CN112852208A - 一种浅色二氧化钛导电填料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种浅色二氧化钛导电填料及其制备方法和应用。所述浅色二氧化钛导电填料是由氧化锡锑纳米粉体和二氧化钛粉体复合而成；所述氧化锡锑纳米粉体的粒径为5～12nm；所述二氧化钛粉体为金红石型，粒径为200μm～400μm。

Description

一种浅色二氧化钛导电填料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种浅色二氧化钛导电填料及其制备方法和在浅色抗静电环氧树脂中的应用，具体应用于电子元器件的生产车间内的地坪、墙面以及工作台面，以满足抗静电要求，属于涂料技术领域。
背景技术
作为一种施工方便、具有耐磨、防渗性能的材料，环氧树脂尤其是环氧树脂涂料在电子元器件的生产车间中有很大的用量。在生产过程中，当物体受到摩擦、碰撞等作用时会产生静电，随着静电的聚集，将对电子元器件、无线电接收器等产生电磁干扰或击穿，严重者甚至会引起火灾。通过对环氧树脂进行抗静电改性，可以使电流导出并消除电荷聚集，从而避免电荷聚集所引发的危害。
为了在环氧树脂中引入导电网络，一般将抗静电组分例如金属填料、碳系填料等在环氧树脂聚合期间添加到聚合链段之中。中国专利1(公开号为CN107987681A)公开了一种氧化石墨烯和碳纳米管作为抗静电填料的抗静电环氧树脂的制备，该方法使用的氧化石墨烯价格较高，且需通过添加炭黑以保持抗静电稳定性，导致制备的环氧树脂颜色较深。中国专利2(公开号为CN107383778A)使用纳米氧化锌颗粒与表面活性剂的复合相作为导电填料，制备了环氧树脂胶黏剂，该方法缺陷在于，若氧化锌纳米颗粒单独使用时，环氧树脂抗静电效果较差。
发明内容
为了避免上述缺点，本发明旨在提供一种兼具浅色性与抗静电性的环氧树脂材料，使用本制备方法，仅需单独添加少量的浅色二氧化钛导电填料，不需添加其他抗静电组份，即可获得良好的分散形貌与优良的抗静电性能。
第一方面，本发明提供了一种浅色二氧化钛导电填料，其特征在于，是由氧化锡锑纳米粉体和二氧化钛粉体复合而成；所述氧化锡锑纳米粉体的粒径为6～15nm；所述二氧化钛粉体为金红石型，粒径为200μm～400μm。
较佳的，所述氧化锡锑纳米粉体和二氧化钛粉体的重量比为12％～50％，优选为30％；所述氧化锡锑纳米粉体中Sb/Sn原子量比为6～11％，优选为7％。
较佳的，所述浅色二氧化钛导电填料的电阻率为55Ω·cm～350Ω·cm(通过压片测试方法得到)。
第二方面，本发明提供了一种上述浅色二氧化钛导电填料的制备方法，包括：
(1)将Tris缓冲液、盐酸多巴胺粉体和二氧化钛混合、搅拌，得到改性二氧化钛浆料，所述二氧化钛为金红石型二氧化钛、锐钛矿型二氧化钛中的至少一种；
(2)将盐酸去离子水溶液、氯化锡(SnCl4·5H2O)和氯化锑混合，得到盐溶液；(3)将配制的盐溶液加入改性二氧化钛浆料中进行反应后加入碱液调节pH为1～1.5，再经过熟化、过滤、干燥、煅烧，得到浅色二氧化钛导电填料。
导电填料的颜色主要由表面物质，即锑掺杂的氧化锡决定，该表面层粒子的颜色主要由锑原子含量决定，锑锑原子含量越少颜色越浅，本发明所述导电填料的粉体照片见为图7圈中标记样品。
较佳的，所述浅色二氧化钛导电填料的电阻率为55Ω·cm～350Ω·cm。
较佳的，步骤(1)中，所述Tris缓冲液的pH值为8～9，浓度为10～15mmol/L；所述盐酸多巴胺粉体和Tris缓冲液的比值为0.4～0.6mg/mL；所述改性二氧化钛浆料中二氧化钛的质量分数为3wt.％～8wt.％。
