专利名称：一种锡氧化物针状导电细粒及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种针状导电细粒及其制造方法，具体涉及一种锡氧化物针状导电细粒及其制造方法。
背景技术：
随着石化工业的飞速发展，高分子材料的应用领域不断扩大，但由于其表面电阻率高，在使用过程中容易积聚静电，从而造成一系列的危害。采用掺抗静电剂的方法可以在一定程度解决此类问题。抗静电剂可分为二大类(1)导电物质(如碳黑、碳纤维、金属丝、导电聚合物及导电无机物)。(2)空气中水分吸附型抗静电剂。
第一类传统导电物质作静电剂存在着诸如色泽、易氧化、透明度或价格昂贵等诸如因素的制约。
第二类水分吸附型抗静电剂存在着诸如表面电阻高(1010～1012Ω)或存在胺基化合物，导致精密电子产品容易被腐蚀。并且其表面电阻受环境温度和湿度的影响。因而其应用领域受到诸多限制。
中国专利95120120.4公布了一种针状导电的锡氧化物细粒及其制造方法，通过共沉淀方法生成含锡、硅或含锡、硅、锑的前体微粒，然后水洗到滤液的比电阻15000Ω·cm以上，滤饼经干燥和灼烧，再采用氰氟酸等无机酸为介质处理灼烧后的产物以除去可溶性无机盐。
中国发明专利申请号02150911.5公布了一种掺杂镉的锡氧化物针状导电细粒及其制造方法，在锡、锑、镉共沉淀时采用了有机酸作为配位剂，前驱体沉淀物过滤洗涤和干燥，添加胶态SiO2和NaCl后进行灼烧，用氰氟酸等无机酸处理灼烧产物以除去其中的可溶性无机盐。
HF酸属于危险品，具有强腐蚀性，不但使设备的投资增大，在粉体的制备过程中具有较大的危险性，对环境造成较大的危害。
另一方面，共沉淀得到的前驱体属于极其微细的颗粒，需要使用大量的洗涤水才能达到上述文献所说的比电阻的要求。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种锡氧化物针状导电细粒及其制造方法，以克服现有技术存在的设备投资大，安全性差和环境污染的缺陷。
本发明的方法包括如下步骤(1)制备锡氧化物针状导电细粒的前驱体沉淀物；(2)前驱体沉淀物在105～120℃的条件下干燥5～8小时；(3)干燥后产物添加以滤饼干燥物重量计为10～20％的NaCl和/或相当于含有重量为2～5％SiO2的含硅化合物；(3)粉碎后、灼烧，灼烧程序如下750～800℃灼烧保温0.5～1.5小时，然后在1050℃～1200℃灼烧保温1～3小时；灼烧后产物用重量浓度为5％～35％的碱性水溶液，20～99℃温度下打浆1.5～2小时，获得固体含量为5～40的悬浮液，过滤、洗涤和干燥，得到本发明的锡氧化物针状导电细粒。
所说的前驱体沉淀物可采用中国专利申请号02150911.5公开的方法进行制备，或采用中国发明专利95120120.4的方法进行制备；本发明所说的含硅化合物为市售的胶态SiO2或固体水玻璃中的一种；碱性水溶液选自碱金属的氢氧化物水溶液，碱金属的氢氧化物优选氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或它们的混合物。其中氢氧化钠是优选的。碱金属氢氧化物水溶液的浓度为0.25～12mol/L；灼烧产物在碱性水溶液中悬浮液的重量浓度为5.0～40％，优选8～30％；
按照本发明方法得到的锡氧化物针状导电粉的粉体电阻可以达到2Ω以下，针形比20～30。
采用本发明的方法制备锡氧化物针状导电细粒，设备投资小，安全性好，无环境污染，便于工业化实施。
具体实施例方式
实施例1.
