一种导电铜粉的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种导电铜粉的制备方法，包括以下步骤：a、制取氢气，b、通入氢气，c、氢气气氛下高温加热铜粉，d、筛析得到导电铜粉。通过上述方式，本发明提供的导电铜粉的制备方法，工艺过程简单，操作方便，设备投资小，所得铜粉导电性良好，通过高温加热条件下用氢气还原方法对铜粉进行还原处理，一方面高温去除掉了大部分硬脂酸包覆层，另外，氢气还原处理后铜粉表面的氧化铜变为了单质铜，从而使原来不导电的铜粉的导电性大大提高，把这种处理后的导电铜粉添加到树脂体系中可以制成导电涂料，应用到电磁屏蔽等导电、电子领域，降低了导体浆料的成本。
【专利说明】一种导电铜粉的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种导电铜粉的制备方法，所制成的导电铜粉主要应用电子材料、功能材料和粉体材料领域。
【背景技术】
[0002]随着数字装置搭载机器(计算机、干扰复印机、传真机和无代码电话机等)的普及，要求这些机器的密封箱上涂布导电涂料来屏蔽电磁波的干扰。导电涂料时涂于非导体底材上，使之具有一定的传导电流和消散静电荷能力的功能性涂料。导电涂料与塑料电镀、真空溅射等其他获得导电层的技术相比，具有设备简单、施工方便、成本低廉、应用范围广等诸多优点，尤其适合各种复杂形状表面的涂覆，使高分子材料表面金属化，从而达到防静电或屏蔽电磁波的目的。
[0003]另外，随着科学技术的不断发展和进步，高分子产品广泛应用于生活和生产的各个领域中。电子产品、汽车工业、日用五金、各种玩具等普遍采用质轻、易加工成型的高分子非金属材料取代传统的金属壳体，但高分子材料本身外观装饰效果较差，为了提高其装饰效果，通常都要对其进行表面处理。常用的方法是在其表面电镀其他有色金属，如电镀铜、镍、铬。但非金属本身不导电，在电镀前必须进行金属化处理。
[0004]众所周知，铜导电性良好，相较于金银粉等导电贵金属价格低廉，作为导电浆料的导电填料，是一个理想的选择。
[0005]长期以来，虽然铜金属具有良好的导电性，但是铜粉经过球磨机械研磨抛光后导电性大大降低，一方面是因为研磨过程中添加了有机润滑剂，另一方面是铜粉在研磨过程中发生氧化。
[0006]目前使铜粉导电的技术主要是通过有机溶剂或者表面活性剂洗去表面油脂，然后用酸化处理去除表面氧化物来提高铜粉的导电性，此方法过程繁琐，铜粉要经过多次搅拌、分散、过滤等工序损失较多而且有再氧化的可能，而且处理过程中产生较多的化工废液。
【发明内容】
[0007]本发明主要解决的技术问题是提供一种导电铜粉的制备方法，工艺过程简单，操作方便，设备投资小，所得铜粉导电性良好。
[0008]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种导电铜粉的制备方法，包括以下步骤:
a、制取氢气:通过用实验装置制取氢气；
b、通入氢气:将所制取的氢气通过气体输送装置通入到装有铜粉的容器中，持续通氢气一定时间以把容器中的氧气排出，检验氢气纯净后点燃容器中导出的多余氢气产生火焰，使火焰保持燃烧不要熄灭；
C、氢气气氛下高温加热铜粉:均匀加热容器中的铜粉，容器中的铜粉产生颜色变化，直至铜粉颜色全部发生变化后停止加热铜粉； d、筛析得到导电铜粉:停止加热后的容器冷却至室温，保持通氢气10-20秒后取出容器中的铜粉过筛得到导电铜粉。
[0009]在本发明一个较佳实施例中，所述的实验装置为启普发生器。
[0010]在本发明一个较佳实施例中，所述的铜粉为表面有一定氧化而使导电性能较差的铜粉，包括球状、片状或者树枝状铜粉。
[0011]在本发明一个较佳实施例中，所述的铜粉的粒径为2-100um。
[0012]在本发明一个较佳实施例中，所述的加热铜粉时的温度为500-800°C。
[0013]在本发明一个较佳实施例中，所述的气体输送装置为橡胶软管、玻璃管、塑料软管、钢管或铁管。
[0014]本发明的有益效果是:本发明导电铜粉的制备方法，通过高温加热条件下用氢气还原方法对铜粉进行还原处理，工艺过程简单，操作方便，设备投资小，所得铜粉导电性良好，能够满足非金属材料表面金属化以便电镀的应用需求，还可以把这种导电铜粉添加到树脂体系中制成导电涂料，应用到电磁屏蔽等导电、电子领域，降低了导体浆料的成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明导电铜粉的制备方法一较佳实施例的流程示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0017]请参阅图1，本发明提供了一种导电铜粉的制备方法，包括以下步骤:
a、制取氢气:通过用实验装置制取氢气；
b、通入氢气:将所制取的氢气通过气体输送装置通入到装有铜粉的容器中，持续通氢气一定时间以把容器中的氧气排出，检验氢气纯净后点燃容器中导出的多余氢气产生火焰，使火焰保持燃烧不要熄灭；
C、氢气气氛下高温加热铜粉:均匀加热容器中的铜粉，容器中的铜粉产生颜色变化，直至铜粉颜色全部发生变化后停止加热铜粉；
