专利名称：掺锑和稀土的氧化锡的复合导电粉的制备方法
技术领域：
本发明涉及复合型导电粉体的制备方法，特别涉及一种掺锑和稀土的氧化锡的复合导电粉的制备方法。可用于导电涂层、导电纤维和导电塑料。
背景技术：
导电粉末作为一种功能填料添加于纤维、涂料、塑料、橡胶、合成胶等中，使其具有导电、抗静电、屏蔽电磁波等功能，广泛应用于航空、航天、军事、电子、汽车、通讯、信息等行业。现已开发出金属系、碳系、金属氧化物系及复合系导电粉末。金属系粉末主要是银粉、镍粉和铜粉等。银粉具有化学性质稳定、防腐蚀性强、导电性高，但价格贵，主要用于重要的军事领域，铜具有低廉的成本，与银的导电性相当，但它容易氧化，导电性不稳定，需对它进行特殊处理，才能获得较稳定的铜系导电粉末。镍的导电性并不好，但却是近年来研究的热点，其原因在于镍的价格适中，化学稳定性好，抗腐蚀性强，铁磁性优良，用于电子设备的电磁屏蔽尤其有效，但它的比重大，容易沉降，颜色较深。碳黑价格便宜，原料易得，比重较小，但碳黑、石墨呈深黑色，颜色单一，装饰效果差。因此近年来，致力于开发复合型导电粉末。复合型导电粉末是以一种价廉、质轻的材料作为基底或芯材，在其表面包覆一层或几层化学稳定性好、耐腐蚀性强、电导率高的导电物质而得到的复合材料。作为基底(或芯材)的材料有云母、石墨、重晶石、二氧化钛、碳纤维、堇青石、钙长石、叶蜡石、高岭土等；导电物质有银、铜、镍和含锑氧化锡晶体以及二氧化锡中掺杂Sb、F、In而形成的半导体粉末。其中浅色金属氧化物复合系列的导电粉末很好地填补了碳黑系、金属系导电粉末的缺陷。在我国，使用的基底材料有云母、重晶石、二氧化钛等，导电材料是在SnO2中掺杂Sb、F。在上述的复合的导电粉末中，其使用温度还偏低，不超过800℃。
发明内容
本发明的目的是为了提高复合型导电粉末的使用温度，提供一种掺锑和稀土的氧化锡的复合导电粉的制备方法。
本发明的技术方案是掺锑和稀土的氧化锡导电粉的制备方法是(1)用镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、饵、铥、镱、镥、钇、钪等稀土氧化物中的一种或一种以上的稀土氧化物的混合物以及锡粉、三氧化二锑、络合剂、硝酸制成混合液；其中稀土氧化物∶三氧化二锑∶锡的物质的量之比为100/106∶0.1∶40-30∶30∶95，混合液中锡的浓度为0.05-2.5mol/L；络合剂为C2-C8的有机酸或其混合物，优选柠檬酸和酒石酸，最优选柠檬酸，n络合剂∶n(Sb+Sn+RE)＝0.1∶1-2∶1；硝酸浓度为0.5-12mol/L。
(2)用氨水制成0.5-12mol/L的碱液。
(3)将导电芯材分散在水溶液中，在搅拌下以并流滴加的方式加入上述的混合溶液和碱液，控制pH值为3-11，反应温度为1-80℃，获得共沉淀物。
(4)分别用去离子水和有机试剂洗涤共沉淀物，有机试剂为C1-C3的有机溶剂，优选醇类溶剂，最优选乙醇。
(5)将洗涤后的共沉淀物在100-105℃下烘干1-2h，研磨，过100-200目筛。将过筛的共沉淀物在400-1100℃下煅烧，煅烧时间0.5-5h，得到导电粉体。
本发明的有益效果是掺锑和稀土的氧化锡复合导电粉的使用温度明显提高，可超过900℃。
具体实施例方式
实施例1在1000ml的烧杯中加入0.0189g三氧化二镧、17.80g的锡粉、1.31g三氧化二锑、28.8g的柠檬酸，在不断的搅拌下加入6mol/L硝酸溶液直至形成透明的淡黄绿色混合溶液。
在500ml的烧杯中配成2mol/L的氨水溶液270ml待用。
在2000ml的烧杯中加入30g石英粉(-400目)，再加去离子水600ml，在室温下搅拌成悬浊液，并加热至60℃，在不断搅拌下均匀并流滴加上述混合溶液和氨水溶液，并控制反应液的pH值在8，生成共沉淀物，待加料结束后搅拌30min，然后冷却至室温，过滤，用去离子水洗涤共沉淀物2遍，用无水乙醇洗涤共沉淀物1遍，将滤饼在105℃下干燥1h，研磨，过200目筛，将过筛后的粉体于900℃煅烧2h，即得电阻率小于10.5Ωcm的掺锑镧氧化锡的复合导电粉。
