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      C/TiO的制作方法

      文檔序號:3777547閱讀:249來源:國知局
      專利名稱:C/TiO的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及一種具有良好導(dǎo)電性能的C/TiO2復(fù)合導(dǎo)電粉及其制備方法,該復(fù)合導(dǎo)電粉具有良好的導(dǎo)電性能,體積電阻率低達4×10-3Ω·cm;該制備工藝簡單高效,成本低廉,易于實現(xiàn)工業(yè)化。所得產(chǎn)品和所用原料均不含有污染環(huán)境的元素,因而對環(huán)境友好。本發(fā)明屬于無機抗靜電材料領(lǐng)域。
      背景技術(shù)
      抗靜電材料廣泛應(yīng)用于炸藥、煤炭、石油化工、紡織、電子等國民經(jīng)濟各個部門。目前抗靜電材料的種類主要有金屬粉、碳系材料以及一些導(dǎo)電氧化物。金屬粉具有良好的導(dǎo)電性,但一般具有較大的比重,并且耐酸耐堿性以及抗氧化性能差,價格一般比較昂貴。導(dǎo)電碳黑的電阻率一般在10-1~101Ω·cm數(shù)量級,原料來源豐富、成本低、質(zhì)輕,但分散性、耐油和附著能力差。導(dǎo)電氧化物一般以云母粉、鈦白粉、氧化鋅、重晶石、石英粉等為核體,通過表面包覆摻Sb氧化錫的辦法來制備導(dǎo)電粉。這類材料的電阻率相對較大,并且工藝復(fù)雜,成本較高。
      二氧化鈦導(dǎo)電粉無毒、具有良好的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性,是良好的抗靜電劑和電磁屏蔽劑,大量應(yīng)用于炸藥、煤炭、石油、化工、紡織等國民經(jīng)濟各個部門。目前制備二氧化鈦導(dǎo)電粉的方法主要有兩種,1.表面包覆導(dǎo)電膜,采用化學(xué)共沉淀法在二氧化鈦粉體表面沉積摻Sb的SnO2透明導(dǎo)電膜,該方法制備的導(dǎo)電粉具有較高的白度,電阻率在101~102Ω·cm數(shù)量級,具有顏料和抗靜電的雙重作用,然而其生產(chǎn)工藝復(fù)雜,導(dǎo)致成本較高。2.高溫或在還原氣氛下加熱制備低價氧化鈦——鈦黑,高溫下,TiO2將部分失去氧,偏離化學(xué)計量比,表示為TinO2n-1,部分氧原子和鈦原子離開晶格位置形成缺陷中心,二氧化鈦內(nèi)部產(chǎn)生大量的載流子,電阻率在一般在10-1~101Ω·cm數(shù)量級。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明的目的是提供一種具有良好導(dǎo)電性能的C/TiO2復(fù)合導(dǎo)電粉,其特征在于采用廉價的偏鈦酸、二氧化鈦粉體、淀粉等碳氫或碳水化合物為原料,所述的碳氫或碳水化合物具有通式CxHyOz,其中x+0.5y≥z。將偏鈦酸或者二氧化鈦粉體與一定比例的CxHyOz充分混合、分散均勻后,置于高溫爐中,在惰性或還原性氣保護下高溫焙燒炭化,即得C/TiO2導(dǎo)電復(fù)合導(dǎo)電粉。產(chǎn)品的體積電阻率低達4×10-3Ω·cm。同時提供一種工藝簡單高效,成本低廉,易于實現(xiàn)工業(yè)化的制備方法。
      本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的1.前軀體的制備將二氧化鈦粉體或者偏鈦酸置于球磨機中,按TiO2/CxHyOz=0.2~5(質(zhì)量比)比例加入適量碳原料,球磨數(shù)小時,得混合前軀體;將二氧化鈦粉體或者偏鈦酸置于容器中,按TiO2/CxHyOz=0.2~5(質(zhì)量比)比例加入適量淀粉,再加入一定量的分散溶劑,攪拌分散數(shù)小時,蒸干溶劑,得混合前軀體。
