一种含有纳米级别表面结构的微米银-铜颗粒及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种含有纳米级别表面结构的微米银－铜颗粒及其制备方法和用途。以微米尺寸的银粉、银包铜粉或银－铜混合粉体为担载基质，首先将银粉、银包铜粉或银－铜混合粉体分散在溶剂中，然后用还原性化合物使银盐还原为纳米银粉，并沉积在所述担载基质表面，最后再过滤、干燥，得到含有纳米级别表面结构的微米银－铜颗粒，可作为填料用于制备电磁屏蔽漆或导电胶。本发明专利技术利用化学还原的原理，改变微米级银－铜颗粒的表面形貌布局，使其含有纳米级别表面结构，降低了表面烧结或熔融温度，提高了整体导电性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子导电材料领域，特别涉及一种含有纳米级别表面结构 的微米银-铜颗粒及其制备方法。
技术介绍
高分子导电胶已在多个领域取代铅/锡类焊接材料，广泛应用于电子、信 息等产业。但是，与铅/锡类焊接材料相比较，高分子导电胶的主要缺点是相 对较低的导电性能和昂贵的贵金属填料价格。高分子导电胶的整体导电性取决于三个因素金属填料本身的电阻，填 料间的接触电阻，以及该导电涂料与电子原件之间的接触电阻。其中，降低 高分子导电胶的整体电阻最有效的方法是降低填料间的接触电阻和改善填料 分散的均匀性。因此，导电金属填料的尺寸和形貌，以及它在树脂当中的填 充率和分散效果对于材料整体导电性有着非常重要的影响。各向同性高分子 导电材料在应用时，必需经过高温固化的工序。固化过程中，由于树脂材料 聚合收縮的作用，金属填料之间相互接触的机会增大，因而金属填料间形成 了为数众多的局部连接点，材料最后整体体现出导电性。但是，由于金属本身所存在的还原性，以及树脂分子对金属表面的影响， 即使很高的金属填充量(例如质量占80%的纯银粉填充率)也未必能使得各 向同性高分子导电材料取得良好的导电性能。其原因主要是在高温下金属氧 化产生导电性能较差的氧化物薄膜或者与树脂添加物(如催化剂)形成金属络合物。另外，由于常用的导电填料金属银粉的熔点超过90(rC，常规的固 化手段无法使得填充物颗粒充分烧结。上述这些使得各向同性高分子导电材 料的广泛应用面临很大的挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种导电性能好、 稳定性好、成本低的含有纳米级别表面结构的微米银-铜颗粒。本专利技术的另一目的在于提供一种上述含有纳米级别表面结构的微米银-铜颗粒的制备方法。本专利技术的再一目的在于提供一种上述含有纳米级别表面结构的微米银-铜颗粒的用途。本专利技术的目的通过下述技术方案实现一种含有纳米级别表面结构的微米银-铜颗粒的制备方法，包括下述步 骤以微米尺寸的银粉、银包铜粉或银-铜混合粉体为担载基质，首先将银粉、 银包铜粉或银-铜混合粉体分散在溶剂中，然后用还原性化合物使银盐还原为 纳米银粉，并沉积在所述担载基质表面，再过滤、干燥，得到含有纳米级别 表面结构的微米银-铜颗粒。所述微米尺寸的银粉、银包铜粉或银-铜混合粉体的平均尺寸为1 100微米，粉体的形貌包括片状、球状、颗粒状、棒状、线状、螺旋状或三维构 型，或上述各种形貌的混合粉体。所述还原性化合物为维生素c (抗坏血酸)、柠檬酸、柠檬酸盐、氢化锂铝、硼氢化钠、多酚类化合物、醛类化合物中的一种或一种以上混合物。所述多酚类化合物可为邻苯二酚、邻苯三酚、联-邻苯二酚、3， 4-二羟基苯丙 酸、3， 4-二羟基苯丙胺或花青素类化合物。所述醛类化合物可为甲酸、甲醛、 乙醛、苯甲醛、脂肪醛类化合物或苯甲醛衍生物。所述银盐为硝酸银、醋酸银、碘化银、溴化银、氯化银、四氟硼酸银、 乙酰丙酮酸银或银氨络合试剂；所述银氨络合试剂可为乙二胺合银、银氨或 其它含有一级胺、二级胺结构的含银络合物。所述分散是指按质量比为1: 0.5~10的比例将银粉、银包铜粉或银-铜 混合粉体加入溶剂中，机械搅拌转速为20~3000转/分钟，分散1 60分钟， 直至无明显颗粒沉淀。所述溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、 异丁醇、新丁醇、丙酮、甲乙酮、乙二醇、乙腈、氯仿、二氯甲烷、四氢呋 喃、纯水或稀释盐水中的一种或一种以上混合物。所述银盐与还原性化合物的摩尔比为10: 1~0.1: 1。