[發明專利]利用煤氣化細渣制備復合導電填料的方法及制得的填料

在審

• 申請號: 202011056022.1
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN114308977A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 魏存弟;張今壹;蔣引珊;琚安坤
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;B09B3/70;B09B3/40;B09B3/80;C03C12/00;C01G19/02;B09B101/55
• 代理公司: 北京信諾創成知識產權代理有限公司 11728
• 代理人: 王笑康;陳悅軍

本發明公開了一種利用煤氣化細渣制備復合導電填料的方法及制得的復合導電填料，所述方法包括①將煤氣化細渣焙燒除碳后，進行鹽酸酸溶處理，并經過固液分離、洗滌和干燥后得到煤氣化細渣生成的多孔硅質微珠；②取步驟①中制得的多孔硅質微珠置于蒸餾水中，攪拌形成懸浮液，然后繼續攪拌并將SnCl₄·H₂O摻SbCl₃的多離子混合液逐步加入所述懸浮液，加入量為使Sn和Sb的氯鹽水解所產生的沉淀產物質量達到所述多孔硅質微珠質量的5?30％；③所述混合液加入完成后，繼續攪拌使水解反應充分，然后將懸浮液固液分離并洗滌去除固相中的Cl離子，烘干后煅燒得到產品。本發明所制得的復合導電粉末顏色淺，成本低，可廣泛作為導電填料進行使用，具有資源與環境的雙重意義。

技術領域

本發明涉及一種以煤基固體廢棄物作為基體的復合導電填料的制備，具體地說是涉及一種利用煤氣化細渣制備復合導電填料的方法及制得的復合導電填料，屬于導電材料技術領域。

背景技術

近年來，隨著人們對靜電危害認識的深化，防靜電材料發揮了越來越重要的作用。防靜電材料，就是采取一系列措施，通過減少或消除制品在搬運和使用中產生的摩擦電荷，以防止靜電放電對產品及人身安全造成危害，從而達到防護的目的。目前防靜電材料已在微電子產品、電器產品、軍事安全、航天等多個領域得到了廣泛應用。

導電粉末是具有傳導電流和排除積累靜電荷功能的一種功能性材料。在涂料、塑料、橡膠、纖維等高電阻率的材料中添加導電粉末，可以消除靜電帶來的危害?，F在應用廣泛的導電粉末填料一般分為炭系列、金屬系列和復合系列。其中炭系粉末具有導電性好，粒徑小，比表面積大的優點，但是炭粉添加量大，極易團聚，張迪明等人為了解決這一問題對炭黑進行了微生物改性[CN 106189378 A],然而制備過程復雜，成本較高。劉純國等人將炭黑與活性炭復合制得不易團聚的填料[CN 106189378 A]，但由于填料為黑色，所以只能制造單一顏色黑色的制品。金屬粉末具有導電性能優異，添加量少，顏色淺的優勢，然而金屬的性質不穩定，部分金屬容易氧化失效，限制了其應用領域。為了改善這一缺點，姚亞剛等人利用取代劑和還原劑對金屬粉進行改性[CN 105733470 A]，但材料本身仍然存在價格昂貴，成本過高的問題。與傳統的炭系導電粉末、金屬系導電粉末相比，復合導電粉末具有較低的電阻率、優良的裝飾性能，低密度，低成本，高穩定性，與高分子材料良好的相容性等各種優勢。復合導電粉末大多是以質輕、價廉、色淺的無機粉體材料為基質，通過表面處理在基質表面形成經過摻雜處理的半導體金屬氧化層而制得的一類具有一定導電功能的半導體填料。

目前復合導電粉末所采用的基質有云母粉、鈦白粉、重晶石、硅灰石、Fe₃O₄粉和二氧化硅等。袁國梁等人采用鍍銅法制備了氧化硅復合導電粉末[CN 108034934 A]，張海燕等人制備了鍍銀Fe₃O₄導電粉[CN 101012553 A]，但是這些粉末形狀不規則，對高分子材料的力學性能有較大影響，同時復合材料還存在著剝落的風險。曹曉國等人發明了一種以無機材料為內核的多元結構復合導電填料的制備方法[CN 105273689 A]，楊華明等人也發明了許多復合導電粉末的制備方法，其基體多為礦物粉末材料[CN 100557721 C][CN100520989 C]。與這些無機礦物材料不同的是，煤氣化細渣是一種煤基固體廢棄物，既兼具了礦物粉體的優勢，在成本上也更加低廉，更重要的是對其進行應用達到了固體廢棄物資源再利用和環境保護的目的。煤氣化渣有兩點明顯特征，一是經過酸溶后產生大量孔隙，獲得較高的比表面積和豐富的硅羥基，增強了半導體層的包覆效果，使包覆層不易脫落；二是除碳后的煤氣化渣玻璃微珠為球型，添加在各種高分子材料中，對高分子材料的力學性能影響小，替代現有的不規則顆粒粉體填料可以起到增強機械性能的效果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用煤氣化細渣制備復合導電填料的方法及制得的復合導電填料，本發明可以對煤氣化細渣進行合理利用，制備出來的導電填料成本大幅度降低，并且性能良好。