專利名稱：淺色片狀導(dǎo)電顏料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種淺色片狀導(dǎo)電顏料，特別適用于制備要求具有導(dǎo)電性能、防靜電或屏蔽電磁波的涂料、塑料、纖維、橡膠等。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案一種淺色片狀導(dǎo)電顏料的制備方法，將片狀基材在水中作成漿料，控制PH值和溫度，邊攪拌邊加入錫鹽和銻鹽溶液，使其水解并沉淀在片狀基材表面形成包覆層，分離、洗滌、干燥、煅燒制得具有氧化錫/銻導(dǎo)電層的淺色片狀導(dǎo)電顏料，其特征在于，在加入錫鹽和銻鹽溶液之前，加入少量氯化錫溶液，利用熱水解先在片狀基材表面沉淀包覆Sn(OH)4晶核層，具體步驟如下①包覆晶核層將粒度為1～100μm的片狀基材，在水中作成PH為1.3～2.5，溫度30～70℃的漿料，在此條件下，邊攪拌邊緩慢加入氯化錫稀溶液，其加量為基材重量的0.9～3.3％(以SnO2計(jì))，加料時(shí)間至少30分鐘，在片狀基材表面形成Sn(OH)4晶核層；②導(dǎo)電層的包覆攪拌下均勻加入錫鹽和銻鹽溶液，在此過(guò)程保持漿料溫度為60～80℃并同時(shí)加堿液維持PH為1.5～4.0，加完再調(diào)漿料PH值為7.0～8.0并保溫?cái)嚢柚辽?0分鐘，在上述Sn(OH)4晶核層上形成Sn(OH)4和Sb(OH)3的包覆層，其量為基材重量的40～75％(以SnO2和Sb2O3總量計(jì))；③導(dǎo)電層的生成用常規(guī)方法分離固體、洗滌、干燥后，在650～750℃煅燒形成錫與銻的比例為(5～10)∶1的氧化錫/銻(SnxSby)O2導(dǎo)電層，即得到外觀為淺灰白色的片狀導(dǎo)電顏料，其電阻率為30～150Ω·cm。
上述制備方法中，形成氧化錫晶核層所用的氯化錫稀溶液是SnCl4·5H2O的水溶液，其濃度為10～50克/升(以SnO2計(jì))。
上述制備方法中，形成氧化錫/銻導(dǎo)電層所用的錫鹽和銻鹽溶液是SnCl4·5H2O和Sb2O3混合在一起配成的酸性水溶液，也可以是SnCl4·5H2O和Sb2O3單獨(dú)配成酸性水溶液，使用時(shí)同時(shí)加入。
上述制備方法中，作為片狀基材可以是天然或合成云母、滑石粉、高嶺土或玻璃片。
本發(fā)明的技術(shù)效果本發(fā)明制備淺色片狀導(dǎo)電顏料的方法是，先在裸露的片狀基材表面包覆氧化錫晶核層，然后再包覆導(dǎo)電層。在包覆氧化錫晶核層時(shí)，采用低濃度熱水解方式即將片狀基材漿料，控制溫度為30～70℃，在酸性條件(PH＝1.3～2.5)，至少用30分鐘加完基材重量的0.9～3.3％的稀氯化錫(15～30克/升)溶液，使SnCl4水解生成Sn(OH)4晶核。由于控制在上述條件進(jìn)行水解，晶核的出現(xiàn)及相伴而來(lái)的過(guò)飽和狀態(tài)的消失，可以被限制在一個(gè)相當(dāng)短的期間，即漿料中不會(huì)有游離的晶核存在，晶核也不會(huì)長(zhǎng)大，而是質(zhì)點(diǎn)半徑很小且分散度很高的晶核，在充分?jǐn)嚢璧那闆r下，可以確保生成的晶核完全沉積在基材表面，形成一薄層晶核層。這樣使原有裸露的表面光滑且活性低的基材表面，變成了由晶核形成的一薄層活性中心。