CN109181391A - 无机复合导电粉及其制备方法和应用 - Google Patents

无机复合导电粉及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种无机复合导电粉及其制备方法和应用，涉及导电粉技术领域，所述无机复合导电粉包括按质量份数计的如下原料：钛白粉10‑20份，碳酸钙35‑55份，硼酸5‑15份和导电金属氧化物15‑25份，缓解了现有的导电粉无法满足价格低廉、具备良好导电和调色性能的技术问题；本发明提供的无机复合导电粉通过钛白粉、碳酸钙、硼酸和导电金属氧化物相互协同，不仅具有优异的导电稳定性，而且具有优异的阻燃性能，同时原料价廉易得，白度高，能够应用于浅色制品中。

Description

无机复合导电粉及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及导电粉技术领域，尤其是涉及一种无机复合导电粉及其制备方法和应用。
背景技术
导电粉作为一种功能材料，其制品具有屏蔽电磁波、导电性、抗静电等功能，已经被广泛应用于涂料、水泥和塑料制品等行业。近年来，随着社会科技的不断进步，人们对导电粉的要求也越来越高。然而传统导电粉存在诸多不足，如金属导电粉存在价格昂贵、化学稳定性差的问题，有机导电粉存在不耐腐蚀、不耐高温，抗静电性能不稳定的问题；碳系导电粉存在分散性差，制品颜色暗，不易调色，生产和使用易污染环境等问题。因此，开发一种价格低廉、具备良好导电和调色性能的浅色导电粉具有非常现实的意义。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种无机复合导电粉，以缓解了现有的导电粉无法满足价格低廉、具备良好导电和调色性能的技术问题。
本发明提供的无机复合导电粉，包括按质量份数计的如下原料：钛白粉10-20份，碳酸钙35-55份，硼酸5-15份和导电金属氧化物15-25份。
进一步的，所述无机复合导电粉包括按质量份数计的如下原料：钛白粉12-18份，碳酸钙40-50份，硼酸8-12份和导电金属氧化物18-22份。
进一步的，所述无机复合导电粉还包括按质量份数计的辅料5-15份，优选为8-12份；
优选地，所述辅料选自硼砂、高岭土、石英砂和铝矾土中的至少一种。
进一步的，所述辅料为硼砂、高岭土和铝矾土的混合物；
优选地，辅料中，硼砂、高岭土和铝矾土的质量比为(3-5):(1-2)：(1-2)，优选为2:1:1。
进一步的，所述导电金属氧化物选自氧化铝、氧化锡、氧化锌和氧化钌中的至少一种；
优选地，所述氧化锌为四针状氧化锌晶须。
进一步的，所述导电金属氧化物包括氧化铝和氧化锡；
优选地，氧化铝和氧化锡的质量比为(4-6)：(1-3)，优选为3:1。
本发明的目的之二在于提供一种无机复合导电粉的制备方法，包括如下步骤：将钛白粉、碳酸钙、硼酸、导电金属氧化物和任选的辅料加入水中混合均匀，干燥，粉碎，即得到无机复合导电粉；
优选地，所述无机复合导电粉的粒度为800-1200目。
进一步的，先将硼酸、导电金属氧化物和任选的辅料分别粉碎成200-400目的粉末，再进行原料的混合。
进一步的，采用晒干或烘干的方式进行干燥。
本发明的目的之三在于提供一种无机复合导电粉或根据本发明制备方法制备得到的无机复合导电粉在涂料、水泥或塑料制品中的应用。
本发明提供的无机复合导电粉通过钛白粉、碳酸钙、硼酸和导电金属氧化物相互协同，不仅具有优异的导电稳定性，而且具有优异的阻燃性能，同时原料价廉易得，白度高，能够应用于浅色制品中。
本发明提供的无机复合导电粉的制备方法工艺简单，操作方便，对场地和设备无特殊要求，能够有效提高生产效率，降低生产成本。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
