導(dǎo)電硫酸鈣晶須的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電硫酸鈣晶須的制備方法，特征是，包括以下步驟：（1）將錫鹽和銻鹽溶解在鹽酸溶液中，得到混合溶液A；混合溶液A中銻鹽和錫鹽的摩爾比為1～50:100；（2）將硫酸鈣晶須在水中打漿，并超聲處理進(jìn)行充分分散，得到硫酸鈣懸浮液，硫酸鈣懸浮液的固含量為1～20%；將混合溶液A滴入硫酸鈣懸浮液中，混合溶液A與硫酸鈣懸浮液的體積比為5～30:100，并用濃度為1～10mol/L的堿液調(diào)節(jié)pH值為1～4，得到淺黃色懸濁液；其中，錫鹽與硫酸鈣的摩爾比為1～50:100；（3）將懸濁液進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、干燥后研磨成顆粒；再400～800℃高溫處理1～5小時(shí)，得到所述的導(dǎo)電硫酸鈣晶須。本發(fā)明得到的導(dǎo)電硫酸鈣晶須導(dǎo)電性能優(yōu)異、成本低廉、形貌均勻。
【專利說(shuō)明】導(dǎo)電硫酸鈣晶須的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電硫酸鈣晶須的制備方法，屬于化工【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]靜電作為一種普遍物理現(xiàn)象，近十多年來(lái)伴隨著集成電路的飛速發(fā)展和高分子材料的廣泛應(yīng)用，其作用力、放電和感應(yīng)現(xiàn)象引起的危害日益凸顯。為了避免這些危害，國(guó)內(nèi)外許多科研人員都在通過(guò)不同的途徑去尋找解決方法，而通過(guò)物理或化學(xué)方法賦予材料一定的導(dǎo)電/抗靜電性能，已成為解決一系列靜電危害最直接又有效的重要方法。目前，比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法是在涂料、塑料、橡膠、纖維等高電阻率的材料中添加導(dǎo)電粉體，使制品保持優(yōu)良的成型加工性能的同時(shí)，又具有導(dǎo)電/防靜電的功能。這種方法相比單純的制備導(dǎo)電有機(jī)高分子化合物而言，其具有較大的成本優(yōu)勢(shì)，相比在高分子材料內(nèi)部或外部添加有機(jī)抗靜電劑而言，其導(dǎo)電和抗靜電效果更加穩(wěn)定和持久。
[0003]隨著研究的不斷發(fā)展和深入，導(dǎo)電粉體的種類也是越來(lái)越多，不過(guò)總的來(lái)說(shuō)，可以歸為以下三大類別:炭系粉體(如炭黑、石墨、石墨烯、碳纖維等)、金屬系粉體(如銀粉、金粉、電解銅粉、片狀鎳粉、鋁粉、金屬纖維等)、金屬氧化物系粉體。其中，炭系粉體能賦予材料良好的導(dǎo)電性能，是科研人員一直以來(lái)研究的焦點(diǎn)，特別是新興材料石墨烯，更是憑借其優(yōu)良的導(dǎo)電性和電化學(xué)性能，成為了大家爭(zhēng)相研究的對(duì)象。但是，碳系粉體有一個(gè)致命的缺點(diǎn)，就是使材料的色彩單一、著色性差，很難滿足不同用戶和領(lǐng)域的要求；金屬粉體中銅、鐵、鋁等易氧化而降低導(dǎo)電性能，金、銀的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定但價(jià)格成本太高；許多金屬氧化物粉體多數(shù)導(dǎo)電性較差，且顏色深。 [0004]隨著高分子材料應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，電子制品、通訊產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展和普及，人們對(duì)潔凈生活環(huán)境的要求不斷提高，需要施行防靜電的范圍越來(lái)越廣，開(kāi)發(fā)色淺、導(dǎo)電性好、穩(wěn)定性高、成本低的導(dǎo)電填料具有廣闊的市場(chǎng)前景。