较佳的，步骤(2)中，所述盐酸去离子水溶液的浓度为4～6mol/L，优选为5mol/L；所述氯化锡的加入量(相对二氧化钛质量)按SnO2/TiO2质量比计为30～80％，优选为62％；所述氯化锑加入量按Sb/Sn原子量比计为6～11％，优选为7％。在具体实际实验中Sb/Sn摩尔比例是最重要的参数，对填料电阻率有指数级别影响，本公开中针对该参数进行了调节使得Sb/Sn原子量比计优选为6～11％。表面改性对导电性提升是源于表面氧化锡锑。
较佳的，步骤(3)中，所述反应的温度为75℃～90℃，反应的时间为1.5～2小时；所述碱溶液为氢氧化钠溶液或氨水溶液，浓度为5～6mol/L；所述熟化的温度为40℃～55℃，时间为8～16小时；所述煅烧的温度为500～750℃，时间为3～5小时。
第三方面，本发明提供了一种包括上述浅色二氧化钛导电填料的浅色抗静电环氧树脂，包括：按重量份数计，浅色二氧化钛导电填料10-20份；环氧树脂40-50份；聚酰胺固化剂40-50份；硅烷偶联剂0.5-6.5份；流平剂1.2-2.5份；消泡剂0.05-0.3份；乙醇稀释剂10-30份；所有组分之和为100份。
较佳的，所述浅色二氧化钛填料(相对所述浅色抗静电环氧树脂)的质量分数为20wt.％。
较佳的，所述浅色抗静电环氧树脂的表面电阻为3～30MΩ，同时实际测试浅色抗静电环氧树脂表面各部分的电阻差异较小，抗静电性满足《GBT 18864-2002硫化橡胶工业用抗静电和导电产品电阻极限范围》规定的标准。
较佳的，所述环氧树脂选自E-44环氧树脂、E-51环氧树脂中的至少一种；所述聚酰胺固化剂是650聚酰胺固化剂；所述硅烷偶联剂为KH-550、KH-560中的至少一种；所述流平剂为聚二甲基硅氧烷；所述消泡剂为BYK-061有机硅消泡剂、BYK-065有机硅消泡剂、BYK-066N有机硅消泡剂中的至少一种。
第四方面，本发明提供了上述浅色抗静电环氧树脂的制备方法，包括：将浅色抗静电填料、环氧树脂、硅烷偶联剂、流平剂、消泡剂和乙醇稀释剂混合均匀，喷涂前加入聚酰胺固化剂混合均匀，经室温(15～30℃)固化12～48h后即成为浅色抗静电环氧树脂。
有益效果：
(1)浅色导电填料在环氧树脂内部均匀分散，所制备环氧树脂的表面各部分具备相同水平的抗静电性能，且具有浅色外观，满足市场对浅色性的需求。
(2)相比于未做改性处理的填料，添加少量的多巴胺使得二氧化钛表面活性位点数量增加，有效降低了粉体的电阻率。单独使用上述浅色导电填料即可制备具有优异抗静电性的环氧树脂。
(3)浅色抗静电环氧树脂的实施过程无VOC，绿色环保，工艺简便实用。
附图说明
图1是二氧化钛的电镜形貌(SEM)图，使用FlexSEM 1000型分析仪测试得到，图中显示了二氧化钛原料的外观。
图2是二氧化钛表面改性流程图，图中显示了多巴胺自聚合后与二氧化钛结合形成改性产物。
图3是改性二氧化钛的红外光谱图，使用Bruker Tensor27型分析仪测试得到，图中显示改性后的二氧化钛在1490cm-1处出现芳香环上的C＝C键的伸缩频率，该峰说明多巴胺以自聚合的方式在二氧化钛表面形成，并且所形成的聚多巴胺层煅烧处理后完全分解。
图4是实施例6制备的浅色导电二氧化钛的能量散射X射线谱(EDS)图，使用FlexSEM 1000型分析仪测试得到，图中显示了所制备的导电二氧化钛粉体的Ti、Sb、Sn元素分布与投料原子比Sn/Ti、Sb/Sn相符合。
图5是实施例6制备的浅色导电二氧化钛的透射电子显微镜(TEM)图，使用FEITecnai F20型分析仪测试得到，图中显示了浅色导电二氧化钛粒径为200μm～400μm，氧化锡锑纳米粉体的粒径为8～12nm。
图6是实施例6制备的浅色抗静电环氧树脂的表面扫描电镜形貌(SEM)图，使用FlexSEM 1000型分析仪测试得到，图中显示出导电填料在环氧树脂内部有着均匀的分散形貌。
图7中的圆圈标记了本发明所述导电填料的粉体照片。
