电磁屏蔽导电涂料用铜粉的制备方法技术

本发明专利技术涉及电磁屏蔽导电涂料用镀银铜粉的制备方法，它采用乙二胺四醋酸钠盐为螯合分散剂，进行铜、银置换反应，以酒石酸还原微量银离子，使银沉积在铜粉表面，经过滤、干燥，制得的镀银铜粉再用钛酸酯和脂肪酸酯混合溶液处理，制得多层结构导电铜粉。该铜粉电阻值为０．３Ω（万用电表内阻为０．３Ω），它具有含银量低、镀覆均匀、屏蔽电磁波干扰效果好等特点。广泛用于制备导电涂料、导电粘合剂和导电塑料。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，更确切地说，本专利技术涉及一种多层结构的镀银铜粉的制备方法。随着数字装置搭载机器(例如私人用电子计算机、干式复印机、传真机和无代码电话机等)的普及，要求这些机器的密封箱必须屏蔽电磁波的干扰，普通的做法是在密封箱上涂布导电性涂料来屏蔽电磁波的干扰。就目前而言，屏蔽电磁波用的导电性涂料的种类有镍系、铜系、镀银的铜系和银系四种，综合考虑屏蔽电磁波干扰的效果和价格因素，镀银的铜系涂料的应用日益增多。铜系涂料屏蔽电磁波干扰的效果甚佳，但耐氧化稳定性差，时间长了，铜粉形成氧化层，使它从导电体变成绝缘体，从而失去屏蔽电磁波干扰效果。为了克服这一缺点，在现有技术CN1049622A中，公开了一种多层结构的镀银铜粉的制备方法，它利用银耐氧化和稳定性好的特点，保留铜的导电屏蔽电磁波效果，将铜粉脱脂后，用酸除去铜粉表面的氧化膜，洗至中性后，用常规方法将银粉镀到铜粉表面上，形成一层保护层，过滤、水洗至中性后，用钛酸酯偶联剂处理铜粉，经干燥制得多层结构的导电铜粉。用此铜粉制备的导电糊的体积电阻率为4.0×10-4Ω·cm。在此方法中，用一般的化学方法在铜粉表面包覆一层银中间保护层，这里的一般化学方法没有评述，一般说，银中间保护层对铜粉的覆盖是不均匀的。该方法制得的多层结构铜粉中，银的含量较高，一般为1～30％(重量)，最佳为5～20％(重量)，因此该铜粉的生产成本较高。本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足之处，制备一种含银量低、镀覆均匀、屏蔽电磁波干扰效果优良的镀银铜粉。该铜粉的镀银量为铜粉重量的1～5％，铜粉表面覆银率≥95％以上，用此铜粉制备的导电涂料的体积电阻率≤5.0×10-4Ω·cm。本专利技术的另一目的是用本专利技术制得的镀银铜粉作导电涂料、导电粘合剂和导电塑料的填料。本专利技术是一种，其特点是在乙二胺四醋酸(EDTA)及其钠盐水溶液中，加入电解细铜粉(平均粒径为25μm)，在20～65℃下，搅拌均匀，接着加入硝酸银水溶液，使铜置换银离子，让银沉积在铜粉的表面上，然后，加入还原性酸，还原溶液中微量银离子，使微量银也沉积在铜粉上，在铜粉表面形成一层致密的银保护层，上述的反应液经过滤、干燥后，得到的镀银铜粉用有机酸酯类混合液处理，制得抗氧化、多层结构的导电铜粉。本专利技术所述的乙二胺四醋酸(EDTA)及其钠盐是指从乙二胺四醋酸及其单钠盐、二钠盐和三钠盐中任意选择一种，其中，以二钠盐较佳，其用量为铜粉重量的1～6％，最佳为2～4％。这里的乙二胺四醋酸及其钠盐可和铜离子结合形成螯型化合物，它起了螯合分散的作用，另外，由于它显弱酸性，所以又能去掉铜粉的表面氧化层。本专利技术所加硝酸银用量为铜粉重量的1.5～8％，铜粉表面的银致密层含银量为铜粉重量的1～5％。硝酸银加入后，发生了铜、银的置换反应，最后使银沉积在铜粉上。本专利技术中的还原性酸是从酒石酸、草酸中任意选择一种，其中，以酒石酸较佳，其用量为铜粉重量的1～5％，酒石酸可还原溶液中微量的银离子，使微量银也镀在铜粉表面上。本专利技术中的有机酸酯类混合溶液是指钛酸酯与脂肪酸酯的混合物，钛酸酯与脂肪酸酯的混合比例为20∶80～80∶20之间，它们总加入量为铜粉重量的2～8％，最佳为2～5％。本专利技术中的钛酸酯为具有下述通式的酯类中选择一种，通式为(RO)x-Ti-(OR’)4-x，其中RO是R为C2～C4碳链的亲水基团，OR’是R’为C8～C13碳链的亲油性基团，X为1～3之间的整数。它们可以是异丙基三(二辛基磷酰)钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酰)钛酸酯、双(二辛基磷酰)亚乙基钛酸酯等。脂肪酸酯是C8～C18的高级脂肪酸酯，其中最佳为硬脂酸甘油酯和硬脂酸异丙酯。