本发明属于功能陶瓷领域，涉及医疗陶瓷领域，具体涉及一种抗静电陶瓷用高性能抗静电剂及其制备方法。
背景技术：
：功能陶瓷，是指在应用时主要利用其非力学性能的材料，这类材料通常具有一种或多种功能，如电、磁、光、热、化学、生物等;有的还有耦合功能，如压电、压磁、热电、电光、声光、磁光等。随着材料科学的迅速发展，功能陶瓷材料的各种新性能、新应用不断被人们所认识，并积极加以开发。在医疗领域中，功能陶瓷的使用也十分广泛，医疗器械用陶瓷不仅需要具有很好的强度，而且对于陶瓷的抗静电性能也要具有较高的要求，现有的抗静电陶瓷为了提升产品的抗静电性能，往往向陶瓷中加入具有某种具有导电性能的材料，但是，为了达到良好的抗静电效果，往往需要加大使用量，造成陶瓷的性能下降。技术实现要素：为了解决现有的医疗用陶瓷的缺陷，本申请提供一种抗静电陶瓷用高性能抗静电剂，能够降低抗静电剂的加入量，同时，保持制备后陶瓷的抗静电性能及陶瓷的强度。本发明通过以下技术方案实现：一种抗静电陶瓷用高性能抗静电剂，按重量计由以下原料制成：银粉6.5-8份、铜粉2.2-4份、石墨烯2-3份、乙基纤维素4-6份、石油磺酸钠1-1.5份、凹凸棒土8-10份。所述凹凸棒土经过改性处理，具体方法如下：（1）、将凹凸棒土使用质量分数为25%的丙酮溶液浸泡处理60-80min，浸泡过程中使用25kHz的超声波处理，然后使用清水冲洗；（2）、将步骤（1）处理好的凹凸棒土在560-600℃下高温处理3-5min，处理完成后，自然冷却，然后将凹凸棒土冷冻至-70～-65℃，冷冻处理10-15min，冷冻后，快速将冷冻后的凹凸棒土转移至温度为450-500℃的环境中保存35-60s；（3）、将步骤（2）处理好的凹凸棒土使用质量分数为35%的硫酸溶液浸泡处理3-5min，然后加入月桂醇硫酸钠、焦磷酸钠、水按重量比1.2:4:20的比例制成的混合液，搅拌，并使用超声波震荡处理10-20min，超声波频率为20-25KHz，烘干，得到改性凹凸棒土。上述步骤（2）中的快速将冷冻后的凹凸棒土转移快速指的是在冷冻后10s内将凹凸棒土转移至下一温度环境处理。所述银粉、铜粉和石墨烯的重量比为2.2:1.2:1。所述抗静电剂的制备方法如下：（1）、将银破碎成粒径不大于20μm的微粉，破碎过程在氮气保护下进行，避免被氧化，然后将银粉使用乙醚溶液浸泡处理10-15min，浸泡过程中使用超声波进行处理，然后真空干燥，得到银粉；将铜破碎成粒径不大于50μm的微粉，得到铜粉；（2）、将步骤（1）得到的铜粉、银粉及改性后的凹凸棒土使用球磨机进行研磨，使各原料混合均匀并对粒径较大的微粉进行进一步破碎；（3）、将步骤（2）得到的产物与石墨烯、乙基纤维素、石油磺酸钠使用真空搅拌机搅拌分散均匀，得到抗静电剂。本申请中使用了经过复配制成的抗静电剂，以银、铜、石墨烯为导电材料，经过复配处理，经过特定的处理，对原料成分进行活化，能显著提升抗静电剂的抗静电性能，在抗静电剂中加入了改性凹凸棒土、石油磺酸钠及乙基纤维素等成分，能够显著提升抗静电剂在陶瓷中的分散效果，提升抗静电剂的抗静电效果；在抗静电剂中加入了改性的凹凸棒土成分，经过改性对凹凸棒土进行活化，能够与导电的银、铜、石墨烯等充分结合，也能够提升抗静电剂与陶瓷粉体的结合强度，因此，可以使抗静电成分更好地分散在陶瓷表面，提升抗静电性能，提升稳定性。