專利名稱：一種含有硫酸鋇的復合導電粉及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種含有硫酸鋇的復合導電粉及其制備方法。
背景技術：
導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，使其具有導電性、抗靜電、屏蔽電磁波等功能，已經廣泛應用于石油、化工、航空、軍 事、電子、通信、汽車、紡織等行業。
導電粉一般分為碳系(碳黑、石墨、碳纖維)、金屬系(金屬粉末、金屬片、金屬纖維)、 有機系、金屬氧化物系及復合系列。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，不易調色，生產和使用易玷污工作環境。碳纖維成本高，加工困 難。金屬系主要包括金、銀、銅、鎳等，金粉和銀粉化學穩定性高、導電性好，但價格昂貴， 銅粉和鎳粉等化學穩定性不好，容易氧化，而且氧化后造成導電性能下降甚至不導電。有機 導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，抗靜電性不穩定，從 而僅適用于某些特定的環境。
由于上述原因，這些材料的應用范圍受到了很大限制。近年來，美、日、德等發達國家 均致力于金屬氧化物系淺色導電粉的研發和研究。目前在我國，淺色導電粉的研究還處于起 步階段。金屬氧化物系導電粉的性能不如金屬系，而且價格不菲。因此，開發化學性能穩定、 電性能穩定的淺色復合金屬氧化物系導電材料具有重要的經濟意義。

發明內容
本發明的目的主要是根據現有技術中的不足，提供一種具有粒徑小、白度高、分散性好、 導電性能優良的特點，并且生產成本低、工藝簡單，適合工業化生產的含有硫酸鋇的復合導 電粉。
為實現以上目的，本發明通過以下技術方案實現 一種含有硫酸鋇的復合導電粉，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。本發明的另一個目的是提供一種制備含有硫酸鋇的復合導電粉的方法，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，并調節懸浮液為酸性；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滴加入步驟A獲得的懸浮液中，加入的同時 進行攪拌，維持懸浮液礦漿的pH值在1 6范圍內，且控制反應溫度為50 80'C;D、 將步驟C獲得的產物陳化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，最終生成氧化物，其離子反應方程式為Sn4+ + 40H= Sn(OH)4Sn4 =Sn02 + 2H20Sb3+ + 30H— = Sb(OH)32Sb(0H)3 =Sb203 + 3H20水解產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，防止團聚， 本發明中可以使用無機分散劑或有機分散劑；優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，調節懸浮液的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，為水解反應提供原料，所述的堿可以 使用氫氧化鈉，氫氧化鉀，氨水，優選為氨水。其中，步驟C中，攪拌速度為150 800轉/min，反應時間為2 4h。 本發明以含有硫酸鋇的粉體作為復合導電粉的基體，采用化學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；本發明的 另一個特點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，從而調節導電性。此外，本發明中的含有硫酸鋇的復合導電粉具有粒徑小、白度高、 分散性好、導電性能優良的特點，并且生產成本低、工藝簡單，適合工業化生產。
具體實施方式
以下實例對本發明做進一步描述 實施例1A、 分別準確稱取平均粒度小于200nm的重晶石礦粉100g和500mL蒸餾水，加入反應器 中，再加入0.25§多磷酸并進行攪拌，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，調節懸浮液礦漿的pH值為1;B、 將2.1975gSnCLf5H20與0.0143gSbCl3溶解于13mL當量為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滴加入步驟A獲得 的懸浮液礦漿，調節酸、堿液的流量，維持反應體系pH值為l，且控制反應溫度在60'C，攪 拌速度為150轉/min，反應時間2.5h，錫鹽、銻鹽的反應產物沉積在含有硫酸鋇的重晶石礦粉 粉體表面；D、 步驟C的產物陳化1.5h，之后靜置40min，然后進行洗滌、過濾，在85'C下干燥， 研磨、過篩，之后在700°0下煅燒1.511，再經粉碎，得到納米級的含有硫酸鋇的復合導電粉。