掺锑和稀土的氧化锡导电粉的制备方法.pdf

本发明公开一种掺锑和稀土的氧化锡导电粉的制备方法。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；在不断搅拌下均匀并流滴加上述混合溶液和碱液于去离子水中，控制pH值，获得沉淀物，分别用去离子水和有机洗液洗涤沉淀物，沉淀物在40－105℃下烘干，研磨，并在400－1100℃下煅烧，得到导电粉体。这种导电粉体的平均粒径小于67纳米，电阻率低于2.1Ωcm。本发明的掺锑和稀土的氧化锡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。

1、  一种掺锑和稀土的氧化锡导电粉的制备方法，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、硝酸制成混合溶液，
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)在不断搅拌下均匀并流滴加混合溶液和碱液于去离子水中，获得沉淀物，控制pH值为3-11，反应温度为1-80℃，获得沉淀物；
(3)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导电粉的制备方法，其特征在于，所说的碱液为氨水制成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导电粉的制备方法，其特征在于，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。

6、  按权利要求5所述的掺锑和稀土的氧化锡导电粉的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂为乙醇。

7、  按权利要求1所述掺锑和稀土的氧化锡导电粉的制备方法，其特征在于，洗涤后的沉淀物烘干温度为100-105℃，烘干时间为1-2h。

掺锑和稀土的氧化锡导电粉的制备方法
技术领域
本发明涉及导电粉的制备方法，特别涉及一种掺锑和稀土的氧化锡导电粉的制备方法。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，主要用于重要地军事领域，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。金属氧化物系由于颜色浅，通常称浅色导电粉，主要有SnO₂、TiO₂、In₂O₃、Nb₂O₃等。其中Nb₂O₃有毒，限制了它的应用；掺杂的SnO₂和In₂OC₃导电好，但In₂O₃价格昂贵；在二氧化锡中掺杂的元素有Sb、F、In，其中掺杂Sb为最常用。浅色金属氧化物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。但掺锑的氧化锡导电粉的使用温度还偏低，不超过900℃。
发明内容
本发明的目的是为了提高导电粉的使用温度，提供一种掺锑和稀土的氧化锡导电粉的制备方法。
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、硝酸制成混合溶液；
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)在不断搅拌下均匀并流滴加上述混合溶液和碱液于去离子水中，获得沉淀物，控制pH值为3-11，反应温度为1-80℃。
(4)分别用去离子水和有机试剂洗涤沉淀物，有机试剂为C₁-C₃的有机溶剂，优选醇类溶剂，最优选乙醇。
(5)将洗涤后的沉淀物在100-105℃下烘干1-2h，研磨，过100-200目筛。将过筛的沉淀物在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导电粉的使用温度明显提高，可超过900℃。
具体实施方式
实施例1
在1000ml的烧杯中加入0.0315g三氧化二镧、29.67g的锡粉、2.19g三氧化二锑、48g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1000ml的烧杯中配成2mol/L的氨水溶液450ml待用。
在2000ml的烧杯中加入去离子水150ml，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值为8，生成沉淀物，待加料结束后搅拌30min，然后冷却至室温，过滤，用去离子水洗涤沉淀物2遍，用无水乙醇洗涤沉淀物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1h，即得平均粒径为68纳米，电阻率小于2.5Ωcm的掺锑镧氧化锡导电粉。
实施例2
在1000ml的烧杯中加入0.0337g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％)、29.67g的锡粉、2.96g三氧化二锑、48g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1000ml的烧杯中配成3mol/L的氨水溶液300ml待用。
在2000ml的烧杯中加入去离子水150ml，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，用去离子水洗涤沉淀物2遍，用无水乙醇洗涤沉淀物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2h，即得平均粒径为67纳米，电阻率小于2.1Ωcm的掺锑稀土氧化锡导电粉。