超细金属片的制备方法技术

本发明专利技术总的来讲提供一种金属组合物，其包括有多个超细铜薄片，这些铜薄片至少具有一种理想的特性，如抗氧化性和非水系统中的可分散性。本发明专利技术还提供一种用来形成组合物的方法，其中的组合物具有多个超细铜薄片，以及由其形成的金属组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总的来讲涉及超细金属组合物及其制备方法。技术背景超细金属颗粒和薄片(如，铜颗粒和薄片)具有许多独特的物理和化学性 能，由此使它们成为许多应用领域如电子、催化反应、治金和装饰等的理想材 料。压平金属颗粒从而生产出薄片的技术是这一领域中公知的一种技术。然而， 尽管用来加工贵重金属(如银和金)的规程相对非常简单，然而在一个敞开的 系统(如，曝露于空气)中研磨金属颗粒如超细铜颗粒仍然是一项非常具有挑 战性的工作，因为这些颗粒和薄片都非常容易在空气中氧化。例如铜，将铜颗 粒研成薄片常规上需要将氧从系统中排出(即使用闭式系统)，或者是加入试 剂从而将研磨过程中形成的铜氧化物溶解掉。然而，这些工序成本很高，实现 起来也非常困难，同时还会使铜薄片的产量大大降低，此外还需要投入许多成 本进行废物处理。本专利技术提供一种环保的、低成本研磨方法，其生产出的铜薄 片在非水溶剂(如低极性和中极性的有机溶剂)中具有很高的分散性和抗氧化 性。本专利技术总的来讲提供一种金属组合物，其包括有多个超细铜薄片，这些铜 薄片至少具有一种理想的特性，如抗氧化性和非水系统中的可分散性。一方面，本专利技术提供一种用来形成组合物的方法，其中的组合物具有多个 超细铜薄片，以及由其形成的金属组合物，其中的多个超细铜薄片根据包括以下步骤的方法制得(a)形成一系统，该系统包含有多个超细铜颗粒、 一溶剂和一还原剂；(b) 在该系统中研磨这些超细铜颗粒；并且作为选择，(c) 将铜薄片分离出来。在一实施例中，该溶剂可以是丙二醇乙二醇。在另一实施例中，该还原剂 可以是抗坏血酸。该系统可进一步包括一种润滑剂(如油酸)和/或一种分散剂(如Solsperse 27000 )。本专利技术的其它方面结合下面的说明会更清楚。附图说明图1所示的图像展示的是根据本专利技术一实施例的方法所制造出来的超细铜 薄片。其研磨时间(a) 4小时，(b) 16小时，和(c) 36小时。这些图像 是用扫描电子显微镜在两种放大倍数(5000和10000)下获得的。图2展示了图lb (即在研磨16小时后)中铜薄片的颗粒尺寸的分布。 图3展示了根据本专利技术一实施例的方法获得的前体铜粉和铜薄片的TGA (热重分析)曲线。其中的铜薄片分别是在研磨4小时和16小时后获得的。具体实施方式这里以下权利要求书中所用的单数形式的"一"(a, an)和"该"均包括 复数含义，其中有特别说明的除外。因此，文中如杲提到如"一颗粒"就表示 包括有多个这样的颗粒，提到"该还原剂"就表示一种或多种还原剂以及本领 域所公知的其它等同物等。所有的公开文献、专利申请文献、专利文献以及这 里提到的其它参考文献在这里均以全文并入本申请。本专利技术总的来讲提供的是超细铜薄片，其至少具有一种理想的特性，如抗 氧化性和非水系统中优良的可分散性。本专利技术总的来讲还提供 一种比现有技术 更便宜并且更环保的用来生产超细铜薄片的方法。在本专利技术的至少 一个实施例中，本专利技术方法或系统均能有效地生产出 一种 金属组合物，该组合物包括有多个超细铜薄片，这些超细铜薄片至少具有一种 理想的特性，如抗氧化性和/或非水系统中优良的可分散性。这里以及权利要求书中所用的术语"超细铜薄片"通常包括有这样的铜薄片，其最大尺寸大约为lOnm-lOOum,作为优选是大约为100nm-50jum，更为优选的大约为500nm-20 Mm,并且其厚度大约为5nm-1000nm或10nm-500nm。用本专利技术系统生产出来的这些超细铜薄片在非水系统中具有优良的可分散性。由本专利技术生产出来的这些超细铜薄片可抗氧化。在一实施例中，本专利技术的 这些超细铜薄片在正常环境条件下曝露于空气大约12个月或更长时间时只会 有极少的氧化或者是基本没有氧化。