一種具有導(dǎo)電性的稀土改性麥飯石粉體及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型無機(jī)功能材料及其合成方法，特別涉及一種稀土改性麥飯石導(dǎo)電粉材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為一種重要的功能材料，具有導(dǎo)電性能的粉體材料廣泛應(yīng)用于涂料、膠黏劑、電子、電器、航空、化工、印刷、包裝、船舶、軍工等領(lǐng)域，用于生產(chǎn)導(dǎo)電涂料、抗靜電涂料、導(dǎo)電粘合劑、導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電橡膠、導(dǎo)電靜電紙、電子元件、電器設(shè)備外殼、印刷電路版等。而目前廣泛使用的金屬粉末、炭黑、石墨、碳纖維、金屬薄片或纖維、金屬氧化物等由于氧化、成本及加工困難等因素使得其應(yīng)用受到一定的限制。開發(fā)具有一定導(dǎo)電功能的新型的導(dǎo)電粉體材料，具有重要的應(yīng)用意義。
[0003]我國麥飯石資源極為豐富，麥飯石是一種對(duì)生物無毒、無害并具有一定生物活性的復(fù)合礦物巖石，其主要化學(xué)成分是無機(jī)硅鋁酸鹽，包括Si02、A1203、Fe203、FeO、MgO, CaO,K2O, Na2O, T12, P2O5, MnO等。純麥飯石材料是良好的絕緣體，具有多孔性和巨大的表面積，能夠吸收、分解、清除各種物質(zhì)，吸附率是同等表面積活性炭的20000倍。麥飯石對(duì)鎘、汞、砷、鉛等對(duì)人體有害的幾種元素有較強(qiáng)的吸附能力；對(duì)氯化物、氰化物、殘余農(nóng)藥、三甲烷等有機(jī)物也具有凈化能力；同時(shí)對(duì)白葡萄球菌、大腸桿菌等細(xì)菌和病菌以及某些病毒等有害微生物也有較好的清除效果。利用麥飯石超強(qiáng)的吸附能力，如果使其具備一定的導(dǎo)電性，應(yīng)用于抗靜電涂料和屏蔽涂料領(lǐng)域，將使其不僅具有抗靜電和防電磁輻射功能，同時(shí)也具有消除環(huán)境污染、維護(hù)人體健康等重要作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種具有導(dǎo)電性的稀土改性麥飯石粉體及其制備方法，通過稀土擴(kuò)滲改性，顯著降低麥飯石材料的電阻率，使其具有一定的導(dǎo)電性，同時(shí)又具有麥飯石本身強(qiáng)吸附、抗氧化等特點(diǎn)，獲得一種綜合性能良好的新型導(dǎo)電粉體材料。
[0005]本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種具有導(dǎo)電性的稀土改性麥飯石粉體，由麥飯石和稀土元素制備而成，稀土元素含量在 9~10wt.%。
[0006]—種上述具有導(dǎo)電性的稀土改性麥飯石粉體的制備方法，包括如下步驟:
(1)待擴(kuò)滲爐升溫至設(shè)定溫度650?700°C后，向爐內(nèi)滴入甲醇溶液，以排除爐內(nèi)的空氣;
(2)將麥飯石粉體置于擴(kuò)滲爐內(nèi)；
(3)向爐內(nèi)以每分鐘60?80滴的滴速滴入含稀土元素的擴(kuò)滲液4?5h，即可得到麥飯石導(dǎo)電粉。
[0007]本發(fā)明中，所述的含稀土元素的擴(kuò)滲液由稀土元素的鹽酸鹽溶于甲醇制得。
[0008]本發(fā)明中，所述的擴(kuò)滲液含有的稀土元素為La、Ce、Er等。
[0009]本發(fā)明中，所述的含稀土元素的擴(kuò)滲液的濃度為4~5wt.%。
[0010]本發(fā)明中，所述的含稀土元素的擴(kuò)滲液與麥飯石的質(zhì)量比為20~30:1。
[0011]本發(fā)明所獲得的稀土改性麥飯石導(dǎo)電粉體具有如下特點(diǎn):
Cl)采用氣相稀土化學(xué)熱擴(kuò)滲的方法對(duì)麥飯石粉體材料擴(kuò)滲La、Ce、Er等稀土元素，經(jīng)XRD分析，證實(shí)稀土元素已經(jīng)滲入麥飯石粉體材料中，并與麥飯石的組元發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成了含稀土元素的化合物，導(dǎo)致麥飯石粉體的導(dǎo)電性顯著增強(qiáng)。
[0012](2)經(jīng)稀土擴(kuò)滲使麥飯石粉體材料的室溫電阻率從112W.m下降為14W.m，導(dǎo)電性明顯加強(qiáng)，已適合于制備抗靜電涂料和屏蔽涂料。
[0013](3)所獲得的稀土改性麥飯石導(dǎo)電粉與金屬系列導(dǎo)電粉比，具有強(qiáng)吸附、抗氧化等特點(diǎn)。
[0014](4)與稀土擴(kuò)滲改性BaT13系列導(dǎo)電粉體相比，具有資源豐富、成本低等特點(diǎn)。
[0015](5)麥飯石具有多孔性和巨大的表面積，能夠吸收、分解、清除各種有害物質(zhì)，兼具消除環(huán)境污染的功能，綜合性能好，性價(jià)比高，市場競爭力強(qiáng)。
[0016](7)可廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦、醫(yī)療器械、電子儀器儀表、屏蔽機(jī)房、航空航天等電子領(lǐng)域，使用后可以達(dá)到理想的防輻射、抗電磁波干擾效果。另外，稀土改性麥飯石導(dǎo)電納米粉，除了用于導(dǎo)電涂料的研制，也可以應(yīng)用于電子器件、電機(jī)、電子設(shè)備等領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1所制備的稀土改性麥飯石導(dǎo)電粉的XRD圖。