[0005]摻雜銻的二氧化錫，具有優(yōu)秀的導(dǎo)電特性，但是粉體白度很低，顯然不符合色淺導(dǎo)電粉體的要求。對(duì)于高分子纖維而言，無(wú)機(jī)粉體顆粒的添加會(huì)帶來(lái)粉體能否均勻在纖維內(nèi)分布的難題，所以要盡可能少地添加導(dǎo)電顆粒，而同時(shí)又要使纖維具有一定的導(dǎo)電性。
[0006]為解決這一難題，晶須作為一種新型改性材料逐漸受到重視。如果用晶須替代顆粒作為基體制備導(dǎo)電填料加入導(dǎo)電纖維中，則能夠具有比顆粒更好的分散性，而且由于晶須是棒狀結(jié)構(gòu)，分散在纖維中可以通過(guò)搭接的方式首尾相接，更利于纖維導(dǎo)電。此外，晶須材料的長(zhǎng)徑比較高，對(duì)高分子纖維的形態(tài)和各方面性能影響也較顆粒材料小的多。而且，一些研究結(jié)果表明，少量晶須的添加對(duì)高分子材料的各項(xiàng)力學(xué)性能反而起到了顯著的改善作用。
[0007]經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利:CN 200410015659.0，名稱為導(dǎo)電晶須的制備方法，該專利自述為:一種導(dǎo)電晶須的制備方法，其中晶須原料為六鈦酸鉀，尺寸為直徑0.1~2Mm,長(zhǎng)度為I~20 Mm,銻錫的混合溶液中，銻與錫的摩爾比為I~20%,該導(dǎo)電晶須的電阻率在25 Ω 以下，白度在80以上。此法雖然得到了導(dǎo)電的晶須，但是此法缺乏對(duì)錫銻固溶體顆粒粒徑的控制，且原料六鈦酸鉀晶須尺寸比較大，價(jià)格成本較高，在實(shí)際投入生產(chǎn)之前仍有許多方面有待進(jìn)一步改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種導(dǎo)電硫酸鈣晶須的制備方法，得到的導(dǎo)電硫酸鈣晶須導(dǎo)電性能優(yōu)異、成本低廉、形貌均勻。
[0009]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種導(dǎo)電硫酸鈣晶須的制備方法，特征是，包括以下步驟:
(1)將錫鹽和銻鹽溶解在鹽酸溶液中，得到混合溶液A;混合溶液A中銻鹽和錫鹽的摩爾比為I~50:100，鹽酸溶液的質(zhì)量百分濃度為5%~20% ；
(2)將硫酸鈣晶須在水中打漿，并超聲處理進(jìn)行充分分散，得到硫酸鈣懸浮液，硫酸鈣懸浮液的固含量為I~20% ;將混合溶液A滴入硫酸鈣懸浮液中，混合溶液A與硫酸鈣懸浮液的體積比為5~30:100，并用濃度為I~lOmol/L的堿液調(diào)節(jié)pH值為I~4，溫度為40~80°C，滴定時(shí)間為20~60min，得到淺黃色懸濁液；其中，錫鹽與硫酸鈣的摩爾比為
I~50:100 ;
(3)將步驟(2)得到的懸濁液進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、干燥后研磨成顆粒；再400~800°C高溫處理I~5小時(shí)，得到所述的導(dǎo)電硫酸鈣晶須。
[0010]步驟(1)中，所述錫鹽為硫酸錫、氯化錫、氯化亞錫或硝酸錫。
[0011]步驟(1)中，所述銻鹽為硫酸銻、氯化銻、硝酸銻或醋酸銻。
[0012]步驟(2)中，所述堿液為氨水、尿素、碳酸銨、碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鈉或氫氧化鉀。
[0013]步驟(2)中，超聲處理時(shí)間為10~60 min，超聲處理功率為60~3600W。
[0014]步驟(3)中，所述干燥溫度為60~100 °C，干燥時(shí)間為6~16小時(shí)。
