本发明专利技术提供了一种高效制备微米级镀银铜粉的方法、镀银铜粉及其应用，目的是解决现有工艺流程复杂，产生废液多且不利于环保等的技术问题。制备方法为将铜粉直接加入到装有A液的容器中，在30~50℃的超声波恒温水浴中超声搅拌后向容器中滴加B液，待B液滴加至其余量的20~30%时，开始滴加C液，同时B液继续滴加直至滴加完毕，待C液全部滴加完后继续搅拌至少0.5h，取出后用去离子水和无水乙醇重复清洗多次，然后再在氮气保护或真空条件下烘干，即制得镀银铜粉。镀银铜粉用于制备导电胶、导电涂料或屏蔽薄膜材料。本发明专利技术制备方法简单，制备过程中不产生废液，符合绿色环保的要求，铜表面置换生成的银粒子更致密，体积电阻率更小。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及导电材料制备工艺，具体涉及一种高效制备微米级镀银铜粉的方法、镀银铜粉及应用。
技术介绍
1、随着新能源的快速发展以及智能互联技术的广泛使用，集成电路的封装、电磁辐射污染等问题也日趋严重，这给不断迭代的电子产品带来了巨大的挑战。因此，具有高性能的导电材料已成为电子产品急需解决的重要问题之一。其中，金属导电粒子因其具有导电、导热和稳定性强等特点成为制备高性能导电材料中不可或缺的组份，粉体材料也因此受到科研人员的广泛关注，特别是几种不同性质特点的粉末通过化学或物理方法制备成的新型粉体材料，能够使不同的传统粉体材料进行性能互补，从而产生协同效应，使其综合性能更加适用单一粉体材料无法满足的不同需求。而镀银铜粉不仅成本低，而且导电性和抗氧化性良好，抗电迁移，具有大规模应用前景。
2、制备镀银铜粉的现有技术方案是机械混合法和化学镀法，其中，化学镀法是液相法制备镀银铜粉中最普遍的方法。根据化学反应机理类型分为：直接置换法和化学还原法，化学镀法主要是将经表面预处理和清洗烘干的铜粉加入到一系列的化学溶液中（如盐酸、银氨络合溶液、活化液和还原液），并通过化学反应在铜粉表面原位还原成一层均匀的银镀层，最后进行粉体清洗和真空干燥处理。该方法虽然制得了性能较为优异的镀银铜粉，但存下以下技术问题：1、工艺流程复杂，工艺过程产生的废液较多；2、铜粉表面难以均匀产生银包覆；3、实验方案通常会有强酸或者氰化物，不符合绿色环保；4、银铜粉市场的主要制备方法是化学还原法或者电镀工艺。
技术实现思路
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p>1、本专利技术的目的是提供一种制备工艺简单，制备过程不产生废液，绿色环保的高效制备微米级镀银铜粉的方法，采用先化学置换后化学还原的制备方法以及在镀银液a液中加入银络合剂（5-5二甲基海因），使铜被置换生成的银粒子更致密，制得的同一粒径下的镀银铜粉体积电阻率更小。2、为达到上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：
3、一种高效制备微米级镀银铜粉的方法，将铜粉直接加入到装有a液的容器中，在30~50℃的超声波恒温水浴中超声搅拌后，向容器中滴加b液，待b液滴加至余量为20~30%时，b液中的银离子置换掉铜粉表面的铜原子，开始滴加c液，同时b液继续滴加直至滴加完毕，c液和b液共同作用，使得铜粉表面银原子快速生长，待c液全部滴加完后继续搅拌至少0.5h，取出后用去离子水和无水乙醇重复清洗多次，然后再在氮气保护或真空条件下烘干，即制得镀银铜粉；
4、其中，所述a液的主要成分包括5-5二甲基海因、edta-2na、聚乙二醇-2000、氯化氨、氨水、丁炔二醇和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种；所述b液的主要成分包括硝酸银和氨水；所述c液的主要成分包括还原剂和氨水，所述还原剂为葡萄糖、次亚磷酸钠、甲醛、水合肼、山梨醇或酒石酸钾钠中的一种或多种。
5、作为优选的技术方案：