具体实施方式
以下结合附图和下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。
在本公开中，浅色二氧化钛导电填料由氧化锡锑纳米粉体(氧化锡锑：经锑元素掺杂的氧化锡)与金红石型二氧化钛粉体复合而成(即氧化锡锑纳米粉体附载于金红石型二氧化钛粉体表面)，具有优异的导电性(即更低的电阻)。以下作为一个优选的实施例，示例性地说明浅色二氧化钛导电填料的制备过程。
使用去离子水配制pH8.5的10～15mmol/L的Tris缓冲液400～500mL，并加入0.4～0.6mg/mL的盐酸多巴胺粉体，得到混合溶液。将金红石型二氧化钛加入上述混合溶液中，搅拌12～18h，得到改性二氧化钛浆料。该步骤的反应机理在于，盐酸多巴胺单体在Tris缓冲液中，容易引发自聚合，形成聚多巴胺，通过搅拌混合即可与二氧化钛表面结合。其中，改性二氧化钛浆料中金红石型二氧化钛的质量浓度可为3％～8％。本发明使用盐酸多巴胺，在二氧化钛表面包覆了聚多巴胺薄层，起到粘结剂的作用，使表面氧化锡的结合性更好，得到的填料抗静电性能更佳。目前实验室测试条件下聚多巴胺层的厚度难以表征，在附图文件中多巴胺的包覆机理与红外光谱图作为参考。
使用5mol/L盐酸去离子水溶液与一定量的氯化锡(SnCl4·5H2O)、氯化锑(SbCl3)混合，得到盐溶液。其中，所述氯化锡加入量(相对二氧化钛质量)按SnO2/TiO2质量比计可为62％，氯化锑加入量按Sb/Sn原子量比计可为7％。
将配制的盐溶液加入二氧化钛浆料中，反应温度75℃～90℃，反应时间1.5～2h，使用一定量4mol/L氢氧化钠碱液调节pH为1～1.5。浆料在40℃～55℃下熟化12h，随后使用去离子水洗涤6～12次，经过滤、干燥，550℃下煅烧4h，得到浅色导电二氧化钛粉体。其中盐溶液的反应为水解反应，包括但不限于以下反应方程：
SnCl4+(x+2)H2O＝SnO2·xH2O+4HCl (1)。
Figure BDA0002889627510000041
Sb3++H2O＝SbO++2H+ (3)。
4SbCl3+5H2O＝Sb4O5Cl2+10HCl (4)。
Sb4O5Cl2+H2O＝2Sb2O3+2HCl (5)。
上述水解反应过程中，锑盐首先以SbO+的形式生成于二氧化钛表面，随后部分转变为Sb4O5 2+，经过洗涤步骤后最终转变为Sb2O3。而锡盐主要以SnO2的形式水解至二氧化钛表面。在本实验煅烧温度下，金红石和锐钛矿型二氧化钛作为导电填料的基底材料，均能保持稳定的热力学性能，从而实现本实验所需的抗静电性能。
以下作为一个优选的实施例，示例性地说明浅色抗静电树脂的制备过程：将按照重量分数所计的浅色二氧化钛导电填料(10～20份)、环氧树脂(40～50份)、硅烷偶联剂(0.5～6.5份)、流平剂(1.2～2.5份)、消泡剂(0.05～0.3份)、乙醇稀释剂(10～30份)混合均匀，在喷涂前加入聚酰胺固化剂(40～50份)混合均匀，完成涂覆工艺室温固化40h，即得到浅色抗静电环氧树脂。
下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。
实施例1
在本实施例中，一种浅色抗静电环氧树脂的制备方法，包括如下重量份的原料：浅色抗静电填料10份；E-44环氧树脂50份；聚酰胺固化剂50份；KH-550硅烷偶联剂2.5份；流平剂1.5份；BYK-061消泡剂0.1份；BYK-065消泡剂0.1份；乙醇稀释剂15份。
所述浅色抗静电填料的制备方法如下：
第一步使用去离子水配制pH为8.5的10mmol/L的Tris缓冲液500mL，并加入0.5mg/mL的盐酸多巴胺粉体，将金红石型二氧化钛粉体(200μm～400μm)加入上述溶液中形成质量浓度5％的浆料，搅拌15h，得到改性二氧化钛浆料。
