[發明專利]一種核殼型導電空心玻璃微珠的制備方法

無效

• 申請號: 201210282506.7
• 申請日: 2012-08-10
• 公開（公告）號: CN103578650A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 聶登攀;王振杰;趙偉毅;耿家銳;吳澤宏;吳素彬;薛安;趙麗君
• 申請（專利權）人: 貴州省冶金化工研究所
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B5/14;H01B1/02
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技術領域

本發明涉及一種核殼型導電空心玻璃微珠及其制備方法，屬于導電材料技術領域。

背景技術

空心玻璃微珠是20世紀五、六十年代發展起來的一種微米級新型輕質材料，具有耐高溫、耐腐蝕、抗壓強度高、導熱系數低、分散性好、質量輕、化學穩定性好等特點，以及其獨特的空心結構，目前已廣泛地應用于建材、塑料、橡膠、涂料、航空航天和軍事等領域。

由于空心玻璃微珠價格低廉、結構的特殊性以及其優異的物理化學性能，如對其進行表面功能化處理，以期進一步開拓其應用領域而成為當前的又一個研究熱點。本發明人以空心玻璃微珠為基體，在基體表面包覆一層Cu晶粒，然后再在Cu晶粒的表面包覆一層Ag膜，最后獲得具有高電導率和高抗氧化性能的核殼型導電復合粒子。

發明內容

本發明的目的在于提供核殼復合粒子的環保且簡易制備方法及其核殼型導電復合粒子。此類導電型核殼復合粒子可替代金屬粉末而用于顏料、涂料、橡膠、電磁屏蔽材料、建材等領域。

本發明的核殼型導電空心玻璃微珠，是在廉價的空心玻璃微珠表面包覆一層Cu晶粒，然后再在Cu晶粒的表面包覆一層Ag膜，最后獲得具有高電導率和高抗氧化性能的核殼型導電復合粒子，該復合粒子具有制備成本低、工藝簡單、導電性能優異、分散性好、抗氧化能力強等特點。

上述的核殼型導電空心玻璃微珠的制備方法，具體的說，包括以下步驟：

(1)將空心玻璃微珠加入濃度為0.05mol～1.0mol/L的HCl溶液中，攪拌2～30分鐘后，洗滌、過濾，干燥，得A粉；

(2)對A粉進行表面改性：在30～80℃下，將A粉加入表面改性劑濃度為0.01～10wt％的乙醇或丙酮溶液中，回流并強力攪拌1～5h；過濾，在100℃下干燥1～5h，得B粉；其中，表面改性劑是A粉質量分數的0.5～10％。

(3)銅氨溶液的配制：用去離子水溶解硫酸銅或硝酸銅，然后加入氨水并不斷振蕩至最初產生的沉淀恰好溶解為止，得C液；

(4)銀氨溶液的配制：用去離子水溶解硝酸銀，然后加入氨水并不斷振蕩至最初產生的沉淀恰好溶解為止，得D液；

(5)核殼型導電空心玻璃微珠的制備：在常溫下，將B粉加入C液中，通入氮氣或氬氣以排除反應體系中的空氣，然后邊攪拌邊滴加入還原劑，待還原劑滴加完畢，將反應體系的溫度以0.1～3℃/min的速度升溫至40～80℃后充分反應10～120min；滴加入D液，待D液滴加結束，繼續攪拌10～120min，洗滌、過濾，干燥，即獲得具有核-殼結構和高抗氧化能力的導電空心玻璃微珠；

前述的核殼型導電空心玻璃微珠的制備方法，步驟(2)中所述的表面改性劑是聚乙烯吡咯烷酮、3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺γ-氨丙基、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一種或一種以上。

前述的核殼型導電空心玻璃微珠的制備方法，步驟(5)中所述的還原劑是水合肼、甲醛溶液、次磷酸鈉或抗壞血酸的一種或一種以上。

前述的核殼型導電空心玻璃微珠的制備方法，步驟(5)中所述的核殼型導電空心玻璃微珠中，空心玻璃微珠、銅與銀的質量比為10∶2～5∶0.5～5。

具體實施方式

實施例1：

一種核殼型導電空心玻璃微珠的制備方法，具體包括以下步驟：

1、取10g的空心玻璃微珠加入濃度為0.1mol/L的HCl溶液中，攪拌10分鐘后，洗滌、過濾，干燥，得A粉；

2、對A粉進行表面改性：在50℃下，將A粉加入100g聚乙烯吡咯烷酮濃度為0.05wt％的乙醇溶液中，回流并強力攪拌1h；過濾，在100℃下干燥2h，得B粉。

3、銅氨溶液的配制：用300g去離子水溶解7.85g五水硫酸銅，然后加入氨水并不斷振蕩至最初產生的沉淀恰好溶解為止，得C液；

4、銀氨溶液的配制：用100去離子水溶解0.79g硝酸銀，然后加入氨水并不斷振蕩至最初產生的沉淀恰好溶解為止，得D液；

5、核殼型導電空心玻璃微珠的制備：在常溫下，將B粉加入C液中，通入氮氣以排除反應體系中的空氣，然后邊攪拌邊滴加入8g水合肼，待還原劑滴加完畢，將反應體系的溫度以0.5℃/min的速度升溫至40℃后充分反應30min；滴加入D液，待D液滴加結束，繼續攪拌10min，洗滌、過濾，干燥，即獲得具有核-殼結構和高抗氧化性能的導電空心玻璃微珠，體積電阻率小于1.0Ω·cm。

實施例2：

一種核殼型導電空心玻璃微珠的制備方法，具體包括以下步驟：