6、可选地，所述a液的主要成分包括浓度为1~3g/l的5-5二甲基海因乙醇溶液、浓度为50~100 g/l的edta-2na水溶液 、浓度为1~5g/l的聚乙二醇-2000水溶液 、浓度为50~150ppm的氯化氨水溶液，浓度为150~300 ml /l的氨水、浓度为0.5~2 g/l的丁炔二醇水溶液和浓度为0.5~1g/l的聚乙烯吡咯烷酮水溶液中的一种或多种；所述b液的主要成分包括浓度为10~30g/l的硝酸银水溶液和浓度为10~20 ml/l的氨水；所述c液的主要成分包括浓度为10~30g/l的还原剂和浓度为10~20 ml/l的氨水。
7、可选地，所述铜粉与所述a液的质量体积比为（30~100）g：1l，所述a液、b液和c液的加入量的体积比为2：2：1，更为具体的所述铜粉的加入量为30~100g，所述a液的加入量为1l，所述b液的加入量为1l，所述c液的加入量为0.5l。
8、可选地，所述超声搅拌的时间为10~30min，所述b液和所述c液控制在2~3h内滴加完，以此来控制反应中的化学试剂浓度在一定范围内，保证反应充分且均匀。
9、可选地，所述b液和所述c液采用均速滴加的方式进行，滴加速率为5~10 ml/min，以此控制反应过程中化学反应充分且均匀。
10、可选地，所述b液和所述c液滴加时采用蠕动泵进行滴加。
11、可选地，包括如下步骤：
12、s1，制备镀银液
13、s11，制备a液：称量5-5二甲基海因1~3g、edta-2na 50~100 g、聚乙二醇-2000 1~5g、氯化氨50~150ml，氨水150~300 ml、丁炔二醇 0.5~2 g和聚乙烯吡咯烷酮0.5~1g中的一种或多种于烧杯中，加入到1l的去离子水中并搅拌均匀；
14、s12，制备b液：将10~30g的硝酸银溶解在1l的去离子水中制得硝酸银溶液后逐滴加入10~20 ml的氨水并搅拌直到沉淀完全溶解，形成透明且无色的混合溶液；
15、s13，制备c液：将10~30g的葡萄糖、次亚磷酸钠、甲醛、水合肼、山梨醇或酒石酸钾钠中的一种或多种溶解在1l的去离子水中，再逐滴滴入10~20 ml/l的氨水并进行搅拌；
16、s2，取1l步骤s11中制得的a液装入到容器中，并在其内加入30~100g的铜粉，在30~50℃的超声波恒温水浴中超声搅拌10~30min；
17、s3，待超声结束后，向容器中继续滴加1l的b液，其中b液采用蠕动泵滴加，滴加速率为5~10 ml/min，在滴加的过程中缓慢搅拌；本专利技术将滴加速率控制在5~10 ml/min的目的是，由于滴加速率过快，会加速反应进行，超过一定的程度后，会发生ag单质的均匀形核，形成银颗粒，无法实现包覆，而滴加速率过慢，又会导致反应时间的增加，造成能耗的消耗。
18、s4，待b液滴加至余量的20~30%时，开始向容器中滴加0.5l的c液，同时b液继续滴加直至滴加完毕，待c液全部滴加完后继续搅拌至少0.5h，其中c液采用蠕动泵滴加，滴加速率为5~10 ml/min；
19、s5，将制得的混合物从容器中取出后，用去离子水和无水乙醇重复清洗多次，在氮气保护或真空条件下烘干，即制得镀银铜粉，其中，烘干的温度为40~100℃，时间为30~120min。
20、本专利技术还提供一种镀银铜粉，所述镀银铜粉由如上所述的方法制得，所述镀银铜粉d50平均粒径为5~10μm，体积电阻率为1.55~8mω·mm。
21、本专利技术还提供一种如上所述的镀银铜粉的应用，将所述镀银铜粉用于制备导电胶、导电涂料或屏蔽薄膜材料。
22、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
23、本专利技术的微米级镀银铜粉制备方法省略了对铜粉的预处理过程，使整个过程更加简单，通过将铜粉放至a液中并逐滴滴加b液和c液，即可制得镀银铜粉，避免在工艺过程中产生较多的废液；所采用的镀银液中没有使用强酸或者氰化物，符合绿色环保的要求，另外，通过在镀银液中加入银络合剂（5-5二甲基海因）本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种高效制备微米级镀银铜粉的方法，其特征在于：将铜粉直接加入到装有A液的容器中，在30~50℃的超声波恒温水浴中超声搅拌后，向容器中滴加B液，待B液滴加至其余量为20~30%时，开始滴加C液，同时B液继续滴加直至滴加完毕，待C液全部滴加完后继续搅拌至少0.5h，取出后用去离子水和无水乙醇重复清洗多次，然后再在氮气保护或真空条件下烘干，即制得镀银铜粉；
