本發(fā)明公開了一種導(dǎo)電均勻礦物材料的制備方法，屬于功能礦物材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

功能材料是新材料研究領(lǐng)域的核心，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展以及國(guó)防建設(shè)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)。它涉及到信息技術(shù)、能源技術(shù)、環(huán)保技術(shù)等現(xiàn)代高新技術(shù)。在功能材料的開發(fā)和應(yīng)用中，一些性能優(yōu)異甚至能夠收集其他物質(zhì)的新型無機(jī)/有機(jī)、有機(jī)/無機(jī)功能礦物材料得到迅速發(fā)展。其中導(dǎo)電礦物材料就是其中之一，使礦物具有導(dǎo)電性，能應(yīng)用于抗靜電劑、導(dǎo)電劑、導(dǎo)電涂料、導(dǎo)電塑料、長(zhǎng)效防腐導(dǎo)電劑等等。目前獲得導(dǎo)電礦物材料的方式有：一種是直接精細(xì)加工具有導(dǎo)電功能效應(yīng)的礦物材料；第二種是礦物為主要原料制得具有導(dǎo)電功能效應(yīng)的礦物材料。而第二種方式應(yīng)用范圍更廣，可實(shí)施性更強(qiáng)，因此得到迅速發(fā)展。其中硅酸鹽礦物具有價(jià)格低廉，質(zhì)量?jī)?yōu)異，礦床規(guī)模大，同時(shí)具有層狀結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的力學(xué)性能、耐熱性、耐腐蝕性、低的介電損耗性等特點(diǎn)，常用作功能材料的基體。

目前導(dǎo)電功能材料主要摻雜鋁、銅、鎳等金屬材料，因?yàn)檫@些金屬的密度較大，容易產(chǎn)生偏析現(xiàn)象化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，表層易氧化而降低甚至失去導(dǎo)電性，并且耐高溫性能也不佳，亟待尋求一種新型的導(dǎo)電礦物材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題：針對(duì)目前導(dǎo)電礦物材料由于銅、鋁等材料的摻入，存在表面性質(zhì)不穩(wěn)定進(jìn)而導(dǎo)致導(dǎo)電性能不佳，且不耐高溫的缺陷，本發(fā)明將白云石粉末與自來水混合，使白云石粉末中的氧化鈣生成氫氧化鈣，再通入二氧化碳，反應(yīng)生成溶于水的碳酸氫鈣，得白云石混合液，將白云石混合液和九水硝酸鐵與乙酸鋅溶于水的溶解液混合，滴加碳酸氫鈉溶液后放入陳化罐中陳化，陳化后抽濾得濾渣，并洗滌、干燥，將干燥物置于剛玉坩堝中，在氧化氣氛下高溫煅燒、研磨即得均勻?qū)щ姷V物材料，本發(fā)明利用白云石中的氧化鈣，使其溶解后再分解，擴(kuò)大層間距，再將鐵、鋅元素?fù)饺氚自剖?，最后高溫煅燒，生成金屬氧化物，使礦物材料的導(dǎo)電性能及耐高溫性能得到提高，而且導(dǎo)電均勻，具有較廣泛的應(yīng)用前景。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

（1）稱取500～600g白云石，放入球磨機(jī)中球磨1～2h后過80～100目篩得白云石粉末，將白云石粉末按質(zhì)量比1:10與自來水混合，超聲分散10～15min后得懸浮液，在5～10℃條件下，向懸浮液中通入二氧化碳?xì)怏w，通入量為3～5L/min，通入2～3h后停止通入，得白云石混合液；

（2）分別稱取60～70g九水硝酸鐵和50～100g乙酸鋅加入到500～700mL去離子水中，攪拌混合至固體完全溶解得溶解液，按體積比1:6將溶解液與上述混合液混合，攪拌40～50min后滴加60～80mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%碳酸氫鈉溶液，控制滴加量為5～10mL/min；

（3）待上述滴加完成后，攪拌混合20～30min得混合液，將混合液裝入陳化罐中，在30～40℃和150～250r/min條件下陳化2～3天，陳化結(jié)束后進(jìn)行真空抽濾得濾渣，用去離子水洗滌、抽濾2～4次后放入烘箱中，在80～90℃溫度下干燥6～8h，得干燥物；

（4）將上述干燥物加入剛玉坩堝中，在氧氣氣氛保護(hù)下，以8～10℃/min速率升溫至800～900℃，保溫煅燒2～4h，煅燒后冷卻至室溫，研磨過80～100目篩，即可得到均勻?qū)щ姷V物材料。

