[发明专利]利用煤气化细渣制备复合导电填料的方法及制得的填料

说明书

本发明公开了一种利用煤气化细渣制备复合导电填料的方法及制得的复合导电填料，所述方法包括①将煤气化细渣焙烧除碳后，进行盐酸酸溶处理，并经过固液分离、洗涤和干燥后得到煤气化细渣生成的多孔硅质微珠；②取步骤①中制得的多孔硅质微珠置于蒸馏水中，搅拌形成悬浮液，然后继续搅拌并将SnCl₄·H₂O掺SbCl₃的多离子混合液逐步加入所述悬浮液，加入量为使Sn和Sb的氯盐水解所产生的沉淀产物质量达到所述多孔硅质微珠质量的5‑30％；③所述混合液加入完成后，继续搅拌使水解反应充分，然后将悬浮液固液分离并洗涤去除固相中的Cl离子，烘干后煅烧得到产品。本发明所制得的复合导电粉末颜色浅，成本低，可广泛作为导电填料进行使用，具有资源与环境的双重意义。

技术领域

本发明涉及一种以煤基固体废弃物作为基体的复合导电填料的制备，具体地说是涉及一种利用煤气化细渣制备复合导电填料的方法及制得的复合导电填料，属于导电材料技术领域。

背景技术

近年来，随着人们对静电危害认识的深化，防静电材料发挥了越来越重要的作用。防静电材料，就是采取一系列措施，通过减少或消除制品在搬运和使用中产生的摩擦电荷，以防止静电放电对产品及人身安全造成危害，从而达到防护的目的。目前防静电材料已在微电子产品、电器产品、军事安全、航天等多个领域得到了广泛应用。

导电粉末是具有传导电流和排除积累静电荷功能的一种功能性材料。在涂料、塑料、橡胶、纤维等高电阻率的材料中添加导电粉末，可以消除静电带来的危害。现在应用广泛的导电粉末填料一般分为炭系列、金属系列和复合系列。其中炭系粉末具有导电性好，粒径小，比表面积大的优点，但是炭粉添加量大，极易团聚，张迪明等人为了解决这一问题对炭黑进行了微生物改性[CN 106189378 A],然而制备过程复杂，成本较高。刘纯国等人将炭黑与活性炭复合制得不易团聚的填料[CN 106189378 A]，但由于填料为黑色，所以只能制造单一颜色黑色的制品。金属粉末具有导电性能优异，添加量少，颜色浅的优势，然而金属的性质不稳定，部分金属容易氧化失效，限制了其应用领域。为了改善这一缺点，姚亚刚等人利用取代剂和还原剂对金属粉进行改性[CN 105733470 A]，但材料本身仍然存在价格昂贵，成本过高的问题。与传统的炭系导电粉末、金属系导电粉末相比，复合导电粉末具有较低的电阻率、优良的装饰性能，低密度，低成本，高稳定性，与高分子材料良好的相容性等各种优势。复合导电粉末大多是以质轻、价廉、色浅的无机粉体材料为基质，通过表面处理在基质表面形成经过掺杂处理的半导体金属氧化层而制得的一类具有一定导电功能的半导体填料。

目前复合导电粉末所采用的基质有云母粉、钛白粉、重晶石、硅灰石、Fe₃O₄粉和二氧化硅等。袁国梁等人采用镀铜法制备了氧化硅复合导电粉末[CN 108034934 A]，张海燕等人制备了镀银Fe₃O₄导电粉[CN 101012553 A]，但是这些粉末形状不规则，对高分子材料的力学性能有较大影响，同时复合材料还存在着剥落的风险。曹晓国等人发明了一种以无机材料为内核的多元结构复合导电填料的制备方法[CN 105273689 A]，杨华明等人也发明了许多复合导电粉末的制备方法，其基体多为矿物粉末材料[CN 100557721 C][CN100520989 C]。与这些无机矿物材料不同的是，煤气化细渣是一种煤基固体废弃物，既兼具了矿物粉体的优势，在成本上也更加低廉，更重要的是对其进行应用达到了固体废弃物资源再利用和环境保护的目的。煤气化渣有两点明显特征，一是经过酸溶后产生大量孔隙，获得较高的比表面积和丰富的硅羟基，增强了半导体层的包覆效果，使包覆层不易脱落；二是除碳后的煤气化渣玻璃微珠为球型，添加在各种高分子材料中，对高分子材料的力学性能影响小，替代现有的不规则颗粒粉体填料可以起到增强机械性能的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用煤气化细渣制备复合导电填料的方法及制得的复合导电填料，本发明可以对煤气化细渣进行合理利用，制备出来的导电填料成本大幅度降低，并且性能良好。