[发明专利]一种银包铝粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于粉体表面处理技术领域，涉及一种铝粉表面包覆银的方法，制得银包铝粉，制备的银包铝粉具有包覆完全、导电性好等特点，可作为导电填料应用于电子行业中的导电复合材料。

背景技术

随着现在电子技术的发展，各种数字化、高频化的电子电器给我们生活带来很多方便的同时也带来了大量的电磁污染。因此，对电磁屏蔽材料的研究具有很重要的现实意义。电磁屏蔽橡胶是一种很重要的电磁屏蔽材料，它主要由橡胶和导电填料组成。作为导电填料，纯银具有极好的导电性和抗氧化性，但在湿热条件和直流导电条件下易发生电迁移现象而导致短路，且纯银价格昂贵，在橡胶基体中易沉降，这些缺点限制了纯银在导电填料方面的应用；铝的导电性能仅次于银、铜，密度却只有银的1/4左右，且价格低廉，但铝粉表面极易被氧化，氧化后的铝粉导电性能急剧下降，从而失去了作为导电填料的优势。银包铝粉是在铝粉表面包覆一层银，镀银层提高了铝粉的抗氧化性能和导电性能，同时仍具有铝密度小、颜色浅的特点。因此，银包铝粉比纯银粉和铝粉具有更广阔的市场和研究价值。

目前，银包铝粉主要通过化学方法制备，包括化学还原法和置换法。化学还原法是在溶液中添加还原剂，由还原剂提供电子将溶液中的金属粒子还原，沉积在基体材料上形成金属镀层。化学还原法要求沉积基材具有自催化活性。铝对银的还原沉积反应催化作用不大，且铝粉表面通常覆盖一层比较薄的氧化膜，更加降低了铝粉的催化作用，因此需要对铝粉进行敏化活化处理。化学还原法适应范围广，反应得到的镀层质量较好。置换法是将还原性较强的金属如铝，放入一种氧化性较强的金属盐，如铜盐、银盐溶液中，还原性较强的金属是还原剂，它释放的电子被金属离子接受后在基体表面沉积成金属涂层。置换法镀层覆盖率较大，镀层一般较薄。

为了获得镀银铝粉，专利CN101983805A(申请日2010年10月29日，公开日为2011年3月9日)提供一种无氧化膜铝粉的包覆方法。用氩气雾化制备纯铝粉，在氩气保护下将粉末分装到有橡胶盖的密封玻璃容器中，或将粉末浸没在无水乙醇中；在室温常压下，配制AgNO₃溶液作为镀液，然后将镀液注入装有铝粉玻璃容器中晃动，待粉末完全浸没在溶液中后，打开橡胶盖搅拌15分钟后倒掉溶液，用去离子水和乙醇洗涤，得到镀银铝粉。该方法需要自制无氧化膜的铝粉，对制备设备要求较高，并且需要对整个镀覆过程进行严格控制，以保证铝粉一直处于与空气隔绝的状态，镀覆环境要求苛刻。专利CN101927342A(申请日2010年8月9日，公开日2010年12月29日)采用了先镀铜后镀银的方法，先配置硫酸铜和乙二胺四乙酸钠盐，用氨水调节pH值至7.5-10，将铝粉混合在配好的镀液中，采用置换法得到镀铜铝粉；配置硝酸银水溶液，将镀铜铝粉再次置于乙二胺四乙酸钠盐水中，缓慢添加硝酸银水溶液，先进行置换镀银。后加入葡萄糖等还原剂进行化学镀银，得到镀银铝粉。此法采用先镀中间层再镀银，降低了铝粉上镀银的难度。但该专利采用碱性镀铜，在此环境下硫酸铜易发生水解生成氧化铜，破坏了镀液的稳定性，且碱性越大水解作用越明显。其次，镀铜采用氨水来稳定镀液的pH值，但氨水易挥发，温度越高挥发速度越快，尤其在该专利的高温条件(50-80℃)下，用氨水调节溶液pH值变得更加困难，镀液的碱性环境难以保证。日本专利2010053436A(申请日2008年8月29日，公开日2010年3月11日)采用有机酸或有机酸盐对铝粉表面进行活化处理，然后加入硝酸银的水溶液，进行置换法镀银。该方法操作简单，但镀层质量较差，从专利附图可观察到铝粉表面有大片裸露未被包覆的情况，包覆率较低。美国专利5476688(申请日1993年6月30日，公开日1995年11月19日)通过对普通金属上镀覆贵金属的研究，发现了在铝粉上包覆银的方法。先采用清洁剂对铝粉除油，然后将铝粉放置在碱性环境下如氢氧化钠溶液除氧化膜，前处理完后进行硫酸铜的预镀，使得铝粉表面沉积一些细小的铜颗粒作为镀银的催化点。之后分别在32℃和60℃进行两次镀银，得到镀银铝粉。此方法需要对铝粉碱清洗，活化，预镀，多次镀银等过程，工艺复杂，且在镀铜的过程中用到了氰化物作为络合剂，对环境污染较为严重。

综上所述，目前进行铝粉镀银的研究主要存在以下几个难点：