在抗静电剂的制备过程中，将银粉、铜粉和石墨烯的重量比为2.2:1.2:1进行混合，在此比例下，能明显提升抗静电剂的抗静电效果。本发明的有益效果：本发明提供的陶瓷抗静电剂能显著提升陶瓷的抗静电效果，同时，本申请中的抗静电剂均经过处理，与陶瓷中其他原料具有更好的结合力及分散效果，在具有更好的抗静电性能的同时，保持表面陶瓷的强度。具体实施方式实施例1一种抗静电陶瓷用高性能抗静电剂，所述抗静电剂按重量计由以下原料制成：银粉6.6份、铜粉3.6份、石墨烯3份、乙基纤维素5份、石油磺酸钠1.3份、凹凸棒土8.6份。所述凹凸棒土经过改性处理，具体方法如下：（1）、将凹凸棒土使用质量分数为25%的丙酮溶液浸泡处理75min，浸泡过程中使用25kHz的超声波处理，然后使用清水冲洗；（2）、将步骤（1）处理好的凹凸棒土在580℃下高温处理4.5min，处理完成后，自然冷却，然后将凹凸棒土冷冻至-70℃，冷冻处理12min，冷冻后，快速将冷冻后的凹凸棒土转移至温度为480℃的环境中保存45s；（3）、将步骤（2）处理好的凹凸棒土使用质量分数为35%的硫酸溶液浸泡处理4min，然后加入月桂醇硫酸钠、焦磷酸钠、水按重量比1.2:4:20的比例制成的混合液，搅拌，并使用超声波震荡处理15min，超声波频率为22KHz，烘干，得到改性凹凸棒土。所述抗静电剂的制备方法如下：（1）、将银破碎成粒径不大于20μm的微粉，破碎过程在氮气保护下进行，避免被氧化，然后将银粉使用乙醚溶液浸泡处理15min，浸泡过程中使用超声波进行处理，然后真空干燥，得到银粉；将铜破碎成粒径不大于50μm的微粉，得到铜粉；通过对铜粉、银粉进行活化，提升其导电性能，也能提升金属粉的分散效果。（2）、将步骤（1）得到的铜粉、银粉及改性后的凹凸棒土使用球磨机进行研磨，使各原料混合均匀并对粒径较大的微粉进行进一步破碎；（3）、将步骤（2）得到的产物与石墨烯、乙基纤维素、石油磺酸钠使用真空搅拌机搅拌分散均匀，得到抗静电剂。抗静电陶瓷的制备方法包括以下步骤：（1）、陶瓷使用氧化锆陶瓷作为基体，对氧化锆陶瓷表面进行改性处理，氧化锆陶瓷的改性处理方法包括以下步骤：a、将氧化锆陶瓷使用质量分数为10%的硫酸溶液浸泡12min，浸泡过程中使用超声波处理，超声波频率为25KHz，然后将氧化锆陶瓷进行水洗，烘干；b、将步骤a处理好的氧化锆陶瓷表面使用混合泥涂覆，混合泥按重量计由以下原料制成：黄壤土15份、聚氯乙烯碎屑2.5份、石墨粉1.3份、水20份、丙二醇2份制成，混合泥的厚度为0.5-0.6cm；c、将步骤b处理好的氧化锆陶瓷放入质量分数为25%的氢氟酸溶液浸泡处理15min，取出，清洗掉表面酸及混合泥，在65℃下烘干，得到改性氧化锆陶瓷；（2）、制备外层陶瓷基体，外层陶瓷按重量计由以下原料制成：氧化铝粉体92份、环氧树脂10份、凹凸棒土4.2份、纳米二氧化钛1.4份、高岭土11份、抗静电剂0.12份；具体制备方法如下：A、将氧化铝粉体进行研磨，使粉体的粒径不大于40微米，将高岭土、凹凸棒土在80℃下烘干，然后破碎至粒径不大于40微米；B、将步骤A处理好的氧化铝粉体、凹凸棒土和高岭土混合，共同进行研磨，使研磨后粉体的粒径不大于30微米；C、将环氧树脂在丙酮溶液中溶解，然后与步骤B处理好的粉体混合均匀，然后加入纳米二氧化钛、抗静电剂，继续研磨使各原料分散均匀，得到外层陶瓷基体；（3）、外层陶瓷制备，将步骤（2）制备的外层陶瓷基体包覆在步骤（1）处理好的改性氧化锆陶瓷表面，然后放入模具中模压成型，烘干，烧结成型。