第二步使用5mol/L盐酸去离子水溶液与一定量的氯化锡(SnCl4·5H2O)、氯化锑(SbCl3)混合，其中所述氯化锡加入量(相对二氧化钛质量)按SnO2/TiO2质量比计为62％，氯化锑加入量按Sb/Sn原子量比计为7％，得到盐溶液。
第三步将配制的盐溶液(105mL)加入二氧化钛浆料(527g)中，时间2h，反应温度80℃，使用一定量4mol/L氢氧化钠碱液调节pH为1.5。浆料在50℃下熟化12h，随后使用去离子水洗涤12次，经过滤、干燥，550℃煅烧4h，得到浅色二氧化钛导电填料。所得浅色二氧化钛导电填料的粉体电阻率为108Ω·cm。所述盐酸多巴胺与二氧化钛的质量之比为1.2％。所述浅色二氧化钛导电填料中氧化锡锑纳米粉体的粒径为10～12nm。所述SnO2/TiO2重量比为30％，Sb/Sn原子量比为7％。
按配方重量份，将浅色抗静电填料、环氧树脂、硅烷偶联剂、流平剂、消泡剂和乙醇稀释剂混合均匀，喷涂前加入聚酰胺固化剂混合均匀，经室温固化24h后即成为浅色抗静电环氧树脂。所述浅色抗静电环氧树脂的表面电阻为17～21MΩ，抗静电性稳定恒久。
实施例2
在本实施例中，一种浅色抗静电环氧树脂的制备方法，包括如下重量份的原料：浅色抗静电填料10份；E-51环氧树脂50份；聚酰胺固化剂50份；KH-550硅烷偶联剂2.5份；流平剂1.5份；BKY-061消泡剂0.05份；BYK-065消泡剂0.1份；乙醇稀释剂15份。
所述浅色抗静电填料的制备方法如下：
第一步使用去离子水配制pH为8.5的15mmol/L的Tris缓冲液500mL，并加入0.4mg/mL的盐酸多巴胺粉体，将金红石型二氧化钛(200μm～400μm)加入上述溶液中形成质量浓度3％的浆料，搅拌15h，得到改性二氧化钛浆料。
第二步使用5mol/L盐酸去离子水溶液与一定量的氯化锡(SnCl4·5H2O)、氯化锑(SbCl3)混合，其中所述氯化锡加入量(相对二氧化钛质量)按SnO2/TiO2质量比计为62％，氯化锑加入量按Sb/Sn原子量比计为7％，得到盐溶液。
第三步将配制的盐溶液(62mL)加入二氧化钛浆料(517g)中，时间2h，反应温度90℃，使用一定量4mol/L氢氧化钠碱液调节pH为1.5。浆料在55℃下熟化12h，随后使用去离子水洗涤10次，经过滤、干燥，550℃煅烧4h，得到浅色抗静电填料，粉体电阻率97Ω·cm。所述盐酸多巴胺与二氧化钛的质量之比为1.5％。所述浅色二氧化钛导电填料中氧化锡锑纳米粉体的粒径为8～12nm。所述SnO2/TiO2重量比为30％，Sb/Sn原子量比为7％。
按配方重量份，将浅色抗静电填料、环氧树脂、硅烷偶联剂、流平剂、消泡剂和乙醇稀释剂混合均匀，喷涂前加入聚酰胺固化剂混合均匀，经室温固化36h后即成为浅色抗静电环氧树脂。所述浅色抗静电环氧树脂的表面电阻为15～19MΩ，抗静电性稳定恒久。
实施例3
在本实施例中，一种浅色抗静电环氧树脂的制备方法，包括如下重量份的原料：浅色抗静电填料15份；E-44环氧树脂50份；聚酰胺固化剂50份；KH-560硅烷偶联剂3.5份；流平剂2份；BYK-061消泡剂0.05份：BYK-066N消泡剂0.1份；乙醇稀释剂15份。
所述浅色抗静电填料的制备方法如下：
第一步使用去离子水配制pH为8.5的15mmol/L的Tris缓冲液450mL，并加入0.6mg/mL的盐酸多巴胺粉体，将金红石型二氧化钛(200μm～400μm)加入上述溶液中形成质量浓度5％的浆料，搅拌12h，得到改性二氧化钛浆料。
第二步使用5mol/L盐酸去离子水溶液与一定量的氯化锡(SnCl4·5H2O)、氯化锑(SbCl3)混合，其中所述氯化锡加入量(相对二氧化钛质量)按SnO2/TiO2质量比计为62％，氯化锑加入量按Sb/Sn原子量比计为7％，得到盐溶液。