準確稱取5.00g復合導電粉，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，測其體積電阻率。復合導電粉的顆粒尺寸由透射電子顯微鏡測定。 測得復合導電粉的體積電阻率為82Q*cm，平均顆粒尺寸為30 50nm。實施例2A、分別準確稱取平均粒度小于200nm的重晶石粉10g和10mL蒸餾水，加入反應器中， 再加入0.005g多磷酸并進行攪拌，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值調節的為l，制成懸浮液礦漿；B、 將4.395gSnCLr5H20與0.286gSbCl3溶解于125mL當量為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滴加入步驟A獲得 的懸浮液礦漿，調節酸、堿液的流量，維持反應體系pH值在l，且控制反應溫度在6(TC，攪 拌速度為150轉/min，反應時間2，5h，錫鹽、銻鹽的反應產物沉積在重晶石粉體表面；D、 步驟C的產物陳化1.5h，之后靜置40min，然后進行洗滌、過濾，在90。C下干燥， 研磨、過篩，之后在700'C下煅燒2h，再經粉碎，得到納米級的含有硫酸鋇的復合導電粉。準確稱取5.00g復合導電粉，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，測其體積電阻率。復合導電粉的顆粒尺寸由透射電子顯微鏡測定。 測得復合導電粉的體積電阻率為65Q'cm，平均顆粒尺寸為35 60nm。實施例3A、 分別準確稱取平均粒度小于200nm的重晶石礦粉20g和lOOmL蒸餾水，加入反應器 中，再加入0.005g多磷酸并進行攪拌，待重晶石礦粉分散均勻后，并加入一定量的硫酸，攪 拌均勻，調節其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滴加入步驟A獲得 的懸浮液礦漿，調節酸、堿液的流量，維持反應體系pH值在4，且控制反應溫度在7(TC，攪 拌速度為300轉/min，反應時間2h，錫鹽、銻鹽的反應產物沉積在硫酸鋇粉體表面；D、 將步驟C的產物陳化2h,之后靜置30min，然后進行洗滌、過濾，在90。C下干燥， 研磨、過篩，之后在85(TC下煅燒1.5h，再經粉碎，得到納米級的含有硫酸鋇的復合導電粉。準確稱取5.00g復合導電粉，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，測其體積電阻率。復合導電粉的顆粒尺寸由透射電子顯微鏡測定。 測得復合導電粉的體積電阻率為32Q'cm，平均顆粒尺寸為25 50nm。實施例4A、分別準確稱取平均粒度小于200nm的重晶石礦粉100g和50mL蒸餾水，加入反應器 中，再加入0.0375g多磷酸并進行攪拌，待重晶石礦粉分散均勻后，并加入一定量的硫酸，攪
拌均勻，調節其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滴加入步驟A獲 得的懸浮液礦漿，調節酸、堿液的流量，維持反應體系pH值為2.5，且控制反應溫度在70℃， 攪拌速度為500轉/min，反應時間2h，錫鹽、銻鹽的反應產物沉積在硫酸鋇粉體表面；D、 步驟C的產物陳化2h，之后靜置30min，然后進行洗滌、過濾，在90℃下干燥，研 磨、過篩，之后在600℃下煅燒3h，再經粉碎，得到納米級的含有硫酸鋇的復合導電粉。
準確稱取5.00g復合導電粉，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，測其體積電阻率。復合導電粉的顆粒尺寸由透射電子顯微鏡測定。 測得復合導電粉的體積電阻率為53Ωm，平均顆粒尺寸為50 105nm。
實施例5
A、 分別準確稱取平均粒度小于200nm的重晶石礦粉100g和700mL蒸餾水，加入反應器 中，再加入0.14g多磷酸并進行攪拌，待重晶石礦粉分散均勻后，并加入一定量的硫酸，攪拌 均勻，調節其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滴加入步驟A獲得 的懸浮液礦漿，調節酸、堿液的流量，維持反應體系pH值為5.5，且控制反應溫度在75℃， 攪拌速度為800轉/min，反應時間4h，錫鹽、銻鹽的反應產物沉積在硫酸鋇表面；D、 步驟C的產物陳化3h，之后靜置20min，然后進行洗滌、過濾，在100℃下干燥，研 磨、過篩，之后在500℃下煅燒4.5h，再經粉碎，得到納米級的含有硫酸鋇的復合導電粉。