由于這種晶核層是在形成導(dǎo)電包覆層之前剛剛形成的，其活性很高，而且它與即將形成的導(dǎo)電包覆層為同質(zhì)化合物Sn(OH)4。當(dāng)隨后加入含有少量銻鹽的高濃度錫鹽溶液，用堿維持PH值為1.5～3.0，溫度保持60～80℃，進(jìn)行中和水解時(shí)，所形成的含有Sb(OH)3的Sn(OH)4沉淀物很容易被上述具有高活性的同質(zhì)晶核層吸附，形成導(dǎo)電包覆層，而不會(huì)大量游離在液相中。經(jīng)過(guò)高溫650～750℃煅燒，晶核層和導(dǎo)電包覆層同時(shí)都轉(zhuǎn)變成為具有導(dǎo)電性的氧化錫/銻導(dǎo)電層。因此，片狀基材和導(dǎo)電層之間附著力大大提高，在顏料生產(chǎn)和應(yīng)用過(guò)程中，導(dǎo)電層不會(huì)剝落，也沒(méi)有燒結(jié)體存在，顏料在介質(zhì)中分散性好，所形成的色彩均勻。
此外，形成晶核層可與形成導(dǎo)電包覆層在同一設(shè)備內(nèi)進(jìn)行，不需要增加任何裝置，操作工藝簡(jiǎn)單易行，很容易推廣應(yīng)用。
1、原料①片狀基材最好選用云母片，粒度范圍1～100μm，最好為5～25μm，使用時(shí)用水配制成含量為5～25％的漿料；②氯化錫為市售工業(yè)品四價(jià)錫鹽的五水合物，SnCl4·5H2O，實(shí)際使用時(shí)配制成鹽酸水溶液，計(jì)算其溶液濃度時(shí)折合為SnO2計(jì)算；③氧化銻Sb2O3為市售工業(yè)品，實(shí)際使用時(shí)先溶于鹽酸中再配制成所需要濃度的水溶液；④堿用于調(diào)整維持PH值的堿可選用常規(guī)方法中所用的堿如NaOH、氨水等；2、本發(fā)明制備方法中所涉及的化學(xué)反應(yīng)①晶核的生成
②銻鹽溶液配制
③導(dǎo)電層的包覆④導(dǎo)電層的生成3、顏料電阻率測(cè)定方法如下取0.5克顏料，加到內(nèi)徑d＝0.8厘米的絕緣管內(nèi)，兩端施加12.5kg/cm2的壓力，用歐姆計(jì)測(cè)定兩極間的電阻R(歐姆)，并測(cè)上述受壓料高度L(厘米)，根據(jù)下述公式計(jì)算出顏料電阻率ρv(歐姆·厘米)ρv=R·(d/2)2L]]>4、檢驗(yàn)導(dǎo)電顏料應(yīng)用性能的方法用于配制導(dǎo)電地坪涂料取80克導(dǎo)電顏料與210克環(huán)氧樹(shù)脂色漿、130克混合溶劑混合，用高速攪拌器分散30分鐘至細(xì)度小于40μm。將此導(dǎo)電漿與50克聚酰胺封閉物混合制成導(dǎo)電地坪涂料。按Mil-C-83231(A)測(cè)定漆膜表面電阻并用肉眼觀察漆膜外觀和色彩。
采用本發(fā)明方法制備淺色片狀導(dǎo)電顏料實(shí)施例1①包覆晶核層將100克粒徑范圍為5～25μm的云母片懸浮于1000毫升水中作成漿粒，調(diào)整漿料的PH值為1.7，加熱到55±5℃，在攪拌下于40分鐘內(nèi)連續(xù)并均勻地加入62毫升濃度為15克/升(以SnO2計(jì))的四.氯化錫溶液，其加量為云母重量的0.93％，此間漿料的PH值始終在1.3～1.7。加完后，攪拌下保溫30分鐘。
