[發明專利]一種納米銅粉及銅漿料的制備方法

有效

• 申請號: 200710035287.1
• 申請日: 2007-07-05
• 公開（公告）號: CN101077529A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發明（設計）人: 楊建廣;唐謨堂;楊聲海;唐朝波;何靜
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明涉及一種抗氧化納米銅粉及銅漿料的制備方法。

背景技術

自二十世紀九十年代以來，電子計算機的應用日益普及，帶動了通信設備、音像設備、網絡信息設備等電子產品的快速發展，以計算機為主體，集聲、光、圖像為一體的新一代家電——“信息家電”、“數字化家電”等電子產品制造業的迅速崛起，該行業的蓬勃發展，迅速帶動了各種電子漿料及超細金屬粉末行業的發展。

幾種貴金屬如鈀、鉑、金、銀等因其優異的導電及應用性能，在電子工業中曾經具有無可替代的地位。鈀、鉑、金、銀等超細粉是電子工業中應用最為廣泛、用量最大的幾種貴金屬粉末，是生產各種電子元器件產品的基本和關鍵的功能材料。電子漿料產品集冶金、化工、電子技術于一體，是一種高技術的電子功能材料，主要用于制造厚膜集成電路、電阻器、電阻網絡、電容器、MLCC、導電油墨、太陽能電池電極、LED冷光源、有機發光顯示器、印刷及高分辨率導電體、薄膜開關、柔性電路、導電膠、敏感元件及其它電子元器件。

然而近20年來，各種貴金屬價格猛漲近10倍，各種電子漿料制造成本急劇增高，使電子產品利潤持續走低。90年代中期，以日本企業為先導，開始了電子漿料產業的一次徹底革新，即漿料制備的賤金屬化，比如在制造中內電極采用鎳取代鈀，端電極采用銅取代銀等等，在保持材料各性能的基礎上將各種電子材料成本大幅度降低。經過多年的發展，目前賤金屬電子漿料產品市場占有率已超過70％，導電漿料相應從鈀、銀、金漿向銅、鎳、錫漿轉變的趨勢已變得不可阻擋。

作為潛在的貴金屬納米粉的替代者，納米銅可廣泛應用于大規模集成電路制造；印刷板電路制造；電極多層陶瓷電容器制造(MLCC)；潤滑油添加劑，防/抗靜電涂料等等。但到目前為止，作為替代的前提，納米銅粉及銅漿料的抗氧化性、熱收縮性、在漿料配制過程中的分散性等問題尚未得到很好解決。

通常，純的納米銅粉是用真空蒸鍍、濺射等物理方法制備的。它們在空氣中極易被氧化變質，在配置漿料時親油性差，分散性不佳且易沉降。近年來，一些新穎的納米銅粉的化學制備方法已有報道，如液相還原；反相膠束還原；輻射還原；在超臨界流體氣氛中還原；萃取-還原；微乳液還原等等(S.Xinyu，S.Sixiu，J.Colloid?and?Interface?Sci.2004，273，463；A.Sinha，B.P.Sharma，MaterialsResearch?Bulletin，2002，(37)：407-416；Z.Bin，L.Zhijie，Z.Zongtao，et?al.Journal?of?Solid?State?Chemistry，1997，(130)：157-160；J.Ding.Journalof?alloys?and?compounds，1996，(234)：L1-L3；Y.Jian-guang，T.Okamoto，R.Ichino，T.Bessho，et?al.Chemistry?letters，2006，35(6)：648-649)。這些些方法雖然實現了納米銅的制備，但都或多或少存在操作困難，難以實現規模化及連續化生產等問題；所制備的納米銅在空氣中也不穩定，在漿料配制過程中難于分散等缺點始終未解決。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提出一種制備條件及流程簡單，易于操作，生產成本低，制備過程對環境友好的，克服了常規制備方法中需要惰性氣氛保護或需要在有機反應體系下進行等缺點的抗氧化納米銅粉及漿料的制備方法，所得的產品具有良好地抗氧化性及分散性，能在空氣中長期穩定的保存。

本發明的目的是通過下述方式實現的：

一種納米銅粉及銅漿料的制備方法，其特征在于：將銅鹽水溶液與相轉換劑油酸混合強烈振蕩，使還原反應在水/有機界面中進行；然后分二次加入還原劑到溶液中進行還原；第一次加入的還原劑的濃度為0.5～1.0mol·L^-1，第一次加入的還原劑與Cu²⁺溶液的體積比為1∶3～1∶6，溫度為30℃～80℃，時間為5～30分鐘；之后，第二次加入還原劑進行第二次還原，該第二次加入的還原劑的濃度為0.5～1.0mol·L^-1，第二次加入的還原劑與Cu²⁺溶液的體積比為1∶5～1∶15；溫度為20℃～80℃，時間為10～60分鐘；反應結束后，將溶液冷卻至室溫，陳化；分離收集有機相；所得到的有機相經洗滌，干燥后得到納米銅粉，或是將所得到的有機相作為母漿制成導電漿料。