专利名称：一种具有良好导电性能的瓷粉的制作方法
技术领域：
本发明一种以粉状陶瓷为基料制成的导电瓷粉。属电工材料类。
常用的导电材料是金属金、银、铜、铝、镍等，依据用途不同，可制成板状、带状、丝状、粉状。当需要对大型物体如房屋或异形物体表面敷以很薄的导电金属时，一般采用金属粉与特殊胶液制成浆料进行喷涂，其中金属粉常用银粉和镍粉，例如核工业部上海第八研究院曾提供一种用于电器屏蔽的镍粉浆料，但不论银或镍，价格高昂且很重。另据报导上海涂料行业生产一种含有镀铜、镀铬粉末的油漆，用于木器家具的喷涂，使家具发出金属光泽，但这种镀铜，镀铬油漆不具导电性。经检索，未见有导电性能良好，以陶瓷为基质的导电瓷粉的报导。
本发明的目的是针对解决银粉、镍粉价格昂贵且很重等问题提供一种价格低，重量轻且具有良好导电性能的以陶瓷为基料，表面镀以银等金属的导电粉末。将其掺和在丙烯酸乳胶中可制成导电涂料，将其掺和在油墨中，可制成导电油墨，将其掺和于塑料中，可制成导电塑料，由于它具有良好的导电性能，因此用途十分广泛;由于它仅在陶瓷微粒的表面镀一层很薄的金属层，(主要用银，因其不易氧化)，因此导电贵金属的用量很少，使得价格大大降低，且重量很轻;由于它是粉末状，因此可通过喷涂制成极薄的导电层，通过铸造制成多种导电的电器元件等等;由于它的基料是陶瓷，因此具有一定的强度。
本发明是在由硅酸铝、硅酸钠等烧制成的陶瓷粉末表面镀一层很薄的银或其它不易氧化的导电金属，该陶瓷粉末呈球状，直径5-200微米，根据不同用途，可用120目以上的金属筛筛选，球状粉末在显微镜下观察，可能是空心的，也可能是内部多孔隙的，镀银后呈银白色，很轻、容重在0.3～1.5克/立方厘米之间，由于是陶瓷，所以耐高温(以银不熔融的熔点960℃为限)，银镀层的厚度约0.25微米，将本发明混入丙烯酸乳胶喷涂干燥后，当涂层厚度为0.3毫米时，其电阻值为0.1～0.3欧姆/平方(以方块电阻方式表述)，导电性能稳定，控制银镀层的厚度及喷涂层厚度，可控制其电阻值及载流量，当涂层厚度0.3毫米，涂层宽度50毫米时，载流量可达3～5安培。本发明的特征是直径5-200微米的瓷粉是利用煤炭中的灰分(煤炭中所含硅酸铝、硅酸镁及其它杂质)在煤炭燃烧过程中同时形成的，它实质是煤炭燃烧后的残留物。煤炭中的灰分在煤炭燃烧的高温下，将雾化、雾化后的硅酸铝等杂质遇冷空气即冷凝成微小的陶瓷粉，陶瓷粉的组分将随煤炭中灰分组分的不同而不同，一般没有磁性，如果灰分中含铁，则瓷粉中亦将含铁，这时制成的导电瓷粉除具有导电性能外，还会有磁性。为了某些特殊用途，可在煤炭燃烧过程中掺入铁矿石或磁铁矿石，则导电瓷粉可具有导磁性或恒磁性。陶瓷粉可以专门烧制，也可以由高温工业锅炉的灰渣废料中筛选。本发明在陶瓷球表面的化学镀银方法不同于一般的化学镀银工艺，其特征是先对陶瓷粉镀锡进行敏化处理，再用以葡萄糖为还原剂的银氨溶液进行镀银，银氨溶液应呈碱性，碱性不足靠添加氢氧化钠进行调整，PH值应大于10。具体的镀银工艺流程是首先对焙烧的陶瓷粉过筛除杂和水洗除杂，凉干后用由氯化亚锡(Sncl2)，浓盐酸(Hcl)加蒸馏水配制的镀锡敏化液进行敏化处理，处理后的瓷粉，再经水洗凉干后，放入由硝酸银(AgNO3)，葡萄糖、浓氨水(NH3)与氢氧化钠(NaOH)配制的银氨溶液中，用试纸测定银氨溶液的PH值，滴加NaOH以调整PH值大于10，将溶液及瓷粉放在聚乙烯塑料桶内幌振约1小时，瓷粉表面即镀上一层银白色纯银，水洗凉干后即成导电瓷粉。采用通常给玻璃等镀银的工艺，无法给本发明所述的瓷粉镀银，PH值调整不当，则镀银层表面发黑，导电性下降。
这种镀银的陶瓷粉末，通过表面镀层的接触成为导体。将其掺和在丙烯酸乳液中，由于瓷粉很轻及液体表面张力的作用，瓷粉漂浮在液体表面并相互聚拢，乳液中的水份及有机溶剂挥发后，乳胶干缩，将银粉紧紧的聚合在底衬表面，使之具有良好的导电能力。