用上述方法制备的铜粉用万用电表测定，电阻值为0.3Ω(万用电表内阻值为0.3Ω)，用此铜粉配制的导电涂料体积电阻率≤5×10-4Ω·cm。本专利技术与现有技术比较具有明显的效果，本专利技术制得的镀银铜粉的镀银层镀覆均匀、含银量低，其镀银量只为铜粉重量的1～5％，铜粉表面的覆银率≥95％以上。用本专利技术制得的镀银铜粉的电阻值为O.3Ω(万用电表内阻值为O.3Ω)，且贮存6个月以上，电阻值仍为0.3Ω。用此铜粉配制的导电涂料的体积电阻率≤5×10-4Ω·cm。在500兆赫下，电磁屏蔽为57～60dB。在40℃相对湿度为95％和老化100小时情况下，电磁屏蔽为57～58dB，电磁屏蔽效果优良。下面的实施例是对本
技术实现思路
的具体说明，但不是对本专利技术的限制。实施例1将2.5克EDTA二钠盐及300ml蒸馏水加入到带有搅拌装置的2升反应器中，加热至50℃，充分搅拌至EDTA钠盐完全溶解，加入100克600目(25μm)铜粉，搅拌5～10分钟，至分散均匀。然后将4.7克硝酸银和150ml水混合溶液滴加入反应容器内，控制在30～45分种内加完。此时温度为45～50℃，滴加完毕后再反应45～60分种，接着将2克酒石酸和100ml水混合溶液滴加入反应容器内，约20分种滴加完，继续反应30分种。用蒸馏水将反应溶液洗至中性，经抽滤，得到的镀银铜粉用红外炉烘干，然后用3克按20∶80重量比混合的异丙基三(二辛基磷酰)钛酸酯和硬脂酸甘油酯的混合液处理，干燥后，得90克镀覆均匀的多层结构的导电镀银铜粉。该铜粉用万用电表测定，电阻值为0.3Ω(万用电表内阻为0.3Ω)，室温贮存6个月后，电阻值仍为为0.3Ω。实施例2除E1DTA二钠盐为2克、硝酸银为3.14克、酒石酸为2克、异丙基三(二辛基磷酰)钛酸酯和硬脂酸甘油酯的混合液为2克外，其余配方、反应条件和步骤同实施例1，结果得89.2克镀覆均匀的多层结构的导电镀银铜粉。该铜粉的电阻值同实施例1。实施例3除EDTA二钠盐为4克、硝酸银为6.3克、酒石酸为5克、异丙基三(二辛基磷酰)钛酸酯和硬脂酸甘油酯的混合液为5克外，其余配方、反应条件和步骤同实施例1，结果得90.8克镀覆均匀的多层结构的导电镀银铜粉。该铜粉的电阻值同实施例1。实施例4用上述镀银铜粉按下述配比制备导电涂料镀银铜粉 100份40％丙烯酸改性树脂 50～60份硅偶联剂KH-550 2份醋酸丁酯 20份二甲苯 20份丁酮 10份这种可喷涂的导电涂料能室温固化，其性能经测试如下外观银茶色粘稠液粘度η25℃＝1.2Pa·s相对密度1.8～2.0体积电阻率≤5×10-4Ω.cm。附着力(对ABS板的附着力)O级表面电阻率≤0.1Ω/cm2。耐环境性在70℃、老化100小时，表面电阻率≤0.2Ω/cm2；在40℃、相对湿度为95％和老化100小时，表面电阻率≤0.2Ω/cm2。电磁屏蔽效果(测试样品面积为25×25cm2)在500兆赫下，初始值为57～60dB；在40℃、相对湿度为95％和老化100小时情况下为57～58dB。权利要求1.一种，其特征在于在乙二胺四醋酸(EDTA)及其钠盐水溶液中加入电解细铜粉，在20～65℃下，搅拌均匀，接着加入硝酸银水溶液，使铜置换银离子，让银沉积在铜粉的表面上，然后加入还原性酸，还原溶液中微量银离子，使微量银也沉积在铜粉上，在铜粉表面形成一层致密的银保护层，上述反应液经过滤、干燥后得到的镀银铜粉用有机酸酯类混合溶液处理，制得抗氧化、多层结构的导电镀银铜粉。2.如权利要求1所述的铜粉的制备方法，其特征在于乙二胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁屏蔽导电涂料用铜粉的制备方法，其特征在于：在乙二胺四醋酸（ＥＤＴＡ）及其钠盐水溶液中加入电解细铜粉，在２０～６５℃下，搅拌均匀，接着加入硝酸银水溶液，使铜置换银离子，让银沉积在铜粉的表面上，然后加入还原性酸，还原溶液中微量银离子，使微量银也沉积在铜粉上，在铜粉表面形成一层致密的银保护层，上述反应液经过滤、干燥后得到的镀银铜粉用有机酸酯类混合溶液处理，制得抗氧化、多层结构的导电镀银铜粉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：施泽民，钱峰，徐子仁，林福弘，北村信人，
申请(专利权)人：上海市合成树脂研究所，伊诺阿克技术研究所株式会社，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]