根据本发明的一个方面，无机复合导电粉包括按质量份数计的如下原料：钛白粉10-20份，碳酸钙35-55份，硼酸5-15份和导电金属氧化物15-25份。
在本发明提供的无机复合导电粉的原料中，钛白粉的典型但非限制性的质量份数如为10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20份；碳酸钙的典型但非限制性的质量份数如为35、38、40、42、45、48、50、52或55份；硼酸的典型但非限制性的质量份数如为5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20份；导电金属氧化物的典型但非限制性的质量份数如为15、16、17、18、19、20、21、22、23、24或25份。
本发明提供的无机复合导电粉通过钛白粉、碳酸钙、硼酸和导电金属氧化物相互协同，不仅具有优异的导电稳定性，而且具有优异的阻燃性能，同时原料价廉易得，白度高，能够应用于浅色制品中。
在本发明的一种优选实施方式中，无机复合导电粉还包括按质量份数计的辅料5-15份。
在本发明提供的无机复合导电粉的原料中，辅料的典型但非限制性的质量份数如为5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15份。
通过在无机复合导电粉的原料中加入辅料，以进一步提高无机复合导电粉的阻燃性能和导电性能。
在本发明的一种优选实施方式中，辅料选自硼砂、高岭土、石英砂和铝矾土中的一种或几种。
当辅料为硼砂、高领土和铝矾土的混合物时，制成的无机复合导电粉的阻燃性能和导电性能更好。
在本发明的进一步优选实施方式中，辅料中，硼砂、高岭土和铝矾土的质量比为(3-5)：(1-2)：(1-2)时，制成的无机复合导电粉的阻燃性能和导电性能更佳。
在本发明的优选实施方式中，辅料黄总，硼砂、高岭土和铝矾土的质量典型但非限制性的质量比如为3:1:1、2:1:1、3:2:2、4:1:1、5:1:1、3:2:1、4:2:1、3:1:1、3:2:1或3:1:2。
在本发明的一种优选实施方式中，导电金属氧化物选自氧化铝、氧化锡、氧化锌和氧化钌中的一种或几种。
在本发明的一种优选实施方式中，氧化锌为四针状氧化锌晶须。
四针状氧化锌晶须金具有超高强度，而且具有优异的耐热性和可调的电学性能。
在本发明的进一步优选实施方式中，导电金属氧化物包括氧化铝和氧化锡。
当导电金属氧化物为氧化铝和氧化锡的混合物时，制成的无机复合导电粉的导电性能更佳优良，成本更加低廉。
在本发明的更进一步优选实施方式中，导电金属氧化物中，氧化铝和氧化锡的质量比为(4-6)：(1-3)。
在本发明的优选实施方式中，氧化铝和氧化锡的典型但非限制性的质量比如为4:1、5:1、6:1、2:1、3:1、3:1、4:3、5:3或2:1。
根据本发明的第二个方面，本发明提供的一种无机复合导电粉的制备方法，包括如下步骤：
将钛白粉、碳酸钙、硼酸、导电金属氧化物和任选的辅料加入水中的混合均匀，干燥，粉碎，即得到无机复合导电粉。
本发明提供的无机复合导电粉的制备方法工艺简单，操作方便，对场地和设备无特殊要求，能够有效提高生产效率，降低生产成本。
在本发明的一种优选实施方式中，无机复合导电粉的粒度为800-1200目。
通过将无机复合导电粉的粒度设置为800-1200目，以使得其能够更好的用于涂料、水泥或塑料制品中。
在本发明的优选实施方式中，无机复合导电粉的典型但非限制性的粒度如为800、820、850、880、900、950、1000、1150或1200目。
在本发明的一种优选实施方式中，在制备无机复合导电粉之前，先将钛白粉、碳酸钙、硼酸、导电金属氧化物和任选的辅料分别粉碎成200-400目的粉末，再进行原料的混合。
在本发明优选实施方式中，通过先将钛白粉、碳酸钙、硼酸、导电金属氧化物和任选的辅料分别粉碎成200-400目的粉末再进行原料的混合，更易于将各原料混合的更加均匀，从而更有效保证制成的无机复合导电粉的性能稳定性。