本发明的具体实施例例1取煤炭燃烧后的残留物若干(本例为收取工业高温锅炉的炉灰)，过120目金属筛，用物理方法筛选出陶瓷粉1公斤，用分液漏斗水洗3-5次，凉干后放入由50克Sncl2，4000ml蒸馏水(H2O)、62.5mlHCl配制的镀锡敏化液中，幌振3-5分钟，进行敏化处理。敏化后的瓷粉仍用分液漏斗水洗2-3次并凉干，然后放入由2%的葡萄糖溶液1500ml、30%的NH3溶液1500ml，工业用AgNO3150g，10%的NaOH溶液若干，滴加NaOH调整PH值为10的银氨溶液中，浸泡振荡约1小时，观察瓷粉表面呈发亮的银白色后，即镀银完毕，再水洗凉干即可。由于煤炭产地不同，所含灰分中的组分不同，因此有的导电瓷粉带有磁性，有的不含磁性，其容重(比重)也略有差异，一般均小于1克/立方厘米。本例制作的导电瓷粉的直径5-200微米，适于制作导电涂料。
实施例2取炉灰过400目金属筛，筛选瓷粉100克，水洗凉干后，加入由500ml蒸馏水，SnCl25g，5mlHCl配制的镀锡敏化液，摇幌3-5分钟后，水洗三次，凉干，置于塑料桶内加2%的葡萄糖溶液150ml，30%的NH3溶液150ml，AgNO310g，测PH值为9，滴加NaOH溶液至PH值为11摇幌振荡45分钟，瓷粉表面呈银白色，即水洗凉干，这种镀银瓷粉直径小于50微米，适用于制作导电油墨。
本发明具有广泛的应用前景。将1公斤导电瓷粉混入6.5公斤15%的丙烯酸乳胶(通常使用的涂料胶)中，即制成与木材、混凝土、玻璃、铜、铝等多种底衬材料均有良好的粘接性能的导电涂料，用普通喷枪进行喷涂作业，每公斤涂料可喷涂墙面1.5平方米，采用这种涂料喷涂制作的屏蔽室，各墙面任意两点间的电阻值均小于1Ω，单层涂料喷涂后，高频屏蔽效果达30-50分贝。这种涂料亦可用于喷涂制作微波天线反射器，其效果与采用常规金属板制作的反射器相同。根据镀银时所加硝酸银的多少，并控制镀层厚度，从而控制其表面电阻值，采用喷涂工艺制作的电热板发热电功率1千瓦以上，可不用其它导热媒质制成电暖板等。将适量的导电瓷粉混入市售的粘合剂中可制成导电胶用于金属粘接且仍具良好的导电性。将较细颗粒的导电粉混入油墨中可制成导电油墨等等。特别是将导电瓷粉加在卫星的隔热屏中，可起到良好的屏蔽与消除静电电荷的作用。
权利要求
1.一种用瓷粉经镀银制作的导电瓷粉，其特征在于①瓷粉是利用煤炭中的灰分(煤炭中所含硅酸铝、硅酸钠、硅酸镁及其它杂质)在煤炭燃烧过程中同时形成的，是煤炭燃烧后的残留物，可以专门烧制，亦可由工业锅炉的灰渣废料中筛选，②不同地区的煤炭所含灰分的组分不同，生产的瓷粉一般没有磁性，如果灰分中含有铁等杂质，则会使瓷粉具有瓷性，③导电瓷粉的镀银工艺是先用氯化亚锡与盐酸加水配制的镀锡敏化液进行敏化处理，再使用由硝酸银、氨水、与葡萄糖配制的银氨溶液浸泡镀银，银氨溶液应呈碱性、碱性不足可添加氢氧化钠来调整。
2.如权利要求1所述的瓷粉，其特征是直径为5～200微米，用120目金属筛过筛筛选。
3.如权利要求1所述的瓷粉，其特征是可根据特殊需要在煤炭燃烧过程中添加铁矿石或磁铁矿石以使具有导磁性或恒磁性。
4.如权利要求1所述的瓷粉镀银工艺其特征是银氨溶液的PH值应大于10。
全文摘要
本发明提供一种以粉状陶瓷为基料的导电瓷粉。属电工材料类。本发明解决了导电瓷粉的制作工艺等技术问题。本发明提供的导电瓷粉具有广泛的应用价值，用其可生产一种导电涂料，涂料的导电性能为0.1～0.3Ω/平方(以方块电阻表述)，这种涂料特别适用于制作屏蔽室、屏蔽箱、微波天线反射板等。导电瓷粉的制作工艺简单，施用方便，可节约大量贵金属。导电瓷粉还可用于制作导电胶、导电电子元器件等。
文档编号H01B5/14GK1100556SQ9411493
公开日1995年3月22日 申请日期1994年8月18日 优先权日1994年8月18日
发明者包志杰, 康好林, 康发琪, 姜衍菊, 李卫安, 周文琏, 刘大立 申请人:包志杰