实施例2在1000ml的烧杯中加入0.0202g混合稀土氧化物(其中三氧化二镧为12.34％、三氧化二钕为82.13％、三氧化二铈为5.53％)、17.80g的锡粉、1.78g三氧化二锑、28.8g的柠檬酸，在不断的搅拌下加入6mol/L硝酸溶液直至形成透明的淡黄绿色混合溶液。
在500ml的烧杯中配成3mol/L的氨水溶液180ml待用。
在2000ml的烧杯中加入30g石英粉(-400目)，再加去离子水600ml，在室温下搅拌成悬浊液，并加热至55℃，在不断搅拌下均匀并流滴加上述混合溶液和氨水溶液，并控制反应液的pH值在7，生成共沉淀物，待加料结束后搅拌30min，然后冷却至室温，过滤，用去离子水洗涤共沉淀物2遍，用无水乙醇洗涤共沉淀物1遍，将滤饼在100℃下干燥2h，研磨，过200目筛，将过筛后的粉体于850℃煅烧3h，即得电阻率小于7.2Ωcm的掺锑稀土氧化锡的复合导电粉。
权利要求
1.一种掺锑和稀土的氧化锡复合导电粉的制备方法，其特征在于，(1)用镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、饵、铥、镱、镥、钇、钪等稀土氧化物中的一种或一种以上的稀土氧化物的混合物以及锡粉、三氧化二锑、络合剂、硝酸制成混合液，稀土氧化物∶三氧化二锑∶锡的物质的量之比为100/106∶0.1∶40-30∶30∶95，混合液中锡的浓度为0.05-2.5mol/L；络合剂为C2-C8的有机酸或其混合物；硝酸浓度为0.5-12mol/L；(2)将导电芯材分散在水溶液中，在搅拌下以并流滴加的方式加入上述的混合溶液和碱液，控制pH值为3-11，反应温度为1-80℃，获得共沉淀物；(3)共沉淀物经洗涤、烘干、过筛后在400-1100℃煅烧，煅烧时间0.5-5h，得到导电粉体。
2.按权利要求1所述掺锑和稀土的氧化锡复合导电粉的制备方法，其特征在于，络合剂与锡、锑和稀土的摩尔比为n络合 剂∶n(Sb+Sn+RE)＝0.1∶1-2∶1。
3.按权利要求1、2所述掺锑和稀土的氧化锡复合导电粉的制备方法，其特征在于，络合剂为柠檬酸或酒石酸中的一种或一种以上。
4.按权利要求1所述掺锑和稀土的氧化锡复合导电粉的制备方法，其特征在于，所述的碱液为氨水制成0.5-12mol/L的碱液。
5.按权利要求1所述掺锑和稀土的氧化锡复合导电粉的制备方法，其特征在于，所述的导电芯材是石英、高岭土、云母、钙长石、叶蜡石、堇青石等复合氧化物，无机氧化物粉末如钛、镁、钙、钡、锶、镍、铁等氧化物，硫酸盐如钙、钡、锶等硫酸盐等中的一种或一种以上的混合物；导电芯材的质量为1-85％。
6.按权利要求1所述掺锑和稀土的氧化锡复合导电粉的制备方法，其特征在于，共沉淀物先用去离子水洗涤，再用C1-C3的有机溶剂中的一种或一种以上混合溶剂洗涤。
7.按权利要求6所述的掺锑和稀土的氧化锡复合导电粉的制备方法，其特征在于，有机溶剂为乙醇。
8.按权利要求1所述掺锑和稀土的氧化锡复合导电粉的制备方法，其特征在于，洗涤后的共沉淀物烘干温度为100-105℃，烘干时间为1-2h。
全文摘要
本发明公开一种掺锑和稀土的氧化锡的复合导电粉的制备方法。用镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、饵、铥、镱、镥、钇、钪等稀土氧化物中的一种或一种以上的稀土氧化物的混合物以及锡粉、三氧化二锑、络合剂、硝酸制成混合溶液；配制一定浓度碱液；将导电芯材分散在水溶液中，在搅拌下以并流滴加的方式加入上述的混合溶液和碱液，并控制一定的pH值，得到共沉淀物。分别用去离子水和有机洗液洗涤共沉淀物，共沉淀物在100－105℃下烘干，研磨，并在400－1100℃下煅烧，得到导电粉体。这种导电粉体的电阻率低于7.2Ωcm。本发明的掺锑和稀土的氧化锡的复合导电粉的使用温度明显提高，可超过900℃，可广泛用于导电涂层、导电纤维和导电塑料。
文档编号H01B13/00GK1588568SQ20041005327
公开日2005年3月2日 申请日期2004年7月29日 优先权日2004年7月29日
发明者刘小珍 申请人:上海应用技术学院