在本发明的一种优选实施方式中，采用晒干或烘干的方式进行。
根据本发明的第三个方面，本发明提供了无机复合导电粉在涂料、水泥和塑料制品中的应用。
下面结合实施例和对比例对本发明提供的技术方案做进一步的描述。
实施例1
本实施例提供了一种无机复合导电粉，其由按质量份数计的如下原料制备而成：钛白粉10份，碳酸钙50份，硼酸5份、硼砂10份、氧化铝25份。
实施例2
本实施例提供了一种无机复合导电粉，其由按质量份数计的如下原料制备而成：钛白粉20份，碳酸钙40份，硼酸15份、硼砂10份、氧化铝15份。
实施例3
本实施例提供了一种无机复合导电粉，其由按质量份数计的如下原料制备而成：钛白粉15份，碳酸钙45份，硼酸10份、硼砂10份、氧化铝20份。
实施例4
本实施例提供了一种无机复合导电粉，本实施例与实施例3的不同之处在于，导电金属氧化物为氧化铝和氧化锡，且氧化铝为12份，氧化锡为8份。
实施例5
本实施例提供了一种无机复合导电粉，本实施例与实施例3的不同之处在于，导电金属氧化物为氧化铝和氧化锡，且氧化铝为17份，氧化锡为3份。
实施例6
本实施例提供了一种无机复合导电粉，本实施例与实施例3的不同之处在于，导电金属氧化物为氧化铝和氧化锡，且氧化铝为15份，氧化锡为5份。
实施例7
本实施例提供了一种无机复合导电粉，本实施例与实施例6的不同之处在于，辅料为硼砂、高岭土和铝矾土的混合物，其中，硼砂为6份，高岭土为2份，铝矾土为2份。
实施例8
本实施例提供了一种无机复合导电粉，本实施例与实施例6的不同之处在于，辅料为硼砂、高岭土和铝矾土的混合物，其中，硼砂为5份，高岭土为2.5份，铝矾土为2.5份。
实施例9
本实施例提供了一种无机复合导电粉，本实施例与实施例8的不同之处在于，辅料为硼砂和高岭土的混合物，其中，硼砂为5份，高岭土为5份。
实施例10
本实施例提供了一种无机复合导电粉，本实施例与实施例8的不同之处在于，辅料为硼砂和铝矾土的混合物，其中，硼砂为5份，铝矾土为5份。
实施例11
本实施例提供了一种无机复合导电粉，本实施例与实施例8的不同之处在于，辅料为铝矾土，铝矾土为10份。
实施例12
本实施例提供了一种无机复合导电粉，本实施例与实施例8的不同之处在于，辅料为高岭土，高岭土为10份。
实施例13
本实施例提供了一种无机复合导电粉的制备方法，实施例1-12提供的无机复合导电粉均按照如下步骤制备而成：
(1)将钛白粉、碳酸钙、硼酸、氧化铝、任选的硼砂、任选氧化锡、任选的高岭土和任选的铝矾土加入水中混合均匀，制成膏状物；
(2)将膏状物晒干，待干透后再碾压成200-400目的粉末，即得到无机复合导电粉。
对比例1
本对比例1提供无机复合导电粉，与实施例3的不同之处在于，未加入钛白粉，碳酸钙为60份。
对比例2
本对比例1提供无机复合导电粉，与实施例3的不同之处在于，未加入碳酸钙，钛白粉为60份。
对比例3
本对比例1提供无机复合导电粉，与实施例3的不同之处在于，未加入硼酸。
对比例4
本对比例1提供无机复合导电粉，与实施例3的不同之处在于，未加入氧化铝。
对比例1-4提供无机复合导电粉的制备方法同实施例13，在此不再赘述。
试验例1
将实施例1-12和对比例1-4提供的无机复合导电粉进行白度、消色力、阻燃性能和导电性能测试，结果如表1所示。
表1无机复合导电粉性能数据表
亨特白度(％) 消色力(％) 电阻率(Ω.cm) 防火性能(级)
实施例1 93.3 95.2 44.2 A
实施例2 93.8 97.1 46.5 A
实施例3 94.1 97.2 43.3 A
实施例4 94.2 97.2 43.6 A
实施例5 94.1 97.3 42.4 A
实施例6 94.2 97.3 41.2 A
实施例7 94.2 97.4 39.7 A
实施例8 94.3 97.4 39.1 A