配制SnCl4浓度为0.7mol/L，Cd(NO3)2浓度为0.076mol/L的混合溶液4000ml。配制SbCl3浓度为0.14mol/L的溶液1000ml，加入酒石酸30g生成澄清液。将SbCl3溶液加入到SnCl4中，制成锑掺杂量为5％(mol比)，Cd掺杂量为2.7％(mol比)的混合液待用。在20L反应釜中加入去离子水5000ml并加热至90℃，在不断搅拌的情况下，均匀加入含锡的混合液和20％NaOH水溶液。控制反应pH值在7.5，生成均匀掺杂的导电粉前驱体，加料结束保温30min，将该前驱体过滤，得到的滤饼在110℃干燥8小时，加入20％的NaCl及3％的胶态二氧化硅(均以干燥后滤饼重量计)，将所得混合物均匀混合，在800℃温度下灼烧1小时，升温至1050℃灼烧3小时，所得的灼烧产物加入到浓度为10％NaOH溶液中调制成为固含量10％的悬浮液，升温至90℃，搅拌1小时后过滤，再将滤饼用水打浆(10％固含量)，调节pH至7左右，加热到80℃，滴加15％的NaOH水溶液和Sn、Sb、Cd的混合液(Sn∶Sb∶Cd＝1∶1∶9mol比，加入量为灼烧产物重量的15％(以混合液中SnCl4加入量计))，保持体系pH值为7.5，加料结束调节pH值至3，保温20min后过滤，洗涤至滤液pH＝7，得到的滤饼在600℃下煅烧2小时，并用粉碎机粉碎，得到了本发明的含锑镉的锡氧化物针状导电细粒，产物的指标见表1。
实施例2配制SnCl4浓度为0.7mol/L，Cd(NO3)2浓度为0.076mol/L的混合溶液4000ml。配制SbCl3浓度为0.14mol/L的溶液1000ml，加入酒石酸30g生成澄清液。将SbCl3溶液加入到SnCl4中，制成锑掺杂量为5％(mol比)，Cd掺杂量为2.7％的混合液待用。将上述混合液与400ml硅酸钠水溶液(以SiO2表示为35.4g/L)及20％NaOH溶液，在30min内同时加入到70℃的5L纯水中，反应液pH值保持在7.5以产生共沉淀。将沉淀的前驱体过滤，在120℃干燥6小时，加入13％的NaCl均匀混合，在800℃的温度下灼烧保温1小时，然后升温至1150℃灼烧保温2.5小时，所得的灼烧产物加入到浓度为25％NaOH溶液中调制成为固含量25％的悬浮液，升温至60℃，搅拌1小时后过滤，得到的滤饼用水打浆(10％固含量)，调节pH至7左右，加热到80℃，滴加20％的NaOH水溶液和Sn、Sb的混合液(Sn∶Sb＝1∶9mol比)加入量为灼烧产物重量的15％(以混合液中SnCl4加入量计))，保持体系pH值为7.5，加料结束调节pH值至3，保温20min后过滤，洗涤至滤液的比电阻10000Ωcm，得到的滤饼在600℃下煅烧2小时，并用粉碎机粉碎，得到了本发明的含锑镉的锡氧化物针状导电细粒，产物的指标见表1。
实施例3配制SnCl4浓度为2.857mol/L，SbCl3浓度为0.0295mol/L的溶液500ml。将上述溶液与17.4ml硅酸钠水溶液(以SiO2表示为308g/L)及18％的NaOH溶液在20分钟内同时加到90℃的5L纯水中，使体系的pH值保持在7～7.5以产生共沉淀。将该沉淀的前驱体过滤，在110℃干燥8小时，加入20％的NaCl均匀混合，在800℃的温度下灼烧保温1小时，然后升温至1150℃灼烧保温2小时，所得的灼烧物加入到浓度为15％NaOH溶液中调制成为固含量为15％的悬浮液，升温至80℃，搅拌1小时后过滤，滤饼用水打浆(10％固含量)并调节pH至7左右，加热到80℃，滴加15％的NaOH水溶液和Sn、Sb的混合液(Sn∶Sb＝1∶9mol比，加入量为灼烧品的重量的15％(以混合液中SnCl4加入量计))，保持体系pH值为7.5，加料结束调节pH值至3，保温20min后过滤，洗涤至滤液的比电阻达到10000Ω·cm，得到的滤饼在600℃下煅烧2小时，并用粉碎机粉碎，得到了本发明的含锑的锡氧化物针状导电细粒，产物指标见表1。
实施例4配制SnCl4浓度为2.82mol/L，SbCl3浓度为0.0295mol/L的溶液300ml。将上述溶液及浓度为20％的NaOH溶液在20分钟内同时加到90℃的3L纯水中，使体系的pH保持在7.0～8.0以产生共沉淀，将前驱体过滤，在110℃下干燥8小时，加入20％的NaCl及3％的胶态二氧化硅(均以干燥后滤饼重量计)，将所得混合物均匀混合，然后在800℃的温度下灼烧1小时，升温至1050℃灼烧保温3小时，所得的灼烧产物加入浓度为15％的NaOH溶液中调制成为固含量为10％的悬浮液，升温至80℃，搅拌1小时后过滤，洗涤至滤液的比电阻达到20000Ω·cm，过滤后干燥、粉碎得到所本发明的含锑的锡氧化物针状导电细粒，产物指标见表1。