      2.將混合前軀體置于高溫爐中,在惰性或還原性氣氛保護下于600~1200℃焙燒1~10小時,即得C/TiO2復(fù)合導(dǎo)電粉。
      本發(fā)明的特點是通過混合分散法形成母體,然后在保護氣氛下高溫焙燒炭化作用,得到C/TiO2復(fù)合導(dǎo)電粉,具有良好的導(dǎo)電性,體積電阻率低達4×10-3Ω·cm,并且具有良好的穩(wěn)定性、分散性和耐候性。該制備方法工藝簡單高效,成本低廉,易于實現(xiàn)工業(yè)化。所得產(chǎn)品和所用原料均不含有污染環(huán)境的元素,因而對環(huán)境友好。
      為了更好的闡明本發(fā)明的科學(xué)意義和實際價值,下面結(jié)合實例和附圖來進行詳細說明。


      圖1為所制備C/TiO2復(fù)合導(dǎo)電粉的X-射線衍射圖。橫坐標為衍射角2θ,圖中1、2、3、4分別為按實施例2、實施例4、實施例1、實施例5制備C/TiO2復(fù)合導(dǎo)電粉的X-射線衍射圖。
      圖2為按照實施例1所制備C/TiO2復(fù)合導(dǎo)電粉的Ti2pXPS譜圖。
      具體實施例方式
      實施例1稱取偏鈦酸(工業(yè)用)12.5克置于100ml C2H5OH/CH2Cl2=1∶1溶劑中,按TiO2/(C6H11O5)n=0.67(質(zhì)量比)比例加入淀粉,攪拌分散2小時,蒸干溶劑得到混合前驅(qū)體。然后置于氣氛爐中,在Ar氣保護下于900℃焙燒5小時,即得C/TiO2復(fù)合導(dǎo)電粉。將制備的TiO2導(dǎo)電粉于110℃干燥30分鐘,然后置于有聚四氟乙烯筒的模具中,在40kg/cm2壓力下,測得電阻率為4.0×10-3Ω·cm。
      實施例2稱取偏鈦酸(工業(yè)用)12.5克置于100ml C2H5OH/CH2Cl2=1∶1溶劑中,按TiO2/(C6H11O5)n=4(質(zhì)量比)比例加入淀粉,攪拌分散2小時,蒸干溶劑得到混合前驅(qū)體。然后在氮氣保護下于700℃焙燒9小時,即得C/TiO2復(fù)合導(dǎo)電粉。將制備的TiO2導(dǎo)電粉于110℃干燥30分鐘,然后置于有聚四氟乙烯筒的模具中,在40kg/cm2壓力下,測得電阻率為8.5×10-3Ω·cm。
      實施例3稱取納米二氧化鈦(攀枝花鋼鐵研究院生產(chǎn),48nm)10克,置于球磨機中,按TiO2/(C6H11O5)n=1(質(zhì)量比)比例加入淀粉,球磨3小時得混合前驅(qū)體,然后在Ar氣保護下于1100℃焙燒2小時,即得C/TiO2復(fù)合導(dǎo)電粉。將制備的TiO2導(dǎo)電粉于110℃干燥30分鐘,然后置于有聚四氟乙烯筒的模具中,在40kg/cm2壓力下,測得電阻率為6.3×10-3Ω·cm。
      實施例4稱取納米二氧化鈦(攀枝花鋼鐵研究院生產(chǎn),48nm)10克,置于球磨機中,按TiO2/(C6H11O5)n=2(質(zhì)量比)比例加入淀粉,球磨3小時得混合前驅(qū)體,然后在Ar氣保護下于800℃焙燒7小時,即得C/TiO2復(fù)合導(dǎo)電粉。將制備的TiO2導(dǎo)電粉于110℃干燥30分鐘,然后置于有聚四氟乙烯筒的模具中,在40kg/cm2壓力下,測得電阻率為8.0×10-3Ω·cm。
      實施例5稱取偏鈦酸(工業(yè)用)12.5克置于100ml C2H5OH/CH2Cl2=1∶1溶劑中,按TiO2/(C6H11O5)n=0.5(質(zhì)量比)比例加入淀粉,攪拌分散2小時,蒸干溶劑得到混合前驅(qū)體。然后在Ar氣保護下于1000℃焙燒3小時,即得C/TiO2復(fù)合導(dǎo)電粉。將制備的TiO2導(dǎo)電粉于110℃干燥30分鐘,然后置于有聚四氟乙烯筒的模具中,在40kg/cm2壓力下,測得電阻率為4.5×10-3Ω·cm。