d、筛析得到导电铜粉:停止加热后的容器冷却至室温，保持通氢气10-20秒后取出容器中的铜粉过筛得到导电铜粉。
[0018]上述中，所述的加热铜粉时的温度为500-800°C ;所述的气体输送装置为橡胶软
管、玻璃管、塑料软管、钢管或铁管。
[0019]铜粉原料是铜金粉生产企业经过多阶段球磨机球磨成的铜粉，此铜粉经球磨后表面包覆一层不导电的润滑剂，而且经过多阶段球磨机械摩擦后产生一层不导电的氧化层，此铜粉经测试基本不具备导电性。所以本实施例中的铜粉为表面有一定氧化而使导电性能较差的铜粉，包括球状、片状或者树枝状铜粉。其中，所述的铜粉的粒径为2-100um。
[0020]实施例1:
一、制取氢气
配置硫酸溶液:首先称取800克蒸馏水，然后加入200克浓度为质量百分含量98%的浓硫酸，边加边搅拌配成稀硫酸溶液； 用启普发生器制取氢气:检查启普发生器气密性，在启普发生器内加入100克锌粒，塞好启普发生器的塞子，打开启普发生器的气阀，加入配置好的稀硫酸溶液到启普发生器内，打开启普发生器的玻璃阀门，启普发生器内的稀硫酸溶液与锌粒反应产生氢气。
[0021]上述中，配置的稀硫酸溶液的浓度为质量百分含量20%;加入启普发生器内的硫酸溶液的容量为700毫升。
[0022]二、通入氢气
准备待处理的铜粉:称取树枝状铜粉20克，平铺于容器中，塞好容器的塞子；
将上述启普发生器中产生的氢气通过橡胶软管输送到容器内，持续通氢气一定时间以把容器中的氧气排出，检验从容器管口导出的多余氢气纯净后点燃氢气产生火焰，保持氢气燃烧不要熄灭。
[0023]三、氢气气氛下高温加热铜粉
在氢气气氛下用酒精灯均匀加热容器中的铜粉，容器中的铜粉产生颜色变化，直至铜粉颜色全部发生变化后停止加热铜粉。
[0024]上述中，用酒精灯加热容器内的铜粉时，从容器底部开始缓慢移动加热，这样受热均匀，容易使容器内的铜粉全部反应。
[0025]四、筛析得到导电铜粉
停止加热，将容器中的铜粉冷却至室温，继续保持通氢气20秒后取出容器中的铜粉过120目筛子得到导电铜粉。
[0026]实施例2:
一、制取氢气
从市场采购纯净的罐装氢气。
[0027]二、通入氢气
准备待处理的铜粉:称取片状铜粉20克，平铺于容器中，塞好容器的塞子；
将上述氢气瓶中的氢气通过橡胶软管输送到容器内，持续通氢气一定时间以把容器中的氧气排出，检验从容器管口导出的多余氢气纯净后点燃氢气产生火焰，保持氢气燃烧不要熄灭。
[0028]三、氢气气氛下高温加热铜粉
在氢气气氛下用酒精灯均匀加热容器中的铜粉，容器中的铜粉产生颜色变化，直至铜粉颜色全部发生变化后停止加热铜粉。
[0029]上述中，用酒精灯加热容器内的铜粉时，从容器底部开始缓慢移动加热，这样受热均匀，容易使容器内的铜粉全部反应。
[0030]四、筛析得到导电铜粉
停止加热，将容器中的铜粉冷却至室温，继续保持通氢气10秒后取出容器中的铜粉过120目筛子得到导电铜粉。
[0031]本发明揭示的一种导电铜粉的制备方法，通过高温加热条件下用氢气还原方法对铜粉进行还原处理，一方面高温去除掉了大部分硬脂酸包覆层，另外，氢气还原处理后铜粉表面的氧化铜变为了单质铜，从而使原来不导电的铜粉的导电性大大提高，把这种处理后的导电铜粉添加到树脂体系中可以制成导电涂料。本发明工艺过程简单，操作方便，设备投资小，所得铜粉导电性良好，能够满足非金属材料表面金属化以便电镀的应用需求，还可以把这种导电铜粉添加到树脂体系中制成导电涂料，应用到电磁屏蔽等导电、电子领域，降低了导体浆料的成本。
[0032]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种导电铜粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: a、制取氢气:通过用实验装置制取氢气； b、通入氢气:将所制取的氢气通过气体输送装置通入到装有铜粉的容器中，持续通氢气一定时间以把容器中的氧气排出，检验氢气纯净后点燃容器中导出的多余氢气产生火焰，使火焰保持燃烧不要熄灭； C、氢气气氛下高温加热铜粉:均匀加热容器中的铜粉，容器中的铜粉产生颜色变化，直至铜粉颜色全部发生变化后停止加热铜粉； d、筛析得到导电铜粉:停止加热后的容器冷却至室温，保持通氢气10-20秒后取出容器中的铜粉过筛得到导电铜粉。
2.根据权利要求1所述的导电铜粉的制备方法，其特征在于，所述的实验装置为启普发生器。
3.根据权利要求1所述的导电铜粉的制备方法，其特征在于，所述的铜粉为表面有一定氧化而使导电性能较差的铜粉，包括球状、片状或者树枝状铜粉。
4.根据权利要求1所述的导电铜粉的制备方法，其特征在于，所述的铜粉的粒径为2_100umo
5.根据权利要求1所述的导电铜粉的制备方法，其特征在于，所述的加热铜粉时的温度为 500-800°C。
6.根据权利要求1所述的导电铜粉的制备方法，其特征在于，所述的气体输送装置为橡胶软管、玻璃管、塑料软管、钢管或铁管。
【文档编号】B22F9/22GK103831431SQ201210485633
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月26日 优先权日:2012年11月26日
【发明者】周翠 申请人:苏州钻石金属粉有限公司