2.根据权利要求1所述的一种高效制备微米级镀银铜粉的方法，其特征在于：所述A液的主要成分包括浓度为1~3g/L的5-5二甲基海因乙醇溶液、浓度为50~100 g/L的EDTA-2Na水溶液 、浓度为1~5g/L聚乙二醇-2000水溶液 、浓度为50~150ppm的氯化氨水溶液，浓度为150~300 mL/L的氨水、浓度为0.5~2 g/L的丁炔二醇水溶液以及浓度为0.5~1g/L的聚乙烯吡咯烷酮水溶液中的一种或多种；所述B液的主要成分包括浓度为10~30g/L硝酸银水溶液和浓度为10~20 mL/L氨水；所述C液的主要成分包括浓度为10~30g/L的还原剂和浓度为10~20 mL/L的氨水。
3.根据权利要求1所述的一种高效制备微米级镀银铜粉的方法，其特征在于：所述铜粉与所述A液的质量体积比为（30~100）g：1L，所述A液、B液和C液的加入量的体积比为2：2：1。
4.根据权利要求1所述的一种高效制备微米级镀银铜粉的方法，其特征在于：所述超声搅拌的时间为10~30min，所述B液和所述C液控制在2~3h内滴加完。
5.根据权利要求1所述的一种高效制备微米级镀银铜粉的方法，其特征在于：所述B液和所述C液采用均速滴加的方式进行，滴加速率为5~10 mL/min。
6.根据权利要求1所述的一种高效制备微米级镀银铜粉的方法，其特征在于：所述B液和所述C液滴加时采用蠕动泵进行滴加。
7.根据权利要求1~6任一项所述的一种高效制备微米级镀银铜粉的方法，其特征在于：包括如下步骤：
8.一种镀银铜粉，其特征在于：所述镀银铜粉由权利要求7所述的方法制得，所述镀银铜粉D50平均粒径为5~10μm，体积电阻率为1.55~8mΩ·mm。
9.一种如权利要求8所述的银镀铜粉的应用，其特征在于，将权利要求8制得的所述镀银铜粉用于制备导电胶、导电涂料或屏蔽薄膜材料。
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【技术特征摘要】
1.一种高效制备微米级镀银铜粉的方法，其特征在于：将铜粉直接加入到装有a液的容器中，在30~50℃的超声波恒温水浴中超声搅拌后，向容器中滴加b液，待b液滴加至其余量为20~30%时，开始滴加c液，同时b液继续滴加直至滴加完毕，待c液全部滴加完后继续搅拌至少0.5h，取出后用去离子水和无水乙醇重复清洗多次，然后再在氮气保护或真空条件下烘干，即制得镀银铜粉；
2.根据权利要求1所述的一种高效制备微米级镀银铜粉的方法，其特征在于：所述a液的主要成分包括浓度为1~3g/l的5-5二甲基海因乙醇溶液、浓度为50~100 g/l的edta-2na水溶液 、浓度为1~5g/l聚乙二醇-2000水溶液 、浓度为50~150ppm的氯化氨水溶液，浓度为150~300 ml/l的氨水、浓度为0.5~2 g/l的丁炔二醇水溶液以及浓度为0.5~1g/l的聚乙烯吡咯烷酮水溶液中的一种或多种；所述b液的主要成分包括浓度为10~30g/l硝酸银水溶液和浓度为10~20 ml/l氨水；所述c液的主要成分包括浓度为10~30g/l的还原剂和浓度为10~20 ml/l的氨水。
3.根据权利要求1所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘贤相，王皓，
申请(专利权)人：雅安百图高新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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