一种亚微米银包铜粉的制备方法与流程

本发明涉及银包铜粉的制备方法，具体涉及一种亚微米银包铜粉的制备方法。

背景技术：

1、银包铜粉作为一种很好的高导电填料，将其添加于涂料(油漆)、胶(粘合剂)、油墨、聚合物料浆、塑料、橡胶等中，可制成各种导电、电磁屏蔽等制品，广泛应用于电子、机电、通讯、印刷、航空航天、兵器等各个工业部门的导电、电磁屏蔽等领域。

2、现有的研究表明，导电填料银包铜粉的形貌、堆积方式、振动堆实密度等对材料的导电性有较大影响，一般认为振动堆实密度越大、互相接触点面越大，其导电性越好；粉体粒径的正态分布也有利于粉体的堆积，增加接触面积和高温烧结性能。现有银包铜粉不能很好且稳定的达到以上所述要求。球形导电填料以点接触，表面光滑会增加接触面积，有利于电荷的传导，提高导电性。现有银包铜粉不能完全将铜表面包覆，导电性能较差；裸露的铜长时间氧化后，导电率进一步下降；而要达到更好的性能，就必须增加银的使用量，从而导致成本上升，经济效益有限失去生产使用价值。追求包覆性能而使用价格昂贵的镀液及试剂，也会增加成本。

3、一般的银包铜粉的合成方法为物理沉积或化学沉积，专利号cn102211185b采用了物理沉积的方法制备，但该方法含银量较高；专利号cn113020587a采用了液相化学反应的合成制备，该制备方法制得的银包铜粉粒径偏大。

技术实现思路

1、为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种亚微米银包铜粉的制备方法。该方法在制备好铜粉的时候，通过添加络合剂，在低银含量的前提下，使银包铜粉体致密性更好。

2、为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种亚微米银包铜粉的制备方法，包括以下步骤：

3、s1、铜盐络合溶液的配置：将铜盐溶解于第一溶剂中，加入络合剂或螯合剂与铜离子络合或螯合；

4、s2、铜盐络合溶液的调整：将分散剂或表面活性剂加入到s1配制的铜盐络合溶液中，再加入试剂调节ph值；

5、s3、铜离子的还原：加热s2中的铜盐络合溶液，加入第一还原剂，搅拌反应，后处理制得亚微米铜粉；

6、s4、铜粉镀银：将第二溶剂、第二还原剂与s3中制得的铜粉混合形成浊液，加入银盐溶液或银盐的络合溶液进行反应，在铜表面形成银壳；

7、s5、银包铜粉处理：后处理s4的反应液，得到银包铜粉。

8、进一步地，s1中，铜盐包括硝酸铜、五水硫酸铜、醋酸铜、氯化铜、碱式碳酸铜、碱式硫酸铜、碳酸铜中的一种或多种，铜盐与第一溶剂的质量体积比为(70～250)g：(500～1000)ml。

9、进一步地，s1中，络合剂或螯合剂包括乙二胺、氨水、柠檬酸及其盐类、酒石酸及其盐类、乙二胺四乙酸及其盐类、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺、n,n'-二苄基乙二胺二乙酸及其酯类、n,n,n',n'-四(2-羟丙基)乙二胺中的一种或多种，络合剂或螯合剂与第一溶剂的质量体积比为(10～250)g：(500～1000)ml；

10、第一溶剂包括水、甲醇、乙醇、乙二醇、dmf、石油醚、正丁醇、正己烷中的一种或多种。

11、进一步地，s2中，分散剂或表面活性剂包括聚乙烯醇、β-环糊精、op-10、油酸、亚油酸、蓖麻油酸、聚乙烯吡络烷酮、软脂酸、硬脂酸、聚乙二醇、油酸甲酯、十二烯基丁二酸酐、月桂酸及其酯类中的一种或多种；分散剂或表面活性剂与第一溶剂的质量体积比为(10～150)g：(500～1000)ml。

12、进一步地，s2中，ph值为2～10，所述试剂包括氢氧化钾、氢氧化钠、柠檬酸钠、氨水、浓硫酸、浓硝酸、醋酸、浓盐酸中的一种或几种。

13、进一步地，s3中，反应温度为20～100℃，反应时间为10～60min；

14、第一还原剂包括水合肼、乙二醛、硫酸肼、草酸、抗坏血酸、抗坏血酸钠、次亚磷酸钠、硼氢化钠、水杨酸、vc乙基醚中的一种或多种，还原剂与第一溶剂的质量体积比值为(30～120)g：(500～1000)ml。

15、进一步地，s4中，铜粉镀银之前用前处理液对铜粉进行前处理，前处理液为前处理试剂的水溶液，前处理试剂包括浓硫酸、浓硝酸、氨水、氢氧化钠、乙二胺四乙酸及其盐类中的一种或多种；前处理剂的水溶液的浓度为10～150g/l；前处理搅拌时间为5～60分钟。

16、进一步地，s4中，反应温度为0～60℃，反应时间为10～120分钟；

17、进一步地，s4中，第二溶剂包括水、甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、dmf、石油醚、正丁醇、正己烷中的一种或几种，铜粉质量和第二溶剂体积的比值为(10～250)g：(500～1000)ml。

18、第二还原剂包括硼氢化钠、水合肼、硫酸肼、草酸、甲醛、乙二醛、抗坏血酸、抗坏血酸钠、次亚磷酸钠、水杨酸中的一种或几种，第二还原剂与第二溶剂的质量体积比为(20～120)g：(500～1000)ml；