本發(fā)明的應(yīng)用方法是：按重量份數(shù)計(jì)，取本發(fā)明制得的均勻?qū)щ姷V物材料8～10份，成膜樹脂8～10份，雙季戊四醇酯2～4份加入分散機(jī)中，加入玻璃球充分?jǐn)嚢韫不爝M(jìn)行砂磨，分散機(jī)轉(zhuǎn)速為1200～1500r/min，分散時(shí)間為1.5～2.0h，然后將混合物過100目篩去除雜質(zhì)，再將砂磨后的涂料加入石油醚100～105mL攪拌均勻，經(jīng)吸上式低壓噴槍均勻噴涂在塑料膠片和馬口鐵基板上，常溫完全干燥即得復(fù)合型導(dǎo)電涂層制品，25℃時(shí)電導(dǎo)率為4.0×10^-5～4.5×10^-5S/cm，耐高溫為500～700℃。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明方法簡(jiǎn)單易于操作，以白云石為原料，不僅原料獲得途徑簡(jiǎn)單，并且操作過程簡(jiǎn)單，且操作條件易于控制；

（2）所得的導(dǎo)電礦物材料具有較好的電導(dǎo)率，同時(shí)提高了材料的熱穩(wěn)定性工藝簡(jiǎn)單，綠色環(huán)保，適合大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。

具體實(shí)施方式

首先稱取500～600g白云石，放入球磨機(jī)中球磨1～2h后過80～100目篩得白云石粉末，將白云石粉末按質(zhì)量比1:10與自來水混合，超聲分散10～15min后得懸浮液，在5～10℃條件下，向懸浮液中通入二氧化碳?xì)怏w，通入量為3～5L/min，通入2～3h后停止通入，得白云石混合液；分別稱取60～70g九水硝酸鐵和50～100g乙酸鋅加入到500～700mL去離子水中，攪拌混合至固體完全溶解得溶解液，按體積比1:6將溶解液與上述混合液混合，攪拌40～50min后滴加60～80mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%碳酸氫鈉溶液，控制滴加量為5～10mL/min；待上述滴加完成后，攪拌混合20～30min得混合液，將混合液裝入陳化罐中，在30～40℃和150～250r/min條件下陳化2～3天，陳化結(jié)束后進(jìn)行真空抽濾得濾渣，用去離子水洗滌、抽濾2～4次后放入烘箱中，在80～90℃溫度下干燥6～8h，得干燥物；將上述干燥物加入剛玉坩堝中，在氧氣氣氛保護(hù)下，以8～10℃/min速率升溫至800～900℃，保溫煅燒2～4h，煅燒后冷卻至室溫，研磨過80～100目篩，即可得到均勻?qū)щ姷V物材料。

實(shí)例1

首先稱取500g白云石，放入球磨機(jī)中球磨1h后過80目篩得白云石粉末，將白云石粉末按質(zhì)量比1:10與自來水混合，超聲分散10min后得懸浮液，在5℃條件下，向懸浮液中通入二氧化碳?xì)怏w，通入量為3L/min，通入2h后停止通入，得白云石混合液；分別稱取60g九水硝酸鐵和50g乙酸鋅加入到500mL去離子水中，攪拌混合至固體完全溶解得溶解液，按體積比1:6將溶解液與上述混合液混合，攪拌40min后滴加60mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%碳酸氫鈉溶液，控制滴加量為5mL/min；待上述滴加完成后，攪拌混合20min得混合液，將混合液裝入陳化罐中，在30℃和150r/min條件下陳化2天，陳化結(jié)束后進(jìn)行真空抽濾得濾渣，用去離子水洗滌、抽濾2次后放入烘箱中，在80℃溫度下干燥6h，得干燥物；將上述干燥物加入剛玉坩堝中，在氧氣氣氛保護(hù)下，以8℃/min速率升溫至800℃，保溫煅燒2h，煅燒后冷卻至室溫，研磨過80目篩，即可得到均勻?qū)щ姷V物材料。

本發(fā)明的應(yīng)用方法是：按重量份數(shù)計(jì)，取本發(fā)明制得的均勻?qū)щ姷V物材料8份，成膜樹脂8份，雙季戊四醇酯2份加入分散機(jī)中，加入玻璃球充分?jǐn)嚢韫不爝M(jìn)行砂磨，分散機(jī)轉(zhuǎn)速為1200r/min，分散時(shí)間為1.5h，然后將混合物過100目篩去除雜質(zhì)，再將砂磨后的涂料加入石油醚100mL攪拌均勻，經(jīng)吸上式低壓噴槍均勻噴涂在塑料膠片和馬口鐵基板上，常溫完全干燥即得復(fù)合型導(dǎo)電涂層制品，25℃時(shí)電導(dǎo)率為4.0×10^-5S/cm，耐高溫為500℃。