      實施例6稱取偏鈦酸(工業(yè)用)12.5克置于球磨機中,按TiO2/石蠟=0.5(質(zhì)量比)比例加入石蠟,球磨3小時得混合前驅(qū)體,然后在氮氣保護下于800℃焙燒10小時,即得C/TiO2復(fù)合導(dǎo)電粉。將制備的TiO2導(dǎo)電粉于110℃干燥30分鐘,然后置于有聚四氟乙烯筒的模具中,在40kg/cm2壓力下,測得電阻率為8.6×10-3Ω·cm。
      實施例7稱取偏鈦酸(工業(yè)用)12.5克置于容器中,按TiO2/植物油=1(質(zhì)量比)比例加入植物油,研磨2小時得混合前驅(qū)體,然后在氬氣保護下于900℃焙燒5小時,即得C/TiO2復(fù)合導(dǎo)電粉。將制備的TiO2導(dǎo)電粉于110℃干燥30分鐘,然后置于有聚四氟乙烯筒的模具中,在40kg/cm2壓力下,測得電阻率為7.2×10-3Ω·cm。
      實施例8稱取納米二氧化鈦(攀枝花鋼鐵研究院生產(chǎn),48nm)10克,置于球磨機中,按TiO2/C=5(質(zhì)量比)比例加入納米石墨粉,球磨4小時得混合前驅(qū)體,然后在Ar氣保護下于600℃焙燒3小時,即得C/TiO2復(fù)合導(dǎo)電粉。將制備的TiO2導(dǎo)電粉于110℃干燥30分鐘,然后置于有聚四氟乙烯筒的模具中,在40kg/cm2壓力下,測得電阻率為5.3×10-3Ω·cm。
      權(quán)利要求
      1.一種具有良好導(dǎo)電性能的復(fù)合導(dǎo)電粉,其特征在于所述的復(fù)合導(dǎo)電粉為C/TiO2復(fù)合導(dǎo)電粉。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C/TiO2復(fù)合導(dǎo)電粉,其特征在于將鈦原料和碳原料按一定比例充分混合、分散均勻后,置于高溫爐中,在惰性或還原性氣氛保護下高溫焙燒炭化,即得C/TiO2導(dǎo)電復(fù)合導(dǎo)電粉。
      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的C/TiO2復(fù)合導(dǎo)電粉的制備方法,其特征在于鈦原料為二氧化鈦粉體或偏鈦酸。
      4.根據(jù)權(quán)利要2所述的C/TiO2復(fù)合導(dǎo)電粉的制備方法,其特征在于碳原料為CxHyOz,其中x+0.5y≥z。
      5.根據(jù)權(quán)利要4所述的C/TiO2復(fù)合導(dǎo)電粉的制備方法,其特征在于碳原料為淀粉。
      6.根據(jù)權(quán)利要4所述的C/TiO2復(fù)合導(dǎo)電粉的制備方法,其特征在于碳原料為一種糖。
      7.根據(jù)權(quán)利要4所述的C/TiO2復(fù)合導(dǎo)電粉的制備方法,其特征在于碳原料為石墨。
      8.根據(jù)權(quán)利要4所述的C/TiO2復(fù)合導(dǎo)電粉的制備方法,其特征在于碳原料為石蠟。
      9.根據(jù)權(quán)利要4所述的C/TiO2復(fù)合導(dǎo)電粉的制備方法,其特征在于碳原料為一種植物油。
      全文摘要
      本發(fā)明涉及一種具有良好導(dǎo)電性能的C/TiO
      文檔編號C09K3/16GK1866410SQ20061002111
      公開日2006年11月22日 申請日期2006年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月6日
      發(fā)明者馮良榮, 袁明軍, 夏雨 申請人:中國科學(xué)院成都有機化學(xué)有限公司
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