[發明專利]低團聚抗氧化納米銅粉的制備方法

有效

• 申請號: 201210186120.6
• 申請日: 2012-06-07
• 公開（公告）號: CN103464774A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 呂志;張功勛;王勤;何顯達;譚翠麗
• 申請（專利權）人: 荊門市格林美新材料有限公司;深圳市格林美高新技術股份有限公司
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24
• 代理公司: 深圳市維邦知識產權事務所 44269
• 代理人: 黃莉

技術領域

本發明涉及低團聚抗氧化納米銅粉技術領域，具體涉及一種低團聚抗氧化納米銅粉的制備方法。

背景技術

納米銅粉具有尺寸小、比表面積大、表面活性中心數目多、電阻小、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應等特點，在冶金、化工、電子、航空航天等領域表現出極其重要的應用價值。尤其是作為貴金屬納米銀粉的潛在替代者，納米銅粉可廣泛應用于印刷板制造、多層陶瓷電容器制造(MLCC)、導電涂料等。

納米銅粉制備方法主要有：液相還原法、電解法、機械研磨法、氣相蒸氣法、伽馬射線輻射-水熱結晶聯合法、等離子體法等。其中液相還原法是指通過選擇合適的還原劑，在溶液中將銅的化合物還原成銅粉的方法，是目前制備納米銅粉的主要方法。然而，到目前為止，現有的各種納米銅粉制備方法均無法很好地解決制備過程中抗氧化性及分散性等問題。即使是目前報導及應用較多的液相還原法，是先將分散劑加入到銅鹽溶液中，形成銅鹽/分散劑混合液，然后再將還原劑緩慢加入到銅鹽/分散劑混合液中，并且仍采用傳統的機械式攪拌方式，均易導致納米銅粉團聚、氧化等。

發明內容

本發明實施例所要解決的技術問題在于，提供一種低團聚抗氧化納米銅粉的制備方法，以提升制備過程中納米銅粉的分散性能及抗氧化性。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：一種低團聚抗氧化納米銅粉的制備方法，包括如下步驟：

準備步驟，分別配制銅鹽溶液以及還原劑-分散劑混合液，其中所述銅鹽溶液是將銅鹽溶于水而得，銅鹽溶液中Cu離子的濃度為10～50g/L，而還原劑-分散劑混合液是通過將分散劑加入到濃度為3～3.5mol/L的水合肼溶液中，超聲振蕩，混合均勻而得，分散劑的加入量是銅鹽溶液中銅質量的1%～5%；

反應步驟，按摩爾比Cu:?N₂H₄=1:?1.5～2.5的用量比例將銅鹽溶液滴加到還原劑-分散劑混合液中，并將pH值調至10～13，再升溫至70℃～75℃，在超聲振蕩的條件下保持反應，直至上清液轉化為無色即反應結束，然后靜置，去掉上清液，獲得初級沉淀物；

初次洗滌及過濾步驟，在氮氣保護條件下，對初級沉淀物依次用去離子水和無水乙醇進行洗滌，再離心過濾，得次級沉淀物；

超聲處理步驟，將表面保護劑加入到次級沉淀物中，超聲振蕩處理預定時間，然后靜置，回收上清液，得三級沉淀物；

再次洗滌及過濾步驟，用無水乙醇洗滌三級沉淀物若干次，離心過濾，得四級沉淀物；

預干燥步驟，將所述四級沉淀物在50℃～70℃真空干燥后得到銅粉；

干燥步驟，將預定量的NH₄HCO₃加入到預干燥步驟所得的銅粉中，混勻，置于流動氮氣氛下于70℃～80℃干燥處理4h～8h即得到納米銅粉。

進一步地，用于配制銅鹽溶液的銅鹽為如下物質中的一種或幾種：硫酸銅、硝酸銅、氯化銅、硫酸銅水合物、硝酸銅水合物、氯化銅水合物。

進一步地，用于配制銅鹽溶液的水為去離子水。

進一步地，所述分散劑為如下物質中的任意一種：聚氧乙烯失水山梨醇單油酸脂、明膠、十二烷基硫酸鈉、脂肪酸聚乙二醇脂。

進一步地，干燥步驟中，NH₄HCO₃的加入量為銅粉質量的1%～5%。

進一步地，反應步驟中，用質量百分比為10%～15%的NaOH溶液調節pH值。

進一步地，所述表面保護劑為十二硫醇和正丁醇的混合液，十二硫醇和正丁醇的體積比為1：15~1：5。

進一步地，所述表面保護劑為苯并三氮唑、油酸或丙酮。

進一步地，超聲處理步驟中，超聲振蕩的時間為0.5~1小時。

進一步地，預干燥步驟中，真空干燥的時間為2~3小時。

通過采用上述技術方案，本發明至少具有如下有益效果：本發明通過改變加料順序，先將分散劑加入到還原劑中，形成還原劑-分散劑混合液，然后再將銅鹽溶液滴加到還原劑-分散劑混合液中，同時由傳統的機械攪拌改進為超聲振動攪拌，而且還加入了NH₄HCO₃，從而有效地避免銅粉的團聚及氧化現象，可以得到低團聚抗氧化的納米銅粉。該方法簡單易行，設備要求低，生產成本低，經濟效益大。

附圖說明

圖1是本發明低團聚抗氧化納米銅粉的制備方法的工藝流程圖。

具體實施方式

如圖1所示的工藝流程圖，本發明提供一種低團聚抗氧化納米銅粉的制備方法，包括如下步驟：