[发明专利]一种表面包银核壳复合粒子的表面处理方法及其在制备导电与电磁屏蔽复合材料中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面包银核壳复合粒子的表面处理方法及其在制备导电与电磁屏蔽复合材料中的应用，属于复合材料领域。

背景技术

与金属基导电材料的结构不同，聚合物基导电复合材料不仅具有优良的导电性能、能有效抑制由电子、电气等设备所产生的电磁干扰、信息泄露和电磁污染，而且具有优异的环境适应性、质轻以及加工、使用方便等特点，因此被广泛应用于电子封装、发光二极管、太阳能电池、传感器、射频识别与电磁兼容等领域。聚合物基导电复合材料主要由导电填料、聚合物基体和添加剂等组成，其中导电或电磁屏蔽填料是这类复合材料的关键组成部分，直接决定电磁屏蔽性能的好坏。表面包银核壳复合粒子功能填料能克服传统单组分银、铜与镍等金属填料存在的密度大，成本高，难在聚合物基体中均匀分散、易造成复合材料的电性能、力学性能和耐环境性能差等诸多问题，被广泛应用于目前高性能导电与电磁防护复合材料。

目前核壳复合粒子填料的壳层与内核、填料与聚合物基体之间的界面方面的问题是研究者们比较关注的科学课题。如：Gallagher C.等提出的“Transient liquid phase sintering conductive adhesives as solder replacements [C]. Electronic Components and Technology Conference, 1997. Proceedings., 47th. IEEE, 1997:554-560.”是将低熔点含锡合金粉体材料加入铜或银系导电胶中。当导电胶高温固化时，低熔点的含锡合金融化将铜系或银系填料连接起来，在聚合物基体内形成更多的导电通道，得到了体积电阻率较低的导电胶，针对化学还原法制备的表面包银核壳复合粒子的壳层普遍存在空隙和不致密等问题，陈晶等提出的“低温热处理对FeAg复合粒子结构及性能的影响《无机材料学报》2010年，25(11)：1180-1184”是通过控制热处理温度调节熔体的界面张力，创造金属银熔体在内核粒子表面的润湿热力学条件，从而提高复合粒子的表面银壳层致密度和电性能。C.P. Wong等提出的“Electrical property improvement of electrically conductive adhesives through in-situ replacement by short-chain difunctional acids [J]. Components and Packaging Technologies, IEEE Transactions on, 2006, 29(1): 173-178.”和“Enhancement of electrical properties of electrically conductive adhesives (ecas) by using novel aldehydes [J]. Components and Packaging Technologies, IEEE Transactions on, 2006, 29(4): 758-763.”，是采用短链二元羧酸和醛取代银填料表面的活性剂。由于短链二元羧酸中羧基的电子云密度较大，易吸附在银系填料上，导致电子在银填料间容易传输，从而较大幅地提高了导电胶的电性能。此外，如要提高复合材料的力学性能，通常的技术是从分子的角度出发，设计并制备高强、高韧和高填充比的胶粘剂材料，如：CN1803882A(用作环氧树脂固化剂的a,w-端氨基聚醚及其制备方法)和CN1483751A  (端芳香氨基聚醚化合物和制备方法及其在胶粘剂中的应用)。因此，如何获得一种简单、有效的技术途径，确保制备出的复合粒子的壳层表面形貌致密，且其导电复合材料的力学性能高是该研究领域亟待解决的技术难题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种表面包银核壳复合粒子的表面处理方法及其在制备导电与电磁屏蔽复合材料中的应用，解决现有表面包银的核壳复合导电填料的表面形貌不致密，以及其导电胶材料的力学性能低等问题。

本发明采用的技术方案是，提出了一种表面包银核壳复合粒子的表面处理方法，包括以下步骤：

步骤1、将通过液相化学还原银技术制备的待处理的表面包银核壳复合粒子置于容器中，加入去离子水配成混合体；

步骤2、将混合体进行超声波处理，并在处理过程中不断搅拌混合体；

步骤3、洗涤、抽滤、干燥，得到处理后的表面包银核壳复合粒子。

所述步骤2中的超声处理功率为240~600 W。