采用LECO燃烧法进行测量，如果这些超 细铜薄片的氧含量增加大约小于5-10%,那么氧化作用就极少或者是基本没有。 在另一实施例中，本专利技术的超细铜薄片在100°C的环境下曝露大约120分钟时 没有出现明显的氧化现象。在另一实施例中，当这些超细铜薄片在空气中以 20°(:/分钟的速率被加热到高达170QC时，整个重量的增加极少或者是基本没 有，本专利技术还提供一种用来生产超细铜薄片的方法，以及由此生产出来的超铜 薄片，在一实施例，其由下面的操作获得(a)形成一系统，该系统包括有多 个超细铜颗粒、 一溶剂以及一还原剂；(b)研磨混合物中的多个超细铜颗粒； 以及作为选择，(c)将铜薄片分离出来。这里以及权利要求书中所用的术语"超 细铜薄片，'通常包括有这样的铜颗粒，其直径大约为lnm-IOOmhi，作为优选 是大约为50nm-50jum，或者是大约为500nm-20um。用来生产超细铜薄片的 方法是本领域的现有技术。在一实施例中，超细铜薄片颗粒可由申请曰为2004 年11月3曰提出的美国专利申请10/981077中公开的方法获得，该申请在这里 以引用方式全文并入本申请。这里以及权利要求书中所用的术语"溶剂"包括任何一种能够满足下面条 件的溶剂及其组合物，该溶剂能够提供一种合适的用来分散超细铜颗粒的条件， 该溶剂适于溶解还原剂，并且作为选择，还适于溶解润滑剂和分散剂。该溶剂 可以是 一 种水溶性的或非水溶性的有机溶剂。其中水溶剂例如但不限于包括 水溶性乙二醇衍生物的有机溶剂，如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单丁醚、二 丙二醇单甲醚、三乙二醇单甲醚、乙二醇二乙酸酯、乙二醇甲醚乙酸酯、三乙 二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、以及乙二醇单苯醚。也可以使用其他容剂，例 如，甲醇、乙醇、二氯乙烯、环己酮、环戊酮、2-庚酮、Y-丁内酯、丁酮、甲 苯、乙酸乙酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、丙 酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、N,N- 二甲基甲酰胺(N,N-dimethylformaide) 、 二甲基亚砜、N-甲基口比咯烷酮和四氢吹喃。本专利技术 的一个实施方案中，溶剂可以是丙二醇。这里以及权利要求书中所用的术语"还原物"或"还原剂"通常包括任何 的一种还原物质和它们的混合物，只要其能够在研磨过程中防止、减少、最小 化和/或消除超细铜颗粒或薄片的氧化即可，这些物质包括但不限于酰氨基苯酚 化合物(acylaminophenol compounds)、烷基对苯二酴化合物、烷基苯酚化合 物、烷基硫代甲基苯酴化合物(alkylthiomethylphenol compounds)、氨基抗氧 化剂、抗坏血酸、抗坏血酸硬脂酸酯(ascorbic stearic acid esters ) 、 O-、 N-或 S-苯基化合物、双酚化合物、丁基羟基茴香醚、具有硫醚键的化合物、二羟基 丁基甲苯、二十二碳六烯酸、自由基清除剂、羟基苄基化合物(hydroxybenzyl compounds )、对苯二酴化合物、亚麻酸、二十碳五烯酸(icosapentaenoic acid )、 N-乙酰-5-甲氧基色胺(褪黑素)、去甲二氢愈创木酸、过氧化物清除剂(peroxide scavengers)、膦酸酯化合物(phosphnate compounds)、硫代二苯醚化合物(thiodiphenylether compounds )、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属组合物，其包括有多个在非水系统中具有很高的可分散性的超细铜薄片。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：达恩戈亚，科丽娜戈亚，
申请(专利权)人：纳米动力公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]