CN101736338B

CN101736338B - 一种铜粉用复合抗氧化剂

Info

Publication number: CN101736338B
Application number: CN2009103104374A
Authority: CN
Inventors: 何家成
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2009-11-25
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2029-11-25
Also published as: CN101736338A

Abstract

一种铜粉用复合抗氧化剂，由下述组分组成：苯并三氮唑；钠皂；乙醇；余量为纯水。在电解铜粉洗涤至pH为1.0～3.0时，将上述组分加入洗涤剂中，就会在铜粉表面形成一层有机抗氧化保护膜，隔断铜粉表面与水中氧气的接触，防止铜粉在后续洗涤过程中被氧化。采用本发明得到的铜粉含氧量达国家标准；还可省去电解铜粉洗涤后的还原工序，大大节约了生产成本，降低能耗。本发明组分配比合理，使用方便，可有效提高铜粉抗氧化能力，节能，简化电解铜粉生产工艺、降低生产成本，可实现工业化生产，适于工业化应用；具有良好的产业化前景；既可作为电解铜粉生产过程中的抗氧化保护剂使用，也可作为其他方式生产的铜粉储存时的抗氧化保护剂使用。

Description

一种铜粉用复合抗氧化剂

技术领域

本发明公开了一种铜粉用复合抗氧化剂；属于化工、冶金技术领域。

背景技术

铜粉是一种重要的原材料，在冶金、化工、材料、轻工、电子、国防、核技术、航空航天等领域有广阔的应用。

铜粉的生产方法主要有电解法、雾化法、化学法。雾化法是将铜或铜合金熔化后再吹成铜粉，该法生产的铜粉形貌呈不规则球状。在喷吹过程中易氧化，粉末颗粒相对来说较粗，优点是可以生产铜合金粉末。

化学法是采用还原剂，将水溶液中的Cu²⁺用还原剂还原为铜粉或铜合金粉，由于还原剂种类繁多，因而有关的研究和专利也较多。如CN200310112029.0中采用肼为还原剂，制取了球形或多面体形铜粉，但肼价格昂贵，产品成本高。CN200410009842.X中采用次亚磷酸钠、硼氢化物、甲醛等为还原剂，在超声场中可制得中值粒径小于100nm的铜粉。目前的各种化学方法中，由于制备过程复杂，原材料成本高，要实现工业化尚有一定难度，关键是降低成本。

电解铜粉由于其特殊的树枝状形貌，与其它金属粉末嗷合得特别好，广泛用于粉末冶金工业。近年来需求量不断增长，还进口了大量俄罗斯铜粉。

电解法生产铜粉是采用阴极铜为阳极，Cu²⁺溶液为电解液，在直流电的作用下，阴极上得到铜粉。电解铜粉与阴极铜的市场差价为0.8～1.0万元/T，生产成本中电耗占60～80％。该法的优点是产物纯度高，铜粉形貌呈树枝状，比表面积大，压制性能好。但电耗大，成本高，且产品比表面积大，电解铜粉特别容易氧化，不易久存；电解铜粉生产中洗涤时，由于洗涤溶剂中含氧，在洗涤溶剂的pH≥3时，铜粉就被氧化。目前的生产过程中，在铜粉洗涤、干燥后都需要经氢还原工序，铜粉的氢损检测才能小于0.3％。这样，导致生产工艺复杂，生产成本增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种组分配比合理、使用方便、可有效提高铜粉抗氧化能力、节能、简化电解铜粉生产工艺、降低电解铜粉生产成本的铜粉用复合抗氧化剂。

本发明一种铜粉用复合抗氧化剂，由下述组分按重量百分比组成：

苯并三氮唑 0.2～1％；

钠皂 0.2～1％；

乙醇 2～10％；

余量为纯水。

本发明中，所述纯水选自去离子水、反渗透水中的至少一种。

本发明一种铜粉用复合抗氧化剂的使用方法简述于下：

在电解铜粉洗涤程序中，当洗涤至洗涤剂pH＝1～3时，取洗涤剂重量2～10％的乙醇、0.2～1％的苯并三氮唑、0.1～1％的钠皂；首先，将苯并三氮唑溶解在乙醇中，然后，将苯并三氮唑与乙醇的溶液及钠皂同时加入洗涤剂中，搅拌5～15分钟，再静置5～15分钟，使铜粉在微酸性溶液中还未氧化时就与乙醇、苯并三氮唑、钠皂组成的抗氧化剂接触，在铜粉表面形成一层有机抗氧化保护膜，隔断铜粉表面与水中氧气的接触，防止铜粉氧化。采用本发明对铜粉洗涤后，铜粉的含氧量低于0.3％。

本发明的优点和积极效果简述于下：

本发明由于采用上述组分配方，在电解铜粉洗涤至洗涤剂pH为1.0～3.0时，加入洗涤剂中，充分搅拌、静置，一方面，使电解铜粉在微酸性溶液中还未氧化时就与乙醇、苯并三氮唑、钠皂组成的抗氧化剂接触，在铜粉表面形成一层有机抗氧化保护膜，隔断铜粉表面与水中氧气的接触，防止铜粉在后续洗涤过程中被氧化；另一方面，利用洗涤剂的微酸性环境，使乙醇、苯并三氮唑、钠皂的活性提高，有利于乙醇、苯并三氮唑、钠皂有机抗氧化保护膜的形成，有效提高本发明对铜粉的抗氧化保护性能。采用本发明对铜粉洗涤后，经过滤，真空干燥，得到的铜粉含氧量低于0.3％；含氧量达国家标准；同时，可以省去因电解铜粉在洗涤过程中氧化而需还原的工序，大大节约了生产电解铜粉的成本，可降低电耗10～30％。

