[发明专利]一种超细铜粉的制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及超细粉体制备的技术领域，具体涉及一种超细铜粉的制备方法。

背景技术

超细铜粉因其优良的导电性和相对低廉的价格，在多层陶瓷电容器、印刷线路板、屏蔽等电子工业领域具有很大的应用价值。随着贵金属浆料成本的上升和国产保护性气氛炉的研制成功，铜导体浆料代替银导体浆料已在压敏电阻、厚膜混合集成电路、陶瓷散热片等产品上应用。超细铜粉在电子工业上具有广阔的应用前景。

超细铜粉的制备方法有电解法、雾化法、物理蒸发－冷凝法、机械粉碎法以及液相还原法。液相还原法由于原料丰富多样、设备简单、易于控制铜粉粒径等优点，是目前制备超细铜粉的主要方法，使用的还原剂主要有水合肼、甲醛、抗坏血酸等。

液相还原法中，关键是控制铜粉的成核和晶核的生长速度。二价铜离子直接还原制备铜粉时，二价铜离子到单质铜的生成可能需经历一价铜离子的中间态过程，也可能直接从二价铜粒子生成单质铜，导致反应过程不易控制，不容易得到粒径均匀规整、分散性好的超细铜粉。目前需要解决的关键技术问题在于把成核过程和晶粒长大过程很好的区分开来。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种能解决铜粉制备过程中粒子团聚、粒径分布宽等问题的超细铜粉制备方法。本发明方法改进液相还原法的工艺条件，通过两步法制备超细铜粉，采用二价铜盐为铜源，在分散剂的作用下，使用抗坏血酸为还原剂进行第一次还原，得到粒径均匀的一价氯化亚铜；再使用水合肼为还原剂，在多聚磷酸盐的作用下，第二次还原制备出粒径分布均匀、分散性好、振实密度高的超细铜粉，并适于批量生产。

本发明的目的通过以下技术方案来实现。

一种超细铜粉的制备方法，包括以下步骤：

向去离子水中加入二价铜盐、氯化盐和分散剂，搅拌溶解后，形成第一混合溶液，向其中加入抗坏血酸溶液进行第一次还原，反应完成后将所得溶液静置分层，倾倒上层溶液得氯化亚铜沉淀；

将多聚磷酸盐溶解于去离子水，然后向制备得到的氯化亚铜中加入溶有多聚磷酸盐的去离子水，经搅拌形成第二混合溶液，再向得到的第二混合溶液中加入水合肼溶液进行第二次还原，反应完成后分离出沉淀，将得到的沉淀进行洗涤、干燥得到超细铜粉。

进一步的技术方案是：

所述超细铜粉的制备方法，所述二价铜盐选自下列组中的一种或几种：硫酸铜、硝酸铜和氯化铜，其中铜离子浓度为0.3-1.5mol/L。

所述超细铜粉的制备方法，所述氯化盐选自下列组中的一种或几种：氯化钠、氯化钾和氯化镁，所述氯离子和所述二价铜离子的摩尔比为1-2:1。

所述超细铜粉的制备方法，所述分散剂选自下列组中的一种或几种：聚乙烯吡咯烷酮、阿拉伯胶和明胶，分散剂的含量为0.45-5wt%，以所述第一混合溶液的总重按100 wt%计。

所述超细铜粉的制备方法，所述多聚磷酸盐为焦磷酸钠、三偏磷酸钠和六偏磷酸钠多聚磷酸盐加入量为氯化亚铜质量的3%-25%。

所述超细铜粉的制备方法，将所述水合肼逐滴加入第二混合溶液中，所述水合肼浓度为40%-80%。

所述超细铜粉的制备方法，向所述第二混合溶液中加入水合肼后，在40℃-80℃下反应1-2小时后反应完成。

    根据本发明的超细铜粉制备方法，在分散剂的作用下，先使用抗坏血酸为还原剂通过一次还原制备得到粒径较为均匀的一价氯化亚铜，再以水合肼为还原剂，在多聚磷酸盐的作用下二次还原氯化亚铜制备铜粉。与现有技术相比，本发明方法的优点和有益效果主要有：

（1）第一次还原制备的氯化亚铜粒径均匀，通过控制氯化亚铜的粒径分布和二价铜离子的价态变化，有利于在二次还原时获得粒径分布窄的超细铜粉；

（2）第二次还原时，多聚磷酸盐在起到分散作用的同时，还可与铜离子络合，分散和络合的协同作用有利于获得分散性好、粒径分布窄的超细铜粉；

（3）原料易得，反应过程温和，制备的超细铜粉外观呈近球形、分散性好、振实密度高。

附图说明

图1为实施例3制备的超细铜粉的扫描电子显微镜照片。

图2为实施例4制备的超细铜粉的扫描电子显微镜照片。

图3为比较例制备的超细铜粉的扫描电子显微镜照片。

 

具体实施方式：

以下提供的实施例和对比实施例有助于理解本发明，并且这些实施例和对比实施例不应理解为对本发明范围的限制。除非另外指明，所有的份数和百分比均按重量计。