制备方法,包括以下操作步骤:
将1gSbCl3、20gSnCl4·5H2O和0.5gAlCl3·6H2O加入107.5ml摩尔浓度为2mol·l-1的HCl水溶液中,搅拌溶解得到混合物A;再向混合物A中加入0.045g的酒石酸和0.045g十六烷基三甲基溴化铵,搅拌溶解得到混合物B;过滤混合物B中的杂质,得到澄清的溶液;再向该溶液中滴入氨水,使溶液的pH值为4;再将溶液加热至42℃,恒温搅拌至溶液颜色不再改变为止,溶液中有黄色的沉淀物,抽滤,得到黄色的沉淀物,并将该沉淀物自然冷却至室温;依次用去离子水和无水乙醇洗涤沉淀物再抽滤,循环洗涤和抽滤5次后,检测出滤液中无Cl-,取出沉淀物;将沉淀物在100℃烘箱中烘干2小时,然后在研钵中研成100~140目细粉,得浅黄色前驱物;将干燥的前驱物装在坩埚中放入马弗炉(气氛为空气),在600℃高温下持续煅烧5小时,随炉自然冷却至室温后,取出粉体再研磨成120~150目的细粉,研磨后再将粉体装在坩埚中放入马弗炉(气氛为空气),在600℃高温下继续持续煅烧1小时,取出,冷却至室温即得到浅灰色导电粉体E。
从图5可以看出,本实施例制备导电粉体的粒径分布较窄,粉体的粒径在0.05μm~1μm,说明粉体粒径均匀且没有较大的团聚。
一、检测上述五个实施例制备出的导电粉体的电阻率如表1所示:
表1本发明制备方法制备出的导电粉体的电阻率
从表1可以看出,利用本发明方法制备出的导电粉体导电性能好,其电阻率者低于15Ω·cm。
二、隔热性的测定
预备六个一侧为开口的长方体纸盒,纸盒的尺寸为150mm×145mm×75mm,纸盒壁厚为4mm,盒体以泡沫塑料隔热层包裹厚度为15mm。试验分为以下六组:
1.玻璃上涂覆上涂层,涂层厚度0.2mm,涂层由实施例1制备导电粉A、苯丙乳液涂料和成膜剂按质量比为10∶40∶1.6的比例混合而成;
2.玻璃上涂覆上涂层,涂层厚度0.2mm,涂层由实施例2制备导电粉B、苯丙乳液涂料和成膜剂按质量比为10∶40∶1.6的比例混合而成;
3.玻璃上涂覆上涂层,涂层厚度0.2mm,涂层由实施例3制备导电粉C、苯丙乳液涂料和成膜剂按质量比为10∶40∶1.6的比例混合而成;
4.玻璃上涂覆上涂层,涂层厚度0.2mm,涂层由实施例4制备导电粉D、苯丙乳液涂料和成膜剂按质量比为10∶40∶1.6的比例混合而成;
5.玻璃上涂覆上涂层,涂层厚度0.2mm,涂层由实施例5制备导电粉E、苯丙乳液涂料和成膜剂按质量比为10∶40∶1.6的比例混合而成;
6.玻璃上涂覆上涂层,涂层厚度0.2mm,涂层由苯丙乳液涂料和成膜剂按质量比为40∶1.6的比例混合而成;
将六个涂覆有涂料的玻璃盖住各个纸盒的开口,有涂层的一面朝上,分别在玻璃的背面和纸盒内部的中间位置设置热电偶测温仪的探头;在玻璃正上方设置有红外光源,距离玻璃上表面40cm。每隔五分钟,记录一次纸盒内的空间温度和玻璃表面温度,共测6次,测量结果如表2所示:
表2添加不同配方导电粉的涂料其隔热性测试数据
由表2可以看出,在隔热性方面,本发明方法制备的导电粉能明显阻隔红外线,隔热性能优异。
Claims (3)
1.一种浅色、隔热性好且不易团聚的导电粉体,其特征在于:制得该导电粉体有效成分的原料及质量比为:SbCl3∶SnCl4·5H2O∶AlCl3·6H2O为1∶10~25∶0.5~2。
2.一种如权利要求1所述导电粉体的制备方法,其特征在于:包括以下操作步骤:
步骤1,
称取原料SbCl3、SnCl4·5H2O和AlCl3·6H2O,且SbCl3∶SnCl4·5H2O∶AlCl3·6H2O的质量比为1∶10~25∶0.5~2;
步骤2,
将SbCl3、SnCl4·5H2O和AlCl3·6H2O加入2mol·l-1的HCl水溶液中,搅拌溶解得到混合物A;其中,每50mlHCl水溶液中加入10gSbCl3、SnCl4·5H2O和AlCl3·6H2O;再向混合物A中加入配位剂,配位剂与SbCl3的质量比为1∶11,搅拌溶解得到混合物B;
步骤3,
过滤混合物B中的杂质,得到澄清的溶液;再向该溶液中滴入氨水,使溶液的pH值为3~4;再将溶液加热至40~50℃,恒温搅拌至溶液颜色不再改变为止,溶液中有黄色的沉淀物,抽滤,得到黄色的沉淀物,并将该沉淀物自然冷却至室温;
步骤4,
依次用去离子水和无水乙醇洗涤沉淀物再抽滤,循环洗涤和抽滤数次,直至滤液中无Cl-,取出沉淀物;
步骤5,
将沉淀物烘干,然后在研钵中研成100~140目的细粉,得浅黄色前驱物;
步骤6,
将干燥的前驱物装在坩埚中放入马弗炉中,在600℃高温下持续煅烧5~6小时,随炉自然冷却至室温后,取出粉体再研磨成120~150目的细粉,研磨后再将粉体装在坩埚中放入马弗炉中,在600℃高温下继续持续煅烧1小时,取出,冷却至室温即得到浅灰色导电粉体。
3.根据权利要求2所述导电粉体的制备方法,其特征在于:所述配位剂为酒石酸和十六烷基三甲基溴化铵,酒石酸和十六烷基三甲基溴化铵的质量比为1∶1。
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