所述银盐与担载基质的质量比为1: 10000~1: 5。可以先将还原性化合物与银盐分别溶解或分散后，再同时加入到银粉、银包铜粉或银-铜混合粉体浆液中，加入时间控制在0.5~120分钟；反应温度为0~70。C。所述干燥的温度为0~100。C;或采用泵抽干溶剂，压强范围在1~0.0001 大气压之间进行干燥。采用上述方法制备的含有纳米级别表面结构的微米银-铜颗粒，其中沉积 在微米银—铜颗粒表面的纳米银粉颗粒的质量占总质量的0.1 90%;尺寸范 围为0.1~500纳米；相互之间的作用力为简单吸附或者晶格结合；该纳米颗 粒为纯银晶体(可含有少量氧化银或原料银盐的残留)。所述含有纳米级别表面结构的微米银-铜颗粒可作为填料用于制备电磁 屏蔽漆或导电胶。所制备的电磁屏蔽漆或导电银胶涂料可用于芯片封装，针-孔封装，界面粘结，点阵列印，电路及天线的印刷和芯片集成等技术。应用 该技术的产品可包括电脑，图像显示器，手提电话，数码影音器材，掌上电 脑，电动玩具，电动游戏机，信号发射和识别装置等。本专利技术与现有技术相比具有如下优点和效果(1) 本专利技术利用化学还原的原理，改变微米级银一铜颗粒的表面形貌 布局，使其含有纳米级别表面结构，降低了表面烧结或熔融温度，提高了整 体导电性能。(2) 本专利技术所涉及的工艺原料是以价格低廉的银粉颗粒，银包铜粉颗粒和银-铜混合颗粒为主要原料辅以少量银盐和还原剂进行加工；由于无有毒 副产物，溶剂经回收后几乎不产生任何污染；工艺流程易于操作，产品性能 稳定可靠。附图说明图1为实施例1制备得到的含纳米表面结构的微米片状银粉的扫描电子 显微镜照片。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不 限于此。实施例1室温下，用平均粒度为30微米的片状纯银粉(99.5%) 1千克，3， 4-二羟基苯丙酸2克(0.5%)。在10公升乙醇溶液中以100转/分钟的速度搅 拌30分钟，然后再加入硝酸银17克，硼氢化钠4克；继续以100转/分钟 的速度搅拌60分钟。过滤出银粉，粉液经500转/分钟的离心机离去溶剂， 用真空泵脱去多余的溶剂，得到含纳米表面结构的微米片状银粉。如图1所示，该微米银粉表面所显示的微小颗粒为经本工艺处理而产生的纳米银粉。实施例2室温下，用平均粒度为24微米的片状银包铜粉(银:铜的质量比为5:5) 20千克，在200公升乙醇溶液中搅拌30分钟。然后再加入氯化银粉560 克，柠檬酸780克；继续以100转/分钟的速度搅拌120分钟。粉液经滤纸 过滤及抽干，得到含纳米表面结构的微米片状银包铜粉。实施例3室温下，将平均粒度为30微米的片状纯银粉(99.5%) 5千克分散在 50公升乙醇溶液中，搅拌30分钟，同时滴加含22克乙醛的500毫升乙醇 溶液和含85克硝酸银的500毫升乙醇溶液，继续以100转/分钟的速度搅拌 120分钟。粉液经滤纸过滤及抽干，得到含纳米表面结构的微米片状银粉。实施例4室温下，将平均粒度为50微米的片状纯银粉(99.5%) 1千克分散在 10公升乙醇溶液中，搅拌30分钟，同时滴加含1.1克邻苯二酚的100毫升 乙醇溶液和含17克硝酸银的100毫升乙醇溶液，继续以100转/分钟的速度 搅拌100分钟。粉液经滤纸过滤及抽干，得到含纳米表面结构的微米片状银 粉。表l<table>table see original document page 7</column></row><table>表1为经过实施例i帝u备得到的样品分别以不同的质量百分比与树脂充分混合、固化后的体积电阻率。测量办法为4点探针探测法。所采取的对照 样品是未经表面处理的纯银粉颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有纳米级别表面结构的微米银－铜颗粒的制备方法，其特征在于包括下述步骤：以微米尺寸的银粉、银包铜粉或银－铜混合粉体为担载基质，首先将银粉、银包铜粉或银－铜混合粉体分散在溶剂中，然后用还原性化合物使银盐还原为纳米银粉，并沉积在所述担载基质表面，再过滤、干燥，得到含有纳米级别表面结构的微米银－铜颗粒。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟强，
申请(专利权)人：李伟强，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]