一种银包覆铜粉的制备方法技术

本发明专利技术提供一种银包覆铜粉的制备方法，包括：在铜粉悬浮液与银盐溶液的反应体系中加入整平剂，所述整平剂包含1,4‑丁炔二醇。本发明专利技术提供的银包覆铜粉的制备方法，利用铜粉进行原位还原硝酸银，由于体系中有1,4‑丁炔二醇，再与分散剂和络合剂发生协同作用，加上控制加料速度等因素，制备得到的银包覆铜粉对铜粉的形貌继承性好，镀层致密均匀、化学性质稳定、抗氧化性好；所述方法全程未使用氨水且母液可循环，另外也没有使用甲醛之类的还原剂，对人体健康，对环境友好。

Preparation of a kind of silver coated copper powder

The invention provides a preparation method of silver coated copper powder, including a leveling agent in the reaction system of the copper powder suspension and the silver salt solution, and the leveling agent contains the 1,4 polybutyyne glycol. The preparation method of silver coated copper powder provided by the invention is made by using copper powder for in-situ reduction of silver nitrate. Due to the synergism between 1,4 and the dispersing agent and complexing agent, and the control of feeding speed, the prepared silver coated copper powder has a good appearance to the copper powder, and the coating is compact and uniform. The chemical property is stable and the antioxidant property is good; the method is not used in the whole process and the mother liquid can be circulate. In addition, there is no reducing agent such as formaldehyde. It is friendly to human health and environment.

