纳米锑掺杂的二氧化锡水性浆料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米锑掺杂的二氧化锡水性浆料及其制备方法。本发明专利技术利用湿法球磨工艺，将纳米ＡＴＯ粉体分散在水介质中，加入一定量的分散剂，并加入一定量的ｐＨ值调节剂，调节体系的ｐＨ值，从而得到高度分散稳定的纳米ＡＴＯ水性浆料。本发明专利技术的分散稳定的纳米ＡＴＯ水性浆料为一种组合物，由使用有效量的纳米ＡＴＯ粉体、水、分散剂、ｐＨ值调节剂所组成，分散剂与ＡＴＯ的重量比为０．０５～７．０％（ｗｔ．）。本发明专利技术的纳米ＡＴＯ水性浆料，粒子的平均粒径小于１３０ｎｍ，浆料的ｐＨ值为５～１０，稳定存放时间大于５个月，可广泛用于各种抗静电、防辐射涂层材料中。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
纳米锑掺杂的二氧化锡水性浆料及其制备方法
本专利技术涉及一种纳米锑掺杂的二氧化锡水性浆料及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着材料科学技术的发展，各种高分子材料如塑料、纤维、橡胶、涂料等日益进入社会各领域，比如大多数电子仪表仪器、航天航空飞行器、家用电器的壳体和表面都是由这些高分子材料加工而成。由于高分子材料具有绝缘性，其表面受到摩擦或撞击时易产生和积累静电，当静电积累到一定程度时，就会产生静电放电而导致恶性事件。又随着人们生活水平的不断提高，各种显示器件进入越来越多的家庭，这些显示器件对人体都有很强的辐射，另外其表面也常常因为静电作用而吸附很多灰尘。为了消除高分子材料表面的静电，减轻显示器件辐射和静电，必须给它们涂上一层抗静电涂层，这使得抗静电材料的研制日益受到重视。ATO是锑掺杂的二氧化锡(Antimony Doped Tin Oxide)，是一种透明导电材料，主要用于抗静电塑料、涂料、纤维，显示器上的防辐射抗静电涂层，红外吸收隔热材料，气敏材料和电极材料等。纳米ATO粉体与其它的抗静电材料，如碳黑、金属单质、有机抗静电材料等相比，不但具有高的导电性，还具有纳米材料的优越性能。但由于纳米粉体的比表面积大，表面能高，粉体处于高度的热力学不稳定状态，粉体颗粒之间极易产生团聚。团聚的产生对纳米粉体材料的性能发挥-->有很大的影响。抑制纳米粉体团聚的方法有两种，一是在粉体制备过程中，控制制备工艺，阻止粉体团聚的产生；另一是在粉体制备好以后，对粉体进行分散处理。目前大多采用化学共沉淀法制备纳米ATO粉体，该法制备出的ATO粉末、体原生粒径可达几十纳米，但粉体的团聚十分严重，团聚体的集体颗粒度达几个微米。如果将粉体直接分散在涂料中，制成导电涂料，一方面粉体不能在涂料中分散均匀，另一方面团聚的粉体颗粒很难打开，从而无法体现纳米粉体的特性。为了解决这个问题，通常先将粉体在一定介质中进行分散处理，制成料浆，再用料浆与涂料混合，从而达到混合均匀的效果。但由于纳米粉体的表面能高，在纳米粉体分散过程中，如果不加入一定的分散剂，粉体将会很难分散或者分散后还会发生团聚，因而分散体系很难稳定。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题之一是公开一种纳米锑掺杂的二氧化锡水性浆料，以克服现有技术存在的分散体系很难稳定的缺陷；本专利技术需要解决技术问题之二是提供上述纳米锑掺杂的二氧化锡水性浆料的制备方法。本专利技术的构思是：利用湿法球磨工艺，将纳米ATO粉体分散在水介质中，加入一定量的分散剂，并加入一定量的PH值调节剂，调节体系的PH值，从而得到高度分散稳定的纳米ATO水性浆料。本专利技术的分散稳定的纳米ATO水性浆料为一种组合物，由使用有-->效量的纳米ATO粉体、水、分散剂、pH值调节剂所组成，分散剂与ATO的重量比为：       分散剂：ATO＝0.05～7.0％(wt.)；pH值调节剂的加入量为使最终浆料的pH值达到5.0～10.0；所说的ATO粉体为一种浅蓝色无机导电粉体，其组成为掺锑的二氧化锡，可采用文献和有关专利公开的方法进行制备，如可采用中国专CN1317803A和美国专利US9820502公开的方法进行制备，其组分和含量包括2～50wt％Sb2O3+Sb2O5、50～98wt％SnO2。浆料中ATO粉体的粒径为80～130nm；为了使用的方便，浆料的含固量以10～50wt％为适宜；所说的分散剂包括三乙醇胺、三乙胺、乙醇胺、二异丙醇胺、偏磷酸钠、六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、甲基丙烯酰氧基硅烷中的一种或一种以上；所说的pH值调节剂为酸性或碱性物质，包括氨水、盐酸、油酸中的一种或一种以上。