[0015]本發(fā)明所用到的硫酸鈣晶須其生產(chǎn)成本的優(yōu)勢(shì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他晶須，也就是說(shuō)，以硫酸鈣晶須為原料制得的產(chǎn)品，既能起到對(duì)材料性能良好的改性作用，又可控制材料的成本；本發(fā)明得到的導(dǎo)電硫酸鈣晶須具有導(dǎo)電性能優(yōu)異、成本低廉、形態(tài)優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為電鏡標(biāo)尺為20Mm時(shí)，導(dǎo)電硫酸鈣晶須的掃描電鏡照片。
[0017]圖2為電鏡標(biāo)尺為IOMm時(shí)，導(dǎo)電硫酸鈣晶須的掃描電鏡照片。
[0018]圖3為電鏡標(biāo)尺為5Mm時(shí)，導(dǎo)電硫酸鈣晶須的掃描電鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]實(shí)施例1:一種導(dǎo)電硫酸鈣晶須的制備方法，包括以下步驟:
(1)將硫酸鈣晶須在水中打漿，并超聲處理進(jìn)行充分分散，超聲處理時(shí)間為10min，超聲處理功率為3600W，得到硫酸鈣懸浮液，硫酸鈣懸浮液的固含量為1%; (2)向硫酸鈣懸浮液中滴入銻錫混合溶液，銻錫混合溶液與硫酸鈣懸浮液的體積比為5:100，銻錫混合溶液由硫酸錫和硫酸銻溶解在質(zhì)量百分濃度為5%鹽酸溶液中得到，銻錫混合溶液中硫酸銻和硫酸錫的摩爾比為1:100，硫酸錫與硫酸鈣的摩爾比為1:100 ;并用濃度為lmol/L的氨水調(diào)節(jié)pH值為1，溫度為40°C，滴定時(shí)間為60min，得到淺黃色懸濁液；
(3)將步驟(2)得到的懸濁液進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、于60 °C干燥16小時(shí)后研磨成顆粒；再400°C高溫處理5小時(shí)，得到所述的導(dǎo)電硫酸鈣晶須。得到的導(dǎo)電硫酸鈣晶須的體積電阻率為 80Ω.αιι，白度值 L=90。
[0021]實(shí)施例2:—種導(dǎo)電硫酸鈣晶須的制備方法，包括以下步驟:
(1)將硫酸鈣晶須在水中打漿，并超聲處理進(jìn)行充分分散，超聲處理時(shí)間為60min，超聲處理功率為60W，得到硫酸鈣懸浮液，硫酸鈣懸浮液的固含量為20% ；
(2)向硫酸鈣懸浮液中滴入銻錫混合溶液，銻錫混合溶液與硫酸鈣懸浮液的體積比為30:100,銻錫混合溶液由氯化錫和氯化銻溶解在質(zhì)量百分濃度為20%鹽酸溶液中得到，銻錫混合溶液中氯化銻和氯化錫的摩爾比為50:100，氯化錫與硫酸鈣的摩爾比為50:100 ;并用濃度為lOmol/L的尿素調(diào)節(jié)pH值為4，溫度為80°C，滴定時(shí)間為20min，得到淺黃色懸濁液；
(3)將步驟(2)得到的懸濁液進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、于100°C干燥6小時(shí)后研磨成顆粒；再800°C高溫處理I小時(shí)，得到所述的導(dǎo)電硫酸鈣晶須。得到的導(dǎo)電硫酸鈣晶須的體積電阻率為 20 Ω.αιι，白度值 L=75。
[0022]實(shí)施例3:—種導(dǎo)電硫酸鈣晶須的制備方法，包括以下步驟:
(1)將硫酸鈣晶須在水 中打漿，并超聲處理進(jìn)行充分分散，超聲處理時(shí)間為30min，超聲處理功率為360W，得到硫酸鈣懸浮液，硫酸鈣懸浮液的固含量為3% ；
(2)向硫酸鈣懸浮液中滴入銻錫混合溶液，銻錫混合溶液與硫酸鈣懸浮液的體積比為10:100,銻錫混合溶液由硝酸錫和硝酸銻溶解在質(zhì)量百分濃度為5%鹽酸溶液中得到，銻錫混合溶液中硝酸鋪和硝酸錫的摩爾比為20:100,硝酸錫與硫酸鈣的摩爾比為20:100 ;并用濃度為5mol/L的氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值為2，溫度為60°C，滴定時(shí)間為30min，得到淺黃色懸濁液；