第三步将配制的盐溶液(90mL)加入二氧化钛浆料(475g)中，时间1.5h，反应温度80℃，使用一定量4mol/L氢氧化钠碱液调节pH为1.25。浆料在50℃下熟化12h，随后使用去离子水洗涤10次，经过滤、干燥，550℃煅烧4h，得到浅色抗静电填料，粉体电阻率77Ω·cm。所述盐酸多巴胺与二氧化钛的质量之比为1.4％。所述浅色二氧化钛导电填料中氧化锡锑纳米粉体的粒径为8～13nm。所述SnO2/TiO2重量比为30％，Sb/Sn原子量比为7％。
按配方重量份，将浅色抗静电填料、环氧树脂、硅烷偶联剂、流平剂、消泡剂和乙醇稀释剂混合均匀，喷涂前加入聚酰胺固化剂混合均匀，经室温固化24h后即成为浅色抗静电环氧树脂。所述浅色抗静电环氧树脂的表面电阻为10～14MΩ，抗静电性稳定恒久。
实施例4
在本实施例中，一种浅色抗静电环氧树脂的制备方法，包括如下重量份的原料：浅色抗静电填料15份；E-51环氧树脂50份；聚酰胺固化剂50份；KH-560硅烷偶联剂3.5份；流平剂2份；BYK-065消泡剂0.05份：BYK-066N消泡剂0.1份；乙醇稀释剂20份。
所述浅色抗静电填料的制备方法如下：
第一步使用去离子水配制pH为8.5的10mmol/L的Tris缓冲液400mL，并加入0.4mg/mL的盐酸多巴胺粉体，将金红石型二氧化钛(200μm～400μm)加入上述溶液中形成质量浓度4％的浆料，搅拌12h，得到改性二氧化钛浆料。
第二步使用5mol/L盐酸去离子水溶液与一定量的氯化锡(SnCl4·5H2O)、氯化锑(SbCl3)混合，其中所述氯化锡加入量(相对二氧化钛质量)按SnO2/TiO2质量比计为62％，氯化锑加入量按Sb/Sn原子量比计为7％，得到盐溶液。
第三步将配制的盐溶液(82mL)加入二氧化钛浆料(420g)中，时间1.5，反应温度80℃，使用一定量4mol/L氢氧化钠碱液调节pH为1.25。浆料在50℃下熟化12h，随后使用去离子水洗涤8次，经过滤、干燥，550℃煅烧4h，得到浅色抗静电填料，粉体电阻率132Ω·cm。所述盐酸多巴胺与二氧化钛的质量之比为1.2％。所述浅色二氧化钛导电填料中氧化锡锑纳米粉体的粒径为10～13nm。所述SnO2/TiO2重量比为30％，Sb/Sn原子量比为7％。
按配方重量份，将浅色抗静电填料、环氧树脂、硅烷偶联剂、流平剂、消泡剂和乙醇稀释剂混合均匀，喷涂前加入聚酰胺固化剂混合均匀，经室温固化40h后即成为浅色抗静电环氧树脂。所述浅色抗静电环氧树脂的表面电阻为18～22MΩ，抗静电性稳定恒久。
实施例5
在本实施例中，一种浅色抗静电环氧树脂的制备方法，包括如下重量份的原料：浅色抗静电填料20份；E-44环氧树脂50份；聚酰胺固化剂50份；KH-560硅烷偶联剂4份；流平剂2.5份；BYK-065消泡剂0.05份：BYK-066N消泡剂0.2份；乙醇稀释剂15份。
所述浅色抗静电填料的制备方法如下：
第一步使用去离子水配制pH为8.5的10mmol/L的Tris缓冲液500mL，并加入0.6mg/mL的盐酸多巴胺粉体，将金红石型二氧化钛(200μm～400μm)加入上述溶液中形成质量浓度6％的浆料，搅拌18h，得到改性二氧化钛浆料。
第二步使用5mol/L盐酸去离子水溶液与一定量的氯化锡(SnCl4·5H2O)、氯化锑(SbCl3)混合，其中所述氯化锡加入量(相对二氧化钛质量)按SnO2/TiO2质量比计为62％，氯化锑加入量按Sb/Sn原子量比计为7％，得到盐溶液。