本专利技术的纳米ATO水性浆料的制备方法依次包括以下步骤：(1)将水与分散剂在球磨罐中搅拌混合；(2)将ATO粉体加到上述的球磨罐中，搅拌均匀；(3)在上述的球磨罐中加入pH调节剂，调节分散体系的pH为5.0～10.0；(4)将球磨介质锆珠加入到上述的球磨罐中，锆珠体积为粉体体积的4～6倍；-->(5)将上述球磨罐放到球磨机上，球磨时间为24～96小时；(6)取下球磨罐，倒出浆料，滤去锆珠，即得到纳米ATO水性浆料。按照上述方法制得的纳米ATO水性浆料，粒子的平均粒径小于130nm，浆料的pH值为5～10，稳定存放时间大于5个月，可广泛用于各种抗静电、防辐射涂层材料中。具体实施方式                       实施例1在300ml的球磨罐中加入90ml去离子水，再加入0.05g三乙醇胺，充分搅拌后加入10gATO粉体；再次充分搅拌，然后加入氨水和盐酸，调节PH值至9.03；再加入50ml锆珠，球磨48小时后取下球磨罐，倒出浆料，滤去锆珠，即得平均粒径为102nm，PH值为7.58的纳米ATO稳定水性浆料。该浆料存放5个月，没有出现肉眼可见的沉淀。                       实施例2在300ml的球磨罐中加入90ml去离子水，再加入0.1g三乙醇胺，充分搅拌后加入10gATO粉体；再次充分搅拌，然后加入氨水和盐酸，调节PH值至9.05；再加入50ml锆珠，球磨48小时后取下球磨罐，倒出浆料，滤去锆珠，即得平均粒径为86.6nm，PH值为7.5的纳米ATO稳定水性浆料。该浆料存放5个月，没有出现肉眼可见的沉淀。                       实施例3在300ml的球磨罐中加入90ml去离子水，再加入0.2g三乙醇胺和0.2g PVA1750(聚乙烯醇)，充分搅拌后加入10gATO粉体；再次充-->分搅拌，然后加入氨水和盐酸，调节PH值至9.0；再加入50ml锆珠，球磨48小时后取下球磨罐，倒出浆料，滤去锆珠，即得平均粒径为100nm，PH值为8.22的纳米ATO稳定水性浆料。该浆料存放5个月，没有出现肉眼可见的沉淀。                       实施例4在300ml的球磨罐中加入90ml去离子水，再加入0.1g PVA1750(聚乙烯醇)，充分搅拌后加入10gATO粉体；再次充分搅拌，然后加入氨水和盐酸，调节PH值至8.98；再加入50ml锆珠，球磨48小时后取下球磨罐，倒出浆料，滤去锆珠，即得平均粒径为123nm，PH值为6.65的纳米ATO稳定水性浆料。该浆料存放5个月，没有出现肉眼可见的沉淀。                       实施例5在300ml的球磨罐中加入90ml去离子水，再加入0.7g PVA1750(聚乙烯醇)，充分搅拌后加入10gATO粉体；再次充分搅拌，然后加入氨水和盐酸，调节PH值至8.96；再加入50ml锆珠，球磨48小时后取下球磨罐，倒出浆料，滤去锆珠，即得平均粒径为124nm，PH值为6.61的纳米ATO稳定水性浆料。该浆料存放5个月，没有出现肉眼可见的沉淀。                       实施例6在300ml的球磨罐中加入90ml去离子水，再加入0.1gPVP(聚乙烯吡咯烷酮)，充分搅拌后加入10gATO粉体；再次充分搅拌，然后加入氨水和盐酸，调节PH值至9.05；再加入50ml锆珠，球磨48小时-->后取下球磨罐，倒出浆料，滤去锆珠，即得平均粒径为124nm，PH值为6.16的纳米ATO稳定水性浆料。该浆料存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米锑掺杂的二氧化锡水性浆料，其特征在于由使用有效量的纳米ＡＴＯ粉体、水、分散剂、ｐＨ值调节剂所组成。

【技术特征摘要】
1.一种纳米锑掺杂的二氧化锡水性浆料，其特征在于由使用有效量的纳米ATO粉体、水、分散剂、pH值调节剂所组成。2.根据权利要求1所述的水性浆料，其特征在于分散剂与ATO的重量比为：        分散剂：ATO＝0.05～7.0％(wt.)；pH值调节剂的加入量为使最终浆料的pH值达到5.0～10.0。3.根据权利要求1所述的水性浆料，其特征在于浆料中ATO粉体的平均粒径为80～130nm。4.根据权利要求1所述的水性浆料，其特征在于浆料的含固量为10～50wt％。5.根据权利要求1所述的水性浆料，其特征在于所说的分散剂包括三乙醇胺、三乙胺、乙醇胺、二异丙醇胺、偏磷酸钠、六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、聚乙烯醇、聚乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：王相田，王龙梅，黄骏，阎文江，罗明，丁晓东，田恒水，朱云峰，
申请(专利权)人：华东理工大学，烟台西特电子化工材料有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]