[0018]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2所制備的稀土改性麥飯石導(dǎo)電粉的SEM圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明，但并不局限于此，凡是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍中。
[0020]實(shí)施例1:
待擴(kuò)滲爐升溫至700°C后，向爐內(nèi)滴入甲醇lOmin，以排除爐內(nèi)的空氣；然后將麥飯石粉體置于擴(kuò)滲爐內(nèi)；向爐內(nèi)以每分鐘60滴的滴速滴入含5wt.%的含La元素的擴(kuò)滲液5h，即可得到麥飯石粉體導(dǎo)電粉，其室溫電阻率為4.0X104 Ω.πι，X—射線衍射(XRD)譜圖如圖1所示。從圖1中可以看出，稀土元素已滲入麥飯石粉體，并與麥飯石的組元發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成了 LaTi9O24等新的含稀土元素的化合物，導(dǎo)致麥飯石粉體得導(dǎo)電性顯著增強(qiáng)。
[0021]實(shí)施例2:
待擴(kuò)滲爐升溫至700°C后，向爐內(nèi)滴入甲醇lOmin，以排除爐內(nèi)的空氣；然后將麥飯石粉體置于擴(kuò)滲爐內(nèi)；向爐內(nèi)以每分鐘80滴的滴速滴入含4wt.%的含Er元素的擴(kuò)滲液4 h，即可得到麥飯石粉體導(dǎo)電粉，其室溫電阻率為7.2Χ104Ω.πι，所獲得粉體的掃描電鏡(SEM)圖如圖2所示。從圖2中可以看出，粉體顆粒較細(xì)，孔隙明顯。經(jīng)能譜(EDS)分析，稀土改性麥飯石導(dǎo)電粉體中Er的含量為9.69 wt.%。
[0022]實(shí)施例3:
待擴(kuò)滲爐升溫至650°C后，向爐內(nèi)滴入甲醇lOmin，以排除爐內(nèi)的空氣；然后將麥飯石粉體置于擴(kuò)滲爐內(nèi)；向爐內(nèi)以每分鐘60滴的滴速滴入含5wt.%的含Ce元素的擴(kuò)滲液5h，即可得到麥飯石粉體導(dǎo)電粉，其室溫電阻率為1.2X104 Ω - mo其形貌類似圖2所示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有導(dǎo)電性的稀土改性麥飯石粉體，其特征在于所述稀土改性麥飯石粉體由麥飯石和稀土元素制備而成，稀土元素含量在9~10wt.%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有導(dǎo)電性的稀土改性麥飯石粉體，其特征在于所述的稀土元素為La、Ce或Er。3.—種權(quán)利要求1所述的具有導(dǎo)電性的稀土改性麥飯石粉體的制備方法，其特征在于所述方法步驟如下: (1)待擴(kuò)滲爐升溫至設(shè)定溫度650?700°C后，向爐內(nèi)滴入甲醇溶液，以排除爐內(nèi)的空氣; (2)將麥飯石粉體置于擴(kuò)滲爐內(nèi)； (3)向爐內(nèi)以每分鐘60?80滴的滴速滴入含稀土元素的擴(kuò)滲液4?5h，即可得到麥飯石導(dǎo)電粉。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有導(dǎo)電性的稀土改性麥飯石粉體的制備方法，其特征在于所述的含稀土元素的擴(kuò)滲液與麥飯石的質(zhì)量比為20~30:1。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的具有導(dǎo)電性的稀土改性麥飯石粉體的制備方法，其特征在于所述的含稀土元素的擴(kuò)滲液由稀土元素的鹽酸鹽溶于甲醇制得。6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的具有導(dǎo)電性的稀土改性麥飯石粉體的制備方法，其特征在于所述的含稀土元素的擴(kuò)滲液的濃度為4~5wt.%。7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的具有導(dǎo)電性的稀土改性麥飯石粉體的制備方法，其特征在于所述的稀土元素為La、Ce或Er。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有導(dǎo)電性的稀土改性麥飯石粉體及其制備方法，所述稀土改性麥飯石粉體由麥飯石和稀土元素制備而成，稀土元素含量在9~10wt.%。具體制備方法如下：（1）待擴(kuò)滲爐升溫至設(shè)定溫度650～700℃后，向爐內(nèi)滴入甲醇溶液，以排除爐內(nèi)的空氣；（2）將麥飯石粉體置于擴(kuò)滲爐內(nèi)；（3）向爐內(nèi)以每分鐘60～80滴的滴速滴入含稀土元素的擴(kuò)滲液4～5h，即可得到麥飯石導(dǎo)電粉。本發(fā)明采用氣相稀土化學(xué)熱擴(kuò)滲的方法對(duì)麥飯石粉體材料擴(kuò)滲La、Ce、Er等稀土元素，經(jīng)XRD分析，證實(shí)稀土元素已經(jīng)滲入麥飯石粉體材料中，并與麥飯石的組元發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成了含稀土元素的化合物，導(dǎo)致麥飯石粉體的導(dǎo)電性顯著增強(qiáng)。
【IPC分類】C04B41/00
【公開號(hào)】CN105000908
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510375967
【發(fā)明人】郝素娥, 張加靜, 高洋, 殷艷珍, 李妍, 肖麗
【申請(qǐng)人】齊齊哈爾市碾子山區(qū)麥飯石研究所
【公開日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年7月1日