實(shí)例2

首先稱取550g白云石，放入球磨機(jī)中球磨1.5h后過90目篩得白云石粉末，將白云石粉末按質(zhì)量比1:10與自來水混合，超聲分散13min后得懸浮液，在7℃條件下，向懸浮液中通入二氧化碳?xì)怏w，通入量為4L/min，通入2.5h后停止通入，得白云石混合液；分別稱取65g九水硝酸鐵和70g乙酸鋅加入到600mL去離子水中，攪拌混合至固體完全溶解得溶解液，按體積比1:6將溶解液與上述混合液混合，攪拌45min后滴加70mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%碳酸氫鈉溶液，控制滴加量為7mL/min；待上述滴加完成后，攪拌混合25min得混合液，將混合液裝入陳化罐中，在35℃和200r/min條件下陳化2.5天，陳化結(jié)束后進(jìn)行真空抽濾得濾渣，用去離子水洗滌、抽濾3次后放入烘箱中，在85℃溫度下干燥7h，得干燥物；將上述干燥物加入剛玉坩堝中，在氧氣氣氛保護(hù)下，以9℃/min速率升溫至850℃，保溫煅燒3h，煅燒后冷卻至室溫，研磨過90目篩，即可得到均勻?qū)щ姷V物材料。

本發(fā)明的應(yīng)用方法是：按重量份數(shù)計(jì)，取本發(fā)明制得的均勻?qū)щ姷V物材料9份，成膜樹脂9份，雙季戊四醇酯3份加入分散機(jī)中，加入玻璃球充分?jǐn)嚢韫不爝M(jìn)行砂磨，分散機(jī)轉(zhuǎn)速為1300r/min，分散時(shí)間為1.7h，然后將混合物過100目篩去除雜質(zhì)，再將砂磨后的涂料加入石油醚103mL攪拌均勻，經(jīng)吸上式低壓噴槍均勻噴涂在塑料膠片和馬口鐵基板上，常溫完全干燥即得復(fù)合型導(dǎo)電涂層制品，25℃時(shí)電導(dǎo)率為4.3×10^-5S/cm，耐高溫為600℃。

實(shí)例3

首先稱取600g白云石，放入球磨機(jī)中球磨2h后過100目篩得白云石粉末，將白云石粉末按質(zhì)量比1:10與自來水混合，超聲分散15min后得懸浮液，在10℃條件下，向懸浮液中通入二氧化碳?xì)怏w，通入量為5L/min，通入3h后停止通入，得白云石混合液；分別稱取70g九水硝酸鐵和100g乙酸鋅加入到700mL去離子水中，攪拌混合至固體完全溶解得溶解液，按體積比1:6將溶解液與上述混合液混合，攪拌50min后滴加80mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%碳酸氫鈉溶液，控制滴加量為10mL/min；待上述滴加完成后，攪拌混合30min得混合液，將混合液裝入陳化罐中，在40℃和250r/min條件下陳化3天，陳化結(jié)束后進(jìn)行真空抽濾得濾渣，用去離子水洗滌、抽濾4次后放入烘箱中，在90℃溫度下干燥8h，得干燥物；將上述干燥物加入剛玉坩堝中，在氧氣氣氛保護(hù)下，以10℃/min速率升溫至900℃，保溫煅燒4h，煅燒后冷卻至室溫，研磨過100目篩，即可得到均勻?qū)щ姷V物材料。

本發(fā)明的應(yīng)用方法是：按重量份數(shù)計(jì)，取本發(fā)明制得的均勻?qū)щ姷V物材料10份，成膜樹脂10份，雙季戊四醇酯4份加入分散機(jī)中，加入玻璃球充分?jǐn)嚢韫不爝M(jìn)行砂磨，分散機(jī)轉(zhuǎn)速為1500r/min，分散時(shí)間為2.0h，然后將混合物過100目篩去除雜質(zhì)，再將砂磨后的涂料加入石油醚105mL攪拌均勻，經(jīng)吸上式低壓噴槍均勻噴涂在塑料膠片和馬口鐵基板上，常溫完全干燥即得復(fù)合型導(dǎo)電涂層制品，25℃時(shí)電導(dǎo)率為4.5×10^-5S/cm，耐高溫為700℃。