(3)將步驟(2)得到的懸濁液進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、于80°C干燥10小時(shí)后研磨成顆粒；再600°C高溫處理2小時(shí)，得到所述的導(dǎo)電硫酸鈣晶須。得到的導(dǎo)電硫酸鈣晶須的體積電阻率為45Q*cm,白度值L=85。
[0023]本發(fā)明得到的導(dǎo)電硫酸鈣晶須的體積電阻率采用四探針?lè)y(cè)量，本發(fā)明得到的導(dǎo)電硫酸鈣晶須的體積電阻率為20~80 Ω -cm,白度值(L)為75~95。
[0024]本發(fā)明的導(dǎo)電硫酸鈣晶須，采用形貌均勻的硫酸鈣晶須作為基體，因此導(dǎo)電晶須的尺寸不會(huì)因?yàn)殪褵龝r(shí)間、溫度等因素變化而發(fā)生改變，從而保持產(chǎn)品形貌的均勻性，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足。如圖1~圖3所示,分別為電鏡標(biāo)尺為20Mm、10Mm、5Mm時(shí),導(dǎo)電硫酸鈣晶須的掃描電鏡照片。由圖1~圖3可以看出，本發(fā)明得到的導(dǎo)電硫酸鈣晶須形貌均勻性較好、形態(tài)優(yōu)良。
【權(quán)利要求】
1.一種導(dǎo)電硫酸鈣晶須的制備方法，其特征是，包括以下步驟: (1)將錫鹽和銻鹽溶解在鹽酸溶液中，得到混合溶液A;混合溶液A中銻鹽和錫鹽的摩爾比為I~50:100，鹽酸溶液的質(zhì)量百分濃度為5%~20% ； (2)將硫酸鈣晶須在水中打漿，并超聲處理進(jìn)行充分分散，得到硫酸鈣懸浮液，硫酸鈣懸浮液的固含量為I~20% ;將混合溶液A滴入硫酸鈣懸浮液中，混合溶液A與硫酸鈣懸浮液的體積比為5~30:100，并用濃度為I~lOmol/L的堿液調(diào)節(jié)pH值為I~4，溫度為40~80°C，滴定時(shí)間為20~60min，得到淺黃色懸濁液；其中，錫鹽與硫酸鈣的摩爾比為I ~50:100 ; (3)將步驟(2)得到的懸濁液進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、干燥后研磨成顆粒；再400~800°C高溫處理I~5小時(shí)，得到所述的導(dǎo)電硫酸鈣晶須。
2.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電硫酸鈣晶須的制備方法，其特征是:步驟(1)中，所述錫鹽為硫酸錫、氯化錫、氯化亞錫或硝酸錫。
3.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電硫酸鈣晶須的制備方法，其特征是:步驟(1)中，所述銻鹽為硫酸銻、氯化銻、硝酸銻或醋酸銻。
4.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電硫酸鈣晶須的制備方法，其特征是:步驟(2)中，所述堿液為氨水、尿素、碳酸銨、碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鈉或氫氧化鉀。
5.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電硫酸鈣晶須的制備方法，其特征是:步驟(2)中，超聲處理時(shí)間為10~60 min，超聲處理功率為60~3600W。
6.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電硫酸鈣晶須的制備方法，其特征是:步驟(3)中，所述干燥溫度為60~100 °C,干燥時(shí)間為6~16小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C30B29/62GK103952765SQ201410180863
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】高強(qiáng), 葛明橋, 劉婉婉, 馬慧 申請(qǐng)人:江南大學(xué)