实施例9 94.1 97.4 41.5 A
实施例10 94.1 97.3 41.3 A
实施例11 94.2 97.3 41.4 A
实施例12 94.2 97.3 41.2 A
对比例1 91.8 93.1 44.1 A
对比例2 92.3 94.4 44.3 A
对比例3 93.2 95.3 46.5 B1
对比例4 93.3 95.5 - B1
从表1中可以看出实施例1-12提供的导电粉通过钛白粉、碳酸钙、硼酸和导电金属氧化物相互协同，不仅具有优异的导电稳定性，而且具有优异的阻燃性能，同时白度和消光度高，能够用于浅色制品中。
从实施例1-12和对比例1-2的对比可以看出，实施例1-12提供的导电粉的白度和消光度显著高于对比例1-2，这说明通过钛白粉和碳酸钙相互协同，能够显著提高导电粉的白度和消光度，使其应用范围更加广泛。
从实施例1-12和对比例3的对比可以看出，通过在原料中加入硼酸，能够显著提高导电粉的导电性能。
从实施例1-12和对比例4的对比可以看出，通过在原料中加入导电金属氧化物，能够显著降低导电粉的电阻率，提高导电粉的导电性能。
从实施例7-8和实施例1-5的对比可以看出，当导电金属氧化物为氧化铝和氧化锡的混合物，且两者的质量比为(4-6)：(1-3)时，导电粉的导电性能更优异。
从实施例7-8和实施例9-12的对比可以看出，当辅料为硼砂、高岭土和铝矾土的混合物，且硼砂、高岭土和铝矾土的质量比为(3-5):(1-2)：(1-2)时，导电粉的导电性能更加优异。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种无机复合导电粉，其特征在于，包括按质量份数计的如下原料：钛白粉10-20份，碳酸钙35-55份，硼酸5-15份和导电金属氧化物15-25份。
2.根据权利要求1所述的无机复合导电粉，其特征在于，包括按质量份数计的如下原料：钛白粉12-18份，碳酸钙40-50份，硼酸8-12份和导电金属氧化物18-22份。
3.根据权利要求1或2所述的无机复合导电粉，其特征在于，还包括按质量份数计的辅料5-15份，优选为8-12份；
优选地，所述辅料选自硼砂、高岭土、石英砂和铝矾土中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的无机复合导电粉，其特征在于，所述辅料为硼砂、高岭土和铝矾土的混合物；
优选地，辅料中，硼砂、高岭土和铝矾土的质量比为(3-5):(1-2)：(1-2)，优选为2:1:1。
5.根据权利要求1或2所述的无机复合导电粉，其特征在于，所述导电金属氧化物选自氧化铝、氧化锡、氧化锌和氧化钌中的至少一种；
优选地，所述氧化锌为四针状氧化锌晶须。
6.根据权利要求5所述的无机复合导电粉，其特征在于，所述导电金属氧化物包括氧化铝和氧化锡；
优选地，氧化铝和氧化锡的质量比为(4-6)：(1-3)，优选为3:1。
7.一种无机复合导电粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将钛白粉、碳酸钙、硼酸、导电金属氧化物和任选的辅料加入水中混合均匀，干燥，粉碎，即得到无机复合导电粉；
优选地，所述无机复合导电粉的粒度为800-1200目。
8.根据权利要求6所述的无机复合导电粉的制备方法，其特征在于，先将钛白粉、碳酸钙、硼酸、导电金属氧化物和任选的辅料分别粉碎成200-400目的粉末，再进行原料的混合。
9.根据权利要求7所述的无机复合导电粉的制备方法，其特征在于，采用晒干或烘干的方式进行干燥。
10.根据权利要求1-6任一项所述的无机复合导电粉或权利要求7-9任一项所述制备方法得到的无机复合导电粉在涂料、水泥或塑料制品中的应用。
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