对照例1配制SnCl4浓度为0.71mol/L的溶液4000ml，配制SbCl3浓度为0.14mol/l的溶液1000ml，将SbCl3溶液加入到SnCl4溶液中，制成锑掺杂量为5％(mol比)的混合液待用。将上述混合液与400ml硅酸钠水溶液(以SiO2表示为35.4g/L)及20％NaOH溶液在30min内同时加入到90℃的5L纯水中，反应液pH值保持在7.5以产生共沉淀。将所得的前驱体过滤，洗涤至滤液比电阻达到20000Ω·cm，在110℃干燥8小时，加入20％的NaCl均匀混合，然后升温至1050℃灼烧保温3小时，所得的灼烧产物加HF酸溶液调至固含量为20％的悬浮液，搅拌1小时后过滤，将得到的滤饼用水打浆(10％固含量)，调节pH至7左右，加热到80℃，滴加NaOH水溶液和Sn、Sb的混合液(Sn∶Sb＝1∶9mol比)，加入量为灼烧产物重量的15％(以混合液中SnCl4加入量计)，保持体系pH值为7.5，加料结束调节pH值至3，保温20min后过滤，洗涤至滤液的比电阻20000Ω·cm，得到的滤饼在600℃下煅烧2小时，并用粉碎机粉碎，得到了针状导电粉，产物的指标见表1。
表1
注kg/kg＝kg消耗物/kg产品
权利要求
1.一种锡氧化物针状导电细粒的制造方法，包括(1)制备锡氧化物针状导电细粒的前驱体沉淀物；其特征在于，还包括如下步骤(2)前驱体沉淀物在105～120℃的条件下干燥5～8小时；(3)干燥后产物添加NaCl和/或含硅化合物；(3)粉碎后、灼烧，灼烧程序如下750～800℃灼烧保温0.5～1.5小时，然后在1050℃～1200℃灼烧保温1～3小时；灼烧后产物用碱性水溶液，20～99℃温度下打浆1.5～2小时，获得固体含量为5～40的悬浮液，过滤、洗涤和干燥，得到锡氧化物针状导电细粒。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，干燥后产物添加以滤饼干燥物重量计为10～20％的NaCl和/或相当于含有重量为2～5％SiO2的含硅化合物。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，灼烧后产物用重量浓度为5％～35％的碱性水溶液。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，含硅化合物为胶态SiO2或固体水玻璃中的一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，碱性水溶液选自碱金属的氢氧化物水溶液。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，碱金属的氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或它们的混合物。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，碱金属氢氧化物水溶液的浓度为0.25～12mol/L。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，灼烧产物在碱性水溶液中悬浮液的重量浓度为5.0～40％。
全文摘要
本发明公开了一种锡氧化物针状导电细粒的制造方法。包括1)制备前驱体沉淀物；其特征在于，还包括如下步骤2)前驱体沉淀物在105～120℃的条件下干燥5～8小时；3)干燥后产物添加NaCl和/或含硅化合物；3)粉碎后、灼烧750～800℃灼烧保温0.5～1.5小时，然后在1050℃～1200℃灼烧保温1～3小时；灼烧后产物用碱性水溶液，20～99℃温度下打浆1.5～2小时，过滤得到锡氧化物针状导电细粒。得到的锡氧化物针状导电粉的粉体电阻可以达到2Ω以下，针形比20～30。采用本发明的方法制备锡氧化物针状导电细粒，设备投资小，安全性好，无环境污染，便于工业化实施。
文档编号H01B1/08GK1884094SQ20051002712
公开日2006年12月27日 申请日期2005年6月24日 优先权日2005年6月24日
发明者吴秋芳, 陈国建, 李福清, 陈雪梅, 陈刚, 马新胜 申请人:上海华明高技术(集团)有限公司