[发明专利]表面包覆致密银层的片状银铜粉、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种表面包覆致密银层的片状银铜粉、制备方法及其应用，其包括铜粉片状化处理，利用还原反应复合镀银得到致密包覆银层的银铜粉，然后再经过三辊机研磨轧制，使银层完全致密化，以及必要的清洗和烘干步骤。采用本发明方法制备的银铜粉包覆性能好，镀层均匀，抗氧化性强，体积电阻率低，工艺简单，易于操作，可广泛应用于高导电率要求的电磁屏蔽填料、导电胶、导电涂料中。

技术领域

本发明属于功能粉体材料、化工技术领域，具体涉及一种表面包覆致密银层的片状银铜粉、制备方法及其应用。

背景技术

随着全球信息化，电子、信息、通信行业的发展，电子元器件的小型化、多功能化、高集成化等进程日益加快，对以银、铜、镍等金属粉末为主要导电颗粒的电子浆料的需求越来越多。银粉作为电子浆料最理想的导电填料，其用量也随之增加，但在直流电压的作用下，银本身易发生迁移的现象而导致短路，这成为电子产品迈向小型化、高集成化的大难题，而且银价格较高，增加电子元器件的成本，阻碍了电子元器件的应用领域，这就使得很多领域迫切需求一种银的替代品。镍作为一种贱金属，价格肯定是比较合适的，但是其导电性当然不能跟银和铜的导电性相提并论，而且镍粉也容易氧化。铜粉价格便宜(大概仅是银粉的1/50)，不存在电子迁移的问题，而且具有优良的导电性，其体积电阻率跟银比较接近(p(Cu)＝1.75*10^-8Ω·m，p(Ag)＝1.65*10^-8Ω·m)，但是铜粉的抗氧化性差，暴露在空气中就容易发生氧化，使其导电性能减弱。

为了充分发挥银的高导电性和抗氧化性，以及铜粉的低成本、良好导电性等优点，在铜粉表面包覆一层致密的银层，既可以提高铜粉的抗氧化能力，又可以保持铜粉的优良性能，使之成为电子浆料和抗电磁干扰的电磁屏蔽涂料的复合导电粒子，具有很高的性价比。既可以达到节约贵金属、降低成本的目的，又具有广阔的发展前景和应用领域。

中国发明专利申请CN104830247A公开了一种使用甲醛作为还原剂制备片状的镀银铜粉，因甲醛有毒，对人体造成伤害，而且对环境有危害。中国发明专利申请CN102814496公开了一种用置换和还原复合镀制备银铜粉，但是其实施例中的方案没有体现出置换镀银的工艺，纯粹就是单一的还原镀银。中国发明专利申请CN101294281A公开了一种用于低温电子浆料银铜粉的制备方法，该方法在球磨处理后还要再经过表面酸洗处理，在酸性的镀液中反应，而且加入的络合剂目的是为了降低置换反应的速率，最终得到的银铜粉还要进行表面改性处理。中国发明专利申请CN107206491A先通过在氮气保护氛围下预先制备覆银铜粉，然后再用银铜粉加入银担载液中二次涂覆银，使银层包覆更致密，但是这种工艺繁琐，成本高。中国发明专利申请CN105965010A先用酸预处理铜粉表面，然后经过敏化液敏化，最后还要用银氨溶液活化后才镀银，最后再经过球磨处理得到银铜粉，工艺复杂繁琐，多次用银氨溶液，增加成本，而且所用的还原剂为甲醛，对人体伤害大。中国发明专利申请CN105127449A提出用乙二胺四乙酸和硝酸银先络合，并用抗坏血酸做还原剂制备银铜粉，但是得到的银铜粉抗氧化能力没有很大的提高，主要在于包覆的银层不够致密。美国发明专利US19910731313提出了一种分步添加络合剂制备银铜粉的方法，制备的银铜粉具有很好的抗氧化性和优良的导电性；徐锐等(化学镀法制备银包覆超细铜粉反应工艺研究，武汉理工大学学报，2008年30卷第1期)引入强还原剂水合肼，通过抑制置换反应，使银氨溶液优先发生液相还原反应，制备了与原铜粉粒径和形貌大致相同的铜-银双金属粉，所用的还原剂水合肼为剧毒物质，对身体有影响。中国专利申请CN200710073999.2公开了一种片状镀银铜粉的制备方法，包括如下步骤：a、在含铜蚀刻废液原料中加入氨水调节溶液和氯化铵，在50～100℃温度搅拌下，加入铝屑，还原得到无定形铜粉，再经洗涤、离心脱水得到干净铜粉；b、将铜粉和钢球装入行星式球磨机的球磨罐中，并添加润滑剂、阻焊剂、络合剂、除氧剂，在真空条件下用行星式球磨机进行球磨10-60小时，然后经分离，洗涤、离心脱水得到片状铜粉；c、在硝酸银水溶液中和铜粉水体中分别加入润湿分散剂、络合剂和还原剂，两者反应得到镀银铜粉，再用蒸馏水、有机溶剂多次洗涤后真空干燥得到产品；该专利方法可制取镀层无孔蚀、导电性能良好、银含量较低的无氧片状镀银铜粉。