第三步将配制的盐溶液(130mL)加入二氧化钛浆料(541g)中，时间2h，反应温度85℃，使用一定量4mol/L氢氧化钠碱液调节pH为1.5。浆料在55℃下熟化12h，随后使用去离子水洗涤10次，经过滤、干燥，550℃煅烧4h，得到浅色抗静电填料，粉体电阻率69Ω·cm。所述盐酸多巴胺与二氧化钛的质量之比为1.1％。所述浅色二氧化钛导电填料中氧化锡锑纳米粉体的粒径为8～13nm。所述SnO2/TiO2重量比为30％，Sb/Sn原子量比为7％。
按配方重量份，将浅色抗静电填料、环氧树脂、硅烷偶联剂、流平剂、消泡剂和乙醇稀释剂混合均匀，喷涂前加入聚酰胺固化剂混合均匀，经室温固化36h后即成为浅色抗静电环氧树脂。所述浅色抗静电环氧树脂的表面电阻为8～11MΩ，抗静电性稳定恒久。
实施例6
在本实施例中，一种浅色抗静电环氧树脂的制备方法，包括如下重量份的原料：浅色抗静电填料20份；E-51环氧树脂50份；聚酰胺固化剂50份；KH-560硅烷偶联剂4份；流平剂2.5份；BYK-061消泡剂0.05份：BYK-066N消泡剂0.2份；乙醇稀释剂20份。
所述浅色抗静电填料的制备方法如下：第一步使用去离子水配制pH为8.5的12mmol/L的Tris缓冲液500mL，并加入0.5mg/mL的盐酸多巴胺粉体，将金红石型二氧化钛(200μm～400μm)加入上述溶液中形成质量浓度4％的浆料，搅拌18h，得到改性二氧化钛浆料。
第二步使用5mol/L盐酸去离子水溶液与一定量的氯化锡(SnCl4·5H2O)、氯化锑(SbCl3)混合，其中所述氯化锡加入量(相对二氧化钛质量)按SnO2/TiO2质量比计为62％，氯化锑加入量按Sb/Sn原子量比计为7％，得到盐溶液。
第三步将配制的盐溶液(107mL)加入二氧化钛浆料(522g)中，时间1.5h，反应温度90℃，使用一定量4mol/L氢氧化钠碱液调节pH为1.5。浆料在50℃下熟化12h，随后使用去离子水洗涤8次，经过滤、干燥，550℃煅烧4h，得到浅色抗静电填料，粉体电阻率62Ω·cm。所述盐酸多巴胺与二氧化钛的质量之比为1.2％。所述浅色二氧化钛导电填料中氧化锡锑纳米粉体的粒径为10～12nm。所述SnO2/TiO2重量比为30％，Sb/Sn原子量比为7％。
按配方重量份，将浅色抗静电填料、环氧树脂、硅烷偶联剂、流平剂、消泡剂和乙醇稀释剂混合均匀，喷涂前加入聚酰胺固化剂混合均匀，经室温固化36h后即成为浅色抗静电环氧树脂。所述浅色抗静电环氧树脂的表面电阻为4～6MΩ，抗静电性稳定恒久。
图2是实施例6制备的浅色导电二氧化钛的能量散射X射线谱(EDS)图，使用FlexSEM 1000型分析仪测试得到，图中显示了粉体元素分布与投料比相符合。图3是实施例6制备的浅色抗静电环氧树脂的表面扫描电镜形貌(SEM)图，使用FlexSEM 1000型分析仪测试得到，图中显示出导电填料在环氧树脂内部有着均匀的分散形貌。
实施例7
本实施例7中浅色导电二氧化钛和浅色抗静电环氧树脂的制备过程参照实施例6，区别在于：二氧化钛为锐钛矿型二氧化钛。所得浅色抗静电填料的粉体电阻率78Ω·cm，得到环氧树脂的表面电阻为10～15MΩ。
对比例1
本对比例1中浅色抗静电环氧树脂的制备过程参照实施例6，区别仅在于：所述浅色抗静电填料的制备方法第一步使用去离子水配制pH为8.5的12mmol/L的Tris缓冲液500mL，再加入金红石型二氧化钛，搅拌18h，得到改性二氧化钛浆料(金红石型二氧化钛的质量浓度4％)。所得浅色抗静电填料的粉体电阻率252Ω·cm，得到环氧树脂的表面电阻为58～75MΩ。
对比例2
本对比例2中浅色抗静电环氧树脂的制备过程参照实施例6，区别仅在于：所述浅色抗静电填料的制备方法第一步使用去离子水500mL，并加入0.5mg/mL的盐酸多巴胺粉体，再加入金红石型二氧化钛，搅拌18h，得到改性二氧化钛浆料(金红石型二氧化钛的质量浓度4％)。所得浅色抗静电填料的粉体电阻率160Ω·cm，得到环氧树脂的表面电阻为30～42MΩ。
对比例3