19、银盐溶液为硝酸银的水溶液，质量浓度为20～150g/l；

20、银盐络合溶液为在20～150g/l的硝酸银水溶液中加入络合剂或螯合剂得到的溶液，使用的络合剂或螯合剂包括乙二胺、氨水、柠檬酸及其盐类、酒石酸及其盐类、乙二胺四乙酸及其盐类、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺、n,n'-二苄基乙二胺二乙酸及其酯类、n,n,n',n'-四(2-羟丙基)乙二胺中的一种或多种，络合剂或螯合剂与硝酸银的摩尔比为1～7:1。

21、进一步地，s5中，后处理包括对s4的反应液进行沉淀、过滤、清洗，烘干，清洗用溶剂包括水、甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯中的一种或多种。

22、本发明的有益效果是：

23、1)本制备方法首先通过络合剂与铜离子络合经还原得到亚微米铜粉，然后铜粉与银离子络合溶液置换得到亚微米银包铜粉。该亚微米级银包铜粉表面包覆银壳致密、抗氧化性好、振动堆实密度高、比表面积小、电导率高，其性能均高于市面上的同类产品。

24、2)该制备方法反应浓度高，制备路线简单，合成条件温和、可操作性强、成本较低，适合于工业大规模生产。

技术特征：

1.一种亚微米银包铜粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种亚微米银包铜粉的制备方法，其特征在于，s1中，铜盐包括硝酸铜、五水硫酸铜、醋酸铜、氯化铜、碱式碳酸铜、碱式硫酸铜、碳酸铜中的一种或多种，铜盐与第一溶剂的质量体积比为(70～250)g：(500～1000)ml。

3.根据权利要求1所述的一种亚微米银包铜粉的制备方法，其特征在于，s1中，络合剂或螯合剂包括乙二胺、氨水、柠檬酸及其盐类、酒石酸及其盐类、乙二胺四乙酸及其盐类、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺、n,n'-二苄基乙二胺二乙酸及其酯类、n,n,n',n'-四(2-羟丙基)乙二中的一种或多种，络合剂或螯合剂与第一溶剂的质量体积比为(10～250)g：(500～1000)ml；

4.根据权利要求1所述的一种亚微米银包铜粉的制备方法，其特征在于，s2中，分散剂或表面活性剂包括聚乙烯醇、β-环糊精、op-10、油酸、亚油酸、蓖麻油酸、聚乙烯吡络烷酮、软脂酸、硬脂酸、聚乙二醇、油酸甲酯、十二烯基丁二酸酐、月桂酸及其酯类中的一种或多种；分散剂或表面活性剂与第一溶剂的质量体积比为(10～150)g：(500～1000)ml。

5.根据权利要求1所述的一种亚微米银包铜粉的制备方法，其特征在于，s2中，ph值为2～10，所述试剂包括氢氧化钾、氢氧化钠、柠檬酸钠、氨水、浓硫酸、浓硝酸、醋酸、浓盐酸中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种亚微米银包铜粉的制备方法，其特征在于，s3中，反应温度为20～100℃，反应时间为10～60min；

7.根据权利要求1所述的一种亚微米银包铜粉的制备方法，其特征在于，s4中，铜粉镀银之前用前处理液对s3中制得的铜粉进行前处理，前处理液为前处理试剂的水溶液，前处理试剂包括浓硫酸、浓硝酸、氨水、氢氧化钠、乙二胺四乙酸及其盐类中的一种或多种；前处理剂的水溶液的浓度为10～150g/l；前处理搅拌时间为5～60分钟。

8.根据权利要求1所述的一种亚微米银包铜粉的制备方法，其特征在于，s4中，反应温度为0～60℃，反应时间为10～120分钟。

9.根据权利要求1所述的一种亚微米银包铜粉的制备方法，其特征在于，s4中，第二溶剂包括水、甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、dmf、石油醚、正丁醇、正己烷中的一种或几种，铜粉质量和第二溶剂体积的比值为(10～250)g：(500～1000)ml；

10.根据权利要求1所述的一种亚微米银包铜粉的制备方法，其特征在于，s5中，后处理包括对s4的反应液进行沉淀、过滤、清洗，烘干，清洗用溶剂包括水、甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯中的一种或多种。

技术总结
本发明公开了一种亚微米银包铜粉的制备方法，包括以下步骤：S1、将铜盐溶解于第一溶剂中，加入络合剂或螯合剂与铜离子络合或螯合；S2、将分散剂或表面活性剂加入到S1配制的铜盐络合溶液中，再加入试剂调节pH值；S3、加热S2中的铜盐络合溶液，加入第一还原剂，搅拌反应，后处理制得亚微米铜粉；S4、将第二溶剂、第二还原剂与S3中制得的铜粉混合形成浊液，加入银盐溶液或银盐的络合溶液进行反应，在铜表面形成银壳；S5、后处理S4的反应液，得到银包铜粉。本制备方法制得的亚微米级银包铜粉表面包覆银壳致密、抗氧化性好、振动堆实密度高、比表面积小、电导率高，其性能均高于市面上的同类产品。

技术研发人员：刘成,孙光辉,徐岩,张寒露,蔡世昌,张猛,卢静,刘子凡,辛少杰
受保护的技术使用者：苏州星翰新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13