[发明专利]一种复合型浅色导电二氧化钛粉体的制备方法

说明书

本发明属于化工技术领域，公开了一种复合型浅色导电二氧化钛粉体的制备方法，包括以下步骤：将锡盐、锑盐添加到双氧水溶液中，并通过滴加盐酸溶液使各组分充分溶解，得混合溶液A；其中，混合溶液A中锑盐和锡盐的摩尔比为1：50～100；将二氧化钛粉体分散于浓硫酸和过氧化氢的混合溶液中在常温下进行羟基化处理并抽滤洗涤。本发明通过对二氧化钛进行羟基化处理，增加了其表面活性，提高了与导电层的结合；另外通过添加双氧水，进一步提高了二者的结合能力，且提高了锑元素的掺杂价态，有利于提高导电层的导电性能；因此产物的包覆及导电效果较好且适用于各种形貌二氧化钛的导电包覆。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体是一种复合型浅色导电二氧化钛粉体的制备方法。

背景技术

常用的导电粉体可分为几大类：金属、金属氧化物、碳系、本征导电聚合物。但是，众多报道中的导电填料有的呈现出深黑色，有的制备工艺复杂，生产成本昂贵，无法同时满足色浅、导电性好且生产成本低的要求。由于单一组分的导电填料无法同时满足色浅、高导电性的需求，因此具有核壳结构的复合型浅色导电填料应运而生。这样不仅可大大降低生产成本，而且兼具芯层的浅色和壳层导电的优点，具有良好的产业化应用价值。

锑掺杂二氧化锡(ATO)是一种n型掺杂半导体，具有良好的导电性、耐候性、化学稳定性及热稳定性，生产成本低且使用时不受气候和外部环境的限制，相比其他导电材料更具优势，因此也多用于导电及抗静电材料的工业化生产。锑元素的掺杂价态有五价和三价两种，共同掺杂和以三价掺杂时会发生补偿效应，导致材料导电性下降，因此，五价的掺杂比例越高，其导电性能越好。

TiO₂是一种性能优异的消光材料，还具有无毒、遮盖性好、理化性质稳定的特点。由于TiO₂粒子的尺寸一般小于入射光线的波长，因此当光能以电磁波的形式传递到TiO₂时，粒子中的电子会随着光量子的传播频率震动，成为二次传播源，从而不断向周围各个方向散射光线，呈现出白色外观，是制备复合型浅色导电粉体的最佳内核之选。一般来说，TiO₂表面有较多活性基团，但在高温条件下这些活性基团会逐渐转变成稳定的晶格氧。这一变化削弱了TiO₂的表面活性，对TiO₂的表面沉积是非常不利的。

经文献检索发现，中国专利号CN104630898A，名称为一种导电二氧化钛晶须的制备方法，该方法利用传统的液相共沉积法制备了性能优异且形貌均匀的浅色导电二氧化钛晶须。专利号CN 102583524A，名称为一种导电二氧化钛粉体的制备方法，该方法通过水热法合成不同形貌的二氧化钛后同样利用了传统的液相共沉积法制备了导电二氧化钛。制备方法简单，易操作，因此生产成本较低。但是这种粗放的生产方法往往无法调控导电组分的导电性能，从而不利于产物导电性能的提高。专利号CN 07903664A，名称为一种无机浅色导电二氧化钛粉体的制备方法，该方法通过制备带不同电荷的包覆剂和二氧化钛载体使二者通过静电吸引的方式结合，得到电阻率低、颜色浅的导电二氧化钛。但是由于这些方法未考虑到二氧化钛载体的表面性能和ATO中锑元素的掺杂价态，因此材料的导电性能有待提升。专利号CN105271389A，名称为一种导电二氧化钛粉体的制备方法，该方法通过添加锆盐溶液在二氧化钛载体表面形成过渡层，增强了包覆剂与载体的结合能力，但依然没有调控锑元素的掺杂价态。专利号CN106564936A，名称为一种二氧化钛导电粉体的制备方法，该方法用介质小球的运动代替滴定的方法添加包覆剂，使用铌元素代替部分锑元素完成掺杂，并添加还原剂来减小补偿效应。然而该方法各步骤中的影响因素过多，制得的导电二氧化钛的性能稳定性不佳。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种白度与导电性能俱佳，且制备工艺简单、成本低廉的复合型浅色导电二氧化钛粉体的制备方法，可改善基材的光泽，用于制备浅色导电材料，在纤维、涂料、造纸及其他功能性复合材料领域有广泛的应用前景。

为了解决上述的问题本发明的采用的技术以及方法如下：