本对比例3中浅色抗静电环氧树脂的制备过程参照实施例6，区别仅在于：所述浅色抗静电填料的制备方法第一步使用去离子水500mL，再加入金红石型二氧化钛，搅拌18h，得到二氧化钛浆料(金红石型二氧化钛的质量浓度4％)。得到浅色抗静电填料的粉体电阻率204Ω·cm，所得环氧树脂的表面电阻为45～61MΩ。
表1为本发明中浅色抗静电环氧树脂的原料配制(份数)及其性能参数：
Figure BDA0002889627510000101

Claims (10)

1.一种浅色二氧化钛导电填料，其特征在于，是由氧化锡锑纳米粉体和二氧化钛粉体复合而成；所述氧化锡锑纳米粉体的粒径为5～12nm；所述二氧化钛粉体为金红石型，粒径为200μm～400μm。
2.根据权利要求1所述的浅色二氧化钛导电填料，其特征在于，所述氧化锡锑纳米粉体和二氧化钛粉体的重量比为12%～50%，优选为30%；所述氧化锡锑纳米粉体中Sb/Sn原子量比为6～11%，优选为7%。
3.根据权利要求1或2所述的浅色二氧化钛导电填料，其特征在于，所述浅色二氧化钛导电填料的电阻率为55 Ω·cm～350 Ω·cm。
4.一种如权利要求1-4中任一项浅色二氧化钛导电填料的制备方法，其特征在于，包括：
（1）将Tris缓冲液、盐酸多巴胺粉体和二氧化钛混合、搅拌，得到改性二氧化钛浆料，所述二氧化钛为金红石型二氧化钛、锐钛矿型二氧化钛中的至少一种；
（2）将盐酸去离子水溶液、氯化锡和氯化锑混合，得到盐溶液；
（3）将配制的盐溶液加入改性二氧化钛浆料中进行反应后加入碱液调节pH为1～1.5，再经过熟化、过滤、干燥、煅烧，得到浅色二氧化钛导电填料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述Tris缓冲液的pH值为8～9，浓度为10～15 mmol/L；所述盐酸多巴胺粉体和Tris缓冲液的比值为0.4～0.6 mg/mL；所述改性二氧化钛浆料中二氧化钛的质量分数为3 wt.%～8 wt.%。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述盐酸去离子水溶液的浓度为4～6 mol/L，优选为5mol/L；所述氯化锡的加入量（相对二氧化钛质量）按SnO2/TiO2质量比计为30 %～80 %，优选为62%；所述氯化锑加入量按Sb/Sn原子量比计为6～11%，优选为7%。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述反应的温度为75℃～90℃，反应的时间为1.5～2小时；
所述碱溶液为氢氧化钠溶液或氨水溶液，浓度为5～6 mol/L；
所述熟化的温度为40℃～55℃，时间为8～16小时；
所述煅烧的温度为500℃～750℃，时间为3～5小时。
8.一种浅色抗静电环氧树脂，其特征在于，包括：
按重量份数计，权利要求4所述的浅色二氧化钛导电填料10～20份；环氧树脂40～50份；聚酰胺固化剂40～50份；硅烷偶联剂0.5～6.5份；流平剂1.2～2.5份；消泡剂0.05～0.3份；乙醇稀释剂10～30份；所有组分之和为100份；
优选地，所述浅色抗静电环氧树脂的表面电阻为3 MΩ～30 MΩ。
9.根据权利要求8所述的浅色抗静电环氧树脂，其特征在于，所述环氧树脂选自E-44环氧树脂、E-51环氧树脂中的至少一种；所述聚酰胺固化剂是650聚酰胺固化剂；所述硅烷偶联剂为KH-550、KH-560中的至少一种；所述流平剂为聚二甲基硅氧烷；所述消泡剂为BYK-061有机硅消泡剂、BYK-065有机硅消泡剂、BYK-066N有机硅消泡剂中的至少一种。