準確稱取5.00g復合導電粉，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，測其體積電阻率。復合導電粉的顆粒尺寸由透射電子顯微鏡測定。 測得復合導電粉的體積電阻率為46Q'cm,平均顆粒尺寸為35 60nm。
上述實施例中，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 合導電粉。
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。 上述實施例中的各原料使用量，反應條件均可以在前述的各自范圍調整，均不影響本發明目的的實現。上述實施例僅用于對本發明進行說明，并不構成對權利要求范圍的限制，本領域技術人 員可以想到的其他替代手段，均在本發明權利要求范圍內。
權利要求
1. 一種含有硫酸鋇的復合導電粉，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. 根據權利要求l所述的含有硫酸鋇的復合導電粉，其特征在于，所述的含有硫酸鋇的粉體 與二氧化錫、三氧化二銻的質量比為100: 0.5 40: 0.0038 22。
3. 根據權利要求l所述的含有硫酸鋇的復合導電粉，其特征在于，所述的含有硫酸鋇的粉體為礦石粉o
4. 根據權利要求l所述的含有硫酸鋇的復合導電粉，其特征在于，所述的含有硫酸鋇的粉體 為硫酸鋇粉體。
5. 根據權利要求l一4任一權利要求所述的含有硫酸鋇的復合導電粉，其特征在于，所述的 含有硫酸鋇的粉體粒徑為10 200nm。
6. 制備權利要求1_5任一權利要求所述的含有硫酸鋇的復合導電粉的方法，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，并調節懸浮液為酸性；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滴加入步驟A獲得的懸浮液中，加入的同時 進行攪拌，維持懸浮液的pH值在1 6范圍內，且控制反應溫度為50 80'C;D、 將步驟C獲得的產物陳化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. 根據權利要求6所述的制備含有硫酸鋇的復合導電粉的方法，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. 根據權利要求6或7所述的制備含有硫酸鋇的復合導電粉的方法，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. 根據權利要求8所述的制備含有硫酸鋇的復合導電粉的方法，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. 根據權利要求6所述的制備含有硫酸鋇的復合導電粉的方法，其特征在于，所述的步驟A 中，調節懸浮液的pH值為1 6。
11. 根據權利要求6所述的制備含有硫酸鋇的復合導電粉的方法，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. 根據權利要求11所述的制備含有硫酸鋇的復合導電粉的方法，其特征在于，所述的含有 硫酸鋇的粉體為礦石粉。
13. 根據權利要求11所述的制備含有硫酸鋇的復合導電粉的方法，其特征在于，所述的含有 硫酸鋇的粉體為硫酸鋇粉體。
14. 根據權利要求6所述的制備含有硫酸鋇的復合導電粉的方法，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. 根據權利要求6所述的制備含有硫酸鋇的復合導電粉的方法，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. 根據權利要求6所述的制備含有硫酸鋇的復合導電粉的方法，其特征在于，步驟C中，攪 拌速度為150 800轉/min，反應時間為2 4h。
全文摘要
本發明公開了一種含有硫酸鋇的復合導電粉，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。本發明中的含有硫酸鋇的復合導電粉具有粒徑小、白度高、分散性好、導電性能優良的特點，并且生產成本低、工藝簡單，適合工業化生產。
文檔編號H01B1/08GK101123126SQ20071004684
公開日2008年2月13日 申請日期2007年10月9日 優先權日2007年10月9日
發明者劉曉榮, 劉長盛, 焰 陳 申請人:上海安億納米材料有限公司