烧结时，在氩气保护的条件下进行烧结，在温度达到1055℃时，保温处理18min，然后再进行升温处理，升温至1400℃后，控制升温的速度，使升温速度保持在5℃/min，至1630℃。实施例2该例中抗静电剂按重量计由以下原料制成：银粉6.556份、铜粉3.576份、石墨烯2.98份、乙基纤维素5份、石油磺酸钠1.3份、凹凸棒土8.6份。其他成分的处理方式及抗静电剂制备方法如实施例1。实施例3一种抗静电陶瓷用高性能抗静电剂，按重量计由以下原料制成：银粉7.6份、铜粉3.1份、石墨烯2.6份、乙基纤维素5.3份、石油磺酸钠1.4份、凹凸棒土8份。各成分的处理方式及抗静电剂的制备方法与实施例1相同。实施例4一种抗静电陶瓷用高性能抗静电剂，按重量计由以下原料制成：银粉6.5份、铜粉3.9份、石墨烯2.7份、乙基纤维素5份、石油磺酸钠1.2份、凹凸棒土9份。各成分的处理方式及抗静电剂的制备方法与实施例1相同。对比例1该实施例中的抗静电剂按重量计由以下原料制成：银粉6.6份、铜粉3.6份、石墨烯3份、乙基纤维素5份、石油磺酸钠1.3份、凹凸棒土8.6份。但是，与实施例1相比，本实施例中的凹凸棒土不经过改性处理，其他处理方式与实施例1相同。对比例2该例中抗静电剂按重量计由以下原料制成：银粉7.26份、铜粉3.96份、石墨烯3.3份、乙基纤维素5份、石油磺酸钠1.3份、凹凸棒土8.6份。其他成分的处理方式及陶瓷制备方法如实施例1。对比例3该例中抗静电剂按重量计由以下原料制成：银粉8.5份、铜粉3.6份、石墨烯3份、乙基纤维素5份、石油磺酸钠1.3份、凹凸棒土8.6份。其他成分的处理方式及陶瓷制备方法如实施例1。对比例4该例中抗静电剂按重量计由以下原料制成：银粉6.6份、铜粉3.6份、乙基纤维素5份、石油磺酸钠1.3份、凹凸棒土8.6份。其他成分的处理方式及陶瓷制备方法如实施例1。对比例5该例中抗静电剂按重量计由以下原料制成：银粉6.6份、石墨烯3份、乙基纤维素5份、石油磺酸钠1.3份、凹凸棒土8.6份。其他成分的处理方式及陶瓷制备方法如实施例1。对比例6该例中抗静电剂按重量计由以下原料制成：铜粉3.6份、石墨烯3份、乙基纤维素5份、石油磺酸钠1.3份、凹凸棒土8.6份。其他成分的处理方式及陶瓷制备方法如实施例1。对比例7该例中抗静电剂按重量计由以下原料制成：银粉13.2份、乙基纤维素5份、石油磺酸钠1.3份、凹凸棒土8.6份。其他成分的处理方式及陶瓷制备方法如实施例1。对比例8该例中抗静电剂按重量计由以下原料制成：铜粉13.2份、乙基纤维素5份、石油磺酸钠1.3份、凹凸棒土8.6份。其他成分的处理方式及陶瓷制备方法如实施例1。各组制成陶瓷后，测试各组式样的体积电阻率，结果如表1：体积电阻率（Ω·m）实施例12.2×107实施例22.7×107实施例33.6×108实施例42.1×108对比例12.9×109对比例25.4×109对比例34.3×109对比例49.4×109对比例51.1×1010对比例65.3×1010对比例71.0×109对比例86.3×109表1。由表1可知，使用本申请中抗静电剂能在陶瓷中起到更好的抗静电效果，使用本申请中的抗静电剂添加在陶瓷中的抗静电效果相对于其他方式的抗静电剂配比具有更好的抗静电效果，而且，当所述银粉、铜粉和石墨烯的重量比为2.2:1.2:1时，抗静电效果达到最佳。当前第1页1 2 3