10.一种如权利要求8或9所述的浅色抗静电环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括：将二氧化钛浅色导电填料、环氧树脂、硅烷偶联剂、流平剂、消泡剂和乙醇稀释剂混合均匀后，再加入聚酰胺固化剂，最后经室温固化12～48小时，得到所述浅色抗静电环氧树脂。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114437625A (zh) * 2022-02-28 2022-05-06 陈军 一种绝热保温纳米涂料及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002179948A (ja) * 2000-12-15 2002-06-26 Titan Kogyo Kk 白色導電性粉末及びその応用
CN101914341A (zh) * 2010-09-02 2010-12-15 太仓市高分子材料研发中心有限公司 一种浅色导电重防腐涂料及其制备方法
CN103696235A (zh) * 2013-12-17 2014-04-02 江苏大学 一种碳纤维负载介孔二氧化钛的制备方法
CN104255797A (zh) * 2014-08-25 2015-01-07 中国海洋大学 聚多巴胺界面修饰银/氧化钛纳米管防污剂及其制备方法
KR20150043254A (ko) * 2015-03-27 2015-04-22 (주)그린텍컴 대전방지용 수용성 에폭시 코팅제 및 대전방지를 위한 코팅 방법
CN105238100A (zh) * 2015-10-23 2016-01-13 渤海大学 一种制备浅色导电钛白粉的方法
CN105271389A (zh) * 2015-10-15 2016-01-27 锦州钛业有限公司 一种导电二氧化钛粉体的制备方法
CN111153433A (zh) * 2020-01-16 2020-05-15 南通大学 一种复合型浅色导电二氧化钛粉体的制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002179948A (ja) * 2000-12-15 2002-06-26 Titan Kogyo Kk 白色導電性粉末及びその応用
CN101914341A (zh) * 2010-09-02 2010-12-15 太仓市高分子材料研发中心有限公司 一种浅色导电重防腐涂料及其制备方法
CN103696235A (zh) * 2013-12-17 2014-04-02 江苏大学 一种碳纤维负载介孔二氧化钛的制备方法
CN104255797A (zh) * 2014-08-25 2015-01-07 中国海洋大学 聚多巴胺界面修饰银/氧化钛纳米管防污剂及其制备方法
KR20150043254A (ko) * 2015-03-27 2015-04-22 (주)그린텍컴 대전방지용 수용성 에폭시 코팅제 및 대전방지를 위한 코팅 방법
CN105271389A (zh) * 2015-10-15 2016-01-27 锦州钛业有限公司 一种导电二氧化钛粉体的制备方法
CN105238100A (zh) * 2015-10-23 2016-01-13 渤海大学 一种制备浅色导电钛白粉的方法
CN111153433A (zh) * 2020-01-16 2020-05-15 南通大学 一种复合型浅色导电二氧化钛粉体的制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114437625A (zh) * 2022-02-28 2022-05-06 陈军 一种绝热保温纳米涂料及其制备方法

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