②導(dǎo)電層的包覆預(yù)先將106.0克SnCl4·5H2O和7.32克Sb2O3溶于70毫升濃度為31％的鹽酸溶液中，再用水稀釋至350毫升配制成錫鹽和銻鹽溶液；將上述錫鹽和銻鹽溶液在4小時(shí)內(nèi)均勻加入到①中，在此過(guò)程中漿料溫度保持在75±5℃，并同時(shí)用堿溶液維持漿料PH值在3.0±0.5。加完后調(diào)整漿料PH值為7.0，再保溫?cái)嚢?0分鐘形成導(dǎo)電包覆層，其包覆量為云母重量的52.9％。
③導(dǎo)電層的生成采用常規(guī)方法分離出固體、用水洗滌至洗滌液不含氯離子，然后在110℃下干燥，再于700℃煅燒1小時(shí)，導(dǎo)電包覆層轉(zhuǎn)變成氧化錫/銻導(dǎo)電層，得到外觀為淺灰白色片狀導(dǎo)電顏料，其組成為65％云母，35％氧化錫/銻，其中錫與銻之比為6∶1，電阻率為56Ω·cm。
用本實(shí)施例1制得的導(dǎo)電顏料配制的導(dǎo)電地坪涂料，其漆膜表面電阻為4.6×105Ω。漆膜表面光滑、平整，色彩均勻。
實(shí)施例2①包覆晶核層除云母片漿料的溫度為45±5℃，PH值為2.5，四氯化錫溶液濃度為30克/升(以SnO2計(jì))，其加量62毫升，為云母重量的1.86％，在加入四氯化錫期間，漿料的PH值為1.3～2.5外，其余均與實(shí)施例1相同。
②導(dǎo)電層的包覆用103.6克SnCl4·5H2O和7.32克Sb2O3溶于70毫升濃度為31％的鹽酸溶液中，用水稀釋至500毫升配制成錫鹽和銻鹽溶液；其余均與實(shí)施例1相同，其包覆量為云母重量的51.9％。
③導(dǎo)電層的生成按實(shí)施例1相同方法使得導(dǎo)電包覆層轉(zhuǎn)變成氧化錫/銻導(dǎo)電層，所得顏料外觀為淺灰白色，其組成為65％云母和35％氧化錫/銻，其中錫與銻之比為6∶1，顏料電阻率為32Ω·cm。
用此顏料配制的導(dǎo)電地坪涂料，其漆膜表面電阻3.7×105Ω。漆膜表面光滑、平整，色彩均勻。
實(shí)施例3①包覆晶核層、用100克云母片粒徑范圍為3～15μm，在1500毫升水中作成漿料。四氯化錫溶液濃度為30克/升(以SnO2計(jì))，其加量109毫升，為云母重量的3.27％。其余均同實(shí)施例2。
②導(dǎo)電層的包覆用143.9克SnCl4·5H2O和10.3克Sb2O3溶于100毫升濃度為31％的鹽酸溶液中，用水稀釋至500毫升配成錫鹽和銻鹽溶液；其余均同實(shí)施例1，其包覆量為云母重量的72.2％。
③導(dǎo)電層的生成除煅燒溫度改為750℃外，其余均按實(shí)施例1相同方法，使導(dǎo)電包覆層轉(zhuǎn)變成氧化錫/銻導(dǎo)電層，其中錫與銻之比為6∶1。所得顏料外觀為淺灰白色顏料，其組成為57％云母，43％氧化錫/銻，顏料電阻率為87Ω·cm。由此顏料配制的導(dǎo)電地坪涂料，其漆膜表面電阻為7.6×105Ω。漆膜表面光滑、平整，色彩均勻。
對(duì)比例 采用沒(méi)有包覆晶核層的方法制備淺色片狀導(dǎo)電顏料采用100克與實(shí)施例1相同的云母片，直接按實(shí)施例1的②和③相同的條件制備淺色片狀導(dǎo)電顏料。其外觀顏色為淺灰白色，電阻率為230Ω·cm。用它配制的導(dǎo)電地坪涂料，其漆膜表面電阻為4.6×107Ω。漆膜表面光潔度差，有灰色色斑，色彩不均勻。