【技术实现步骤摘要】
一种银包覆铜粉的制备方法
本专利技术涉及功能材料的制备领域，尤其涉及一种银包覆铜粉的制备方法。
技术介绍
制备优良导电填料是导电胶、导电涂料、导电浆料及电池屏蔽涂料发展的关键所在。当前导电填料多以金、银、铜等金属粉末为主。金粉具有最好的性能，然而高价格限制其在市场上的应用。银粉以其优良的物理化学性能和合理的价格曾在这个领域备受关注，但银在高温高湿环境下易产生“迁移”，不适合直接应用。铜粉价格最低，但抗氧化能力弱使其只能占据小部分市场。制备银包覆铜粉，可以结合银粉和铜粉的优点。因此，银包覆铜粉在催化剂、抗菌材料、电子工业等领域具有很好的应用前景。目前，化学镀法被认为是制备银包覆铜粉的最适合的方法之一，主要分为原位还原和化学还原两种。CN104830247A公开了一种采用化学镀法制备片状/枝状镀银铜粉的方法，将用氨水调节好pH的化学镀液(包括还原剂甲醛、硝酸银、络合剂EDTA、稳定剂联吡啶、起泡剂聚乙二醇)加入到扩散型铜合金(银-锌-铝-铜)中进行超声波化学镀反应，洗涤干燥后于氢气、氮气混合气氛中高温煅烧得到片状或枝状的银包覆铜粉，该复合粉表面银的包覆率可达90％，但其中还有金属锌、铝残留在在复合粉中，进而影响复合粉的性能及其使用。另外铜粉在加入银粉、锌-铝合金粉进行预合金化时，需经高能球磨24h，能耗高、银用量大，成本高。CN105903980A公开了一种银包铜粉末及其制备方法，采用的是原位还原法制备工艺，该工艺先在50～80℃下，用还原剂还原铜氨溶液，得到的铜粉于柠檬酸钠中制备成铜纳米悬浮液，将硝酸银溶液缓慢滴至铜纳米悬浮液中，反应制成银包覆铜悬浮液，洗涤干燥后得银包覆铜粉。此工艺涉及氨水，制备初始铜粉时需用浓氨水来氨化，环境较差。CN105618785A公开了一种铜/银核壳结构纳米线的制备方法，即在铜纳米线上镀银，具体方法为在65～70℃下利用水合肼还原乙二胺、氢氧化钠、硝酸铜混合溶液得到铜纳米线，在硫脲存在下原位还原硝酸银得到铜/银核壳结构纳米线，所得产品需储存于酒精中，其抗氧化性能一般。此方法反应时间长，耗能大，不适合批量生产。CN102133636A公开了一种抗迁移片状银包铜粉的制备方法，将硝酸银和片状铜粉配成混合液，在40～65℃下先后加入两种还原剂，得到银包覆铜粉，该方法工艺流程长、且所制银包覆铜粉的镀层分布不均，不够致密光滑。而且现有技术中基本都使用了还原剂甲醛，但甲醛具有刺激性和致癌性，危害健康和环境。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种银包覆铜粉的制备方法，所述方法利用铜粉进行原位还原硝酸银，由于体系中含有1,4-丁炔二醇，制备得到镀层致密均匀、性质稳定的银包覆铜粉。本专利技术提供一种银包覆铜粉的制备方法，包括：在铜粉悬浮液与银盐溶液的反应体系中加入整平剂，所述整平剂包含1,4-丁炔二醇。上述技术方案中，由于在反应体系中加入了整平剂，且整平剂包含1,4-丁炔二醇，所以得到的银包覆铜粉镀层致密均匀、性质稳定、抗氧化性好，且整个反应条件温和，未使用甲醛等刺激或致癌性物质，绿色环保。优选地，所述整平剂为1,4-丁炔二醇。优选地，所述整平剂与所述铜粉的质量比为(0.02～0.04):1。整平剂在上述范围内越多越好，但是超过上述范围，则会影响反应速率，进而影响包覆效果。优选地，所述反应体系中还包括分散剂和络合剂，所述分散剂为柠檬酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种，更优选为聚乙烯吡咯烷酮。所述络合剂为乙二胺四乙酸、硫脲、柠檬酸中的一种或多种。上述技术方案中，通过实验验证，当整平剂包含1,4-丁炔二醇，分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，络合剂为乙二胺四乙酸、硫脲、柠檬酸中的一种或多种时，得到的产品性能最好。优选地，所述铜粉、所述分散剂、所述整平剂和所述络合剂的质量比为1:(0.01～0.02):(0.02～0.04):(0.28～2)。分散剂、整平剂和络合剂质量比控制在上述范围内，得到的产品包覆效果好。如果络合剂量过多会引起Ag的生长速率过慢，先沉积在铜粉表面的银与铜生成微电池，从而增加Ag在点缀镀层部位沉积的几率，使沉积的Ag更加不均匀，导致基体铜粉表面侵蚀，产品表面不均匀。优选地，所述银盐溶液为硝酸银溶液，所述铜粉与所述硝酸银的质量比为1:0.15～0.32。硝酸银用量太少，很难在铜粉表面上均匀镀上银包覆层；硝酸银用量过多，体系中游离的银离子浓度太高，形成核和长大速率难控制，包覆层厚度不均一。优选地，所述反应体系的pH控制在10.5～13.0，优选为11。将体系中pH控制在此范围内，有利于调节银的成核和生长速率，使银晶粒还没来得及长大便沉积在铜粉表面，改善包覆性。优选地，所述铜粉悬浮液的制备包括：先将基体铜粉加氢还原煅烧，再依次用稀酸和去离子水洗涤、干燥后，加入到乙醇和水的混合溶液中，即得；所述乙醇和所述水的体积比优选为1:1。上述技术方案中，加氢还原煅烧是为了去除基体铜粉中的有机物及碳，稀酸洗涤是为了去除基体铜粉表层的氧化膜，将处理后的铜粉加入到醇-水混合液中配制成悬浮液，比在水中更有利于铜粉的分散，制备效果更好。优选地，所述基体铜粉为粒径为2～3μm的多面体铜粉。控制基体铜粉的粒径及形状，有利于包覆效果更均匀，得到的产品形貌继承性好。优选地，所述制备方法包括以下步骤：(1)向所述铜粉悬浮液中加入所述分散剂和所述整平剂，以及所述络合剂，调节pH，并置于冰水浴中；(2)向所述银盐溶液中加入所述分散剂和所述整平剂，将得到的混合溶液加入到步骤(1)得到的混合溶液中，经反应、后处理得到所述银包覆铜粉。上述技术方案中，分别向铜粉悬浮液和银盐溶液中加入分散剂和整平剂，然后再混合，更有利于均匀包覆，得到的产品性能好；且反应在冰水浴中进行，比现有的40～65℃更温和，效果更好。优选地，所述步骤(2)中将得到的混合溶液以1.0～5.0mL/min的速度加入到步骤(1)得到的混合溶液中。本专利技术还提供上述制备方法制备得到的银包覆铜粉。本专利技术提供的银包覆铜粉的制备方法，利用铜粉进行原位还原硝酸银，由于体系中有1,4-丁炔二醇，再与分散剂和络合剂发生协同作用，加上控制加料顺序、加料速度等因素，制备得到的银包覆铜粉对铜粉的形貌继承性好，镀层致密均匀、化学性质稳定、抗氧化性好；所述方法全程未使用氨水且母液可循环，另外也没有使用甲醛之类的还原剂，对人体健康，对环境友好。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例中基体铜粉和银包覆铜粉的扫描电镜图；图2为本专利技术实施例中基体铜粉和银包覆铜粉的X射线衍射图；图3为本专利技术实施例中基体铜粉和银包覆铜粉的增重曲线；图4为本专利技术实施例中银包覆铜粉的扫描透射图；图5为本专利技术对比例1中银包覆铜粉的扫描电镜图；图6为本专利技术对比例2中银包覆铜粉的扫描电镜图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种银包覆铜粉的制备方法，其特征在于，包括：在铜粉悬浮液与银盐溶液的反应体系中加入整平剂，所述整平剂包含1,4‑丁炔二醇。

【技术特征摘要】
1.一种银包覆铜粉的制备方法，其特征在于，包括：在铜粉悬浮液与银盐溶液的反应体系中加入整平剂，所述整平剂包含1,4-丁炔二醇。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述整平剂为1,4-丁炔二醇；和/或，所述整平剂与所述铜粉的质量比为(0.02～0.04):1。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述反应体系中还包括分散剂和络合剂，所述分散剂为柠檬酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种，优选为聚乙烯吡咯烷酮；和/或，所述络合剂为乙二胺四乙酸、硫脲、柠檬酸中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述铜粉、所述分散剂、所述整平剂和所述络合剂的质量比为1:(0.01～0.02):(0.02～0.04):(0.28～2)。5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述银盐溶液为硝酸银溶液，所述铜粉与所述硝酸银的质量比...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志宏，邹园敏，李玉虎，夏隆巩，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43