本發(fā)明方法可在原有裝置中進(jìn)行，不需增加或改造任何設(shè)備，操作方法也很容易掌握，因此，原生產(chǎn)者很容易接受。
本發(fā)明方法制得的淺色片狀導(dǎo)電顏料，特別適合需要用淺色抗靜電涂料、靜電噴涂非金屬底材表面預(yù)處理涂裝的應(yīng)用場(chǎng)合。
權(quán)利要求
1.一種淺色片狀導(dǎo)電顏料的制備方法，將片狀基材在水中作成漿料，控制PH值和溫度，邊攪拌邊加入錫鹽和銻鹽溶液，使其水解并沉淀在片狀基材表面形成包覆層，分離、洗滌、干燥、煅燒制得具有氧化錫/銻導(dǎo)電層的淺色片狀導(dǎo)電顏料，其特征在于，在加入錫鹽和銻鹽溶液之前，加入少量氯化錫溶液，利用熱水解先在片狀基材表面沉淀包覆Sn(OH)4晶核層，具體步驟如下①包覆晶核層將粒度為1～100μm的片狀基材，在水中作成PH為1.3～2.5，溫度30～70℃的漿料，在此條件下，邊攪拌邊緩慢加入氯化錫稀溶液，其加量為基材重量的0.9～3.3％(以SnO2計(jì))，加料時(shí)間至少30分鐘，在片狀基材表面形成Sn(OH)4晶核層；②導(dǎo)電層的包覆攪拌下均勻加入錫鹽和銻鹽溶液，在此過(guò)程保持漿料溫度為60～80℃并同時(shí)加堿液維持PH為1.5～4.0，加完再調(diào)漿料PH值為7.0～8.0并保溫?cái)嚢柚辽?0分鐘，在上述Sn(OH)4晶核層上形成Sn(OH)4和Sb(OH)3的包覆層，其量為基材重量的40～75％(以SnO2和Sb2O3總量計(jì))；③導(dǎo)電層的生成用常規(guī)方法分離固體、洗滌、干燥后，在650～750℃煅燒形成錫與銻的比例為(5～10)∶1的氧化錫/銻(SnxSby)O2導(dǎo)電層，即得到外觀為淺灰白色的片狀導(dǎo)電顏料，其電阻率為30～150Ω·cm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，形成氧化錫晶核層所用的氯化錫稀溶液是SnCl4·5H2O的水溶液，其濃度為10～50克/升(以SnO2計(jì))。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，形成氧化錫/銻導(dǎo)電層所用的錫鹽和銻鹽溶液是SnCl4·5H2O和Sb2O3混合在一起配成的酸性水溶液，也可以是SnCl4·5H2O和Sb2O3單獨(dú)配成酸性水溶液，使用時(shí)同時(shí)加入。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，作為片狀基材可以是天然或合成云母、滑石粉、高嶺土或玻璃片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種淺色片狀導(dǎo)電顏料的制備方法。該方法是在包覆導(dǎo)電層之前先用晶核層包覆片狀基材表面。這種晶核層是采用在酸性介質(zhì)中熱水解稀的錫鹽溶液形成的具有高度活性的Sn(OH)
文檔編號(hào)C09C3/06GK1359988SQ0113807
公開(kāi)日2002年7月24日 申請(qǐng)日期2001年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月29日
發(fā)明者蔡傳琦, 李連惠, 徐啟利, 蔣定鳳, 程德喜 申請(qǐng)人:中國(guó)化工建設(shè)總公司常州涂料化工研究院