综上所述，本发明组分配比合理、使用方便、可有效提高铜粉抗氧化能力、节能、简化电解铜粉生产工艺、降低电解铜粉生产成本，可实现工业化生产，适于工业化应用；具有良好的产业化前景；既可以作为电解铜粉生产过程中的抗氧化保护剂使用，也可作为其他方式生产的铜粉储存时的抗氧化保护剂使用。

具体实施方式

实施例1：

取用阴极铜作阳极，纯铜板作阴极，在直流电的作用下，电解得到的铜粉500g，先用去离子水洗涤至pH为1～3时，加入复合抗氧化剂，复合抗氧化剂的成份按去离子水重量百分比为：苯并三氮唑0.2％，钠皂0.2％，乙醇2％；搅拌5～15钟，充分混合，使铜粉与抗氧化剂良好接触，再静置5～15钟。抗氧化处理后，再用去离子水洗至无SO₄ ^2-(用BaCl₂检验，至无BaSO₄白色沉淀生成)，常压或减压过滤，80～100℃下真空干燥。产品为暗红、玫瑰红、棕红色粉末，产品化学成分为纯铜粉，。

用氢损方法检测含氧量，即在800～850℃的温度下，通入氢气还原铜粉，按减重的方法得出铜粉的含氧量，经测定：铜粉含氧量为0.25％。在干燥空气中放置六月后，含氧量仍小于0.3％。

实施例2：

取用阴极铜作阳极，纯铜板作阴极，在直流电的作用下，电解得到的铜粉500g，先用反渗透水洗涤至pH为1～3时，加入复合抗氧化剂，复合抗氧化剂的成份按反渗透水重量百分比为：苯并三氮唑0.6％，钠皂0.6％，乙醇6％；搅拌5～15钟，充分混合，使铜粉与抗氧化剂良好接触，再静置5～15钟。抗氧化处理后，再用去离子水洗至无SO₄ ^2-(用BaCl₂检验，至无BaSO₄白色沉淀生成)，常压或减压过滤，80～100℃下真空干燥。产品为暗红、玫瑰红、棕红色粉末，产品化学成分为纯铜粉，。

用氢损方法检测含氧量，即在800～850℃的温度下，通入氢气还原铜粉，按减重的方法得出铜粉的含氧量，经测定：铜粉含氧量为0.22％。在干燥空气中放置六月后，含氧量仍小于0.28％。

实施例3：

取用阴极铜作阳极，纯铜板作阴极，在直流电的作用下，电解得到的铜粉500g，先用去离子水洗涤至pH为1～3时，加入复合抗氧化剂，复合抗氧化剂的成份按去离子水重量百分比为：苯并三氮唑1％，钠皂1％，乙醇10％；搅拌5～15钟，充分混合，使铜粉与抗氧化剂良好接触，再静置5～15钟。抗氧化处理后，再用去离子水洗至无SO₄ ^2-(用BaCl₂检验，至无BaSO₄白色沉淀生成)，常压或减压过滤，80～100℃下真空干燥。产品为暗红、玫瑰红、棕红色粉末，产品化学成分为纯铜粉，。

用氢损方法检测含氧量，即在800～850℃的温度下，通入氢气还原铜粉，按减重的方法得出铜粉的含氧量，经测定：铜粉含氧量为0.18％。在干燥空气中放置六月后，含氧量仍小于0.25％。

Claims

1.一种铜粉用复合抗氧化剂，由下述组分，按重量百分比组成：

苯并三氮唑 0.2～1％；

钠皂 0.2～1％；

乙醇 2～10％；

余量为纯水；在电解铜粉洗涤程序中，当洗涤至洗涤剂pH＝1～3时，取洗涤剂重量2～10％的乙醇、0.2～1％的苯并三氮唑、0.2～1％的钠皂；首先，将苯并三氮唑溶解在乙醇中，然后，将苯并三氮唑与乙醇的溶液及钠皂同时加入洗涤剂中，搅拌5～15分钟，再静置5～15分钟，使铜粉在微酸性溶液中还未氧化时就与乙醇、苯并三氮唑、钠皂组成的抗氧化剂接触，在铜粉表面形成一层有机抗氧化保护膜，隔断铜粉表面与水中氧气的接触，洗涤后，铜粉的含氧量低于0.3％。

2.根据权利要求1所述的一种铜粉用复合抗氧化剂，由下述组分，按重量百分比组成：

苯并三氮唑 0.4～0.8％；

钠皂 0.4～0.8％；

乙醇 4～8％；

余量为纯水。

3.根据权利要求1所述的一种铜粉用复合抗氧化剂，由下述组分，按重量百分比组成：

苯并三氮唑 0.6％；

钠皂 0.6％；

乙醇 6％；

余量为纯水。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种铜粉用复合抗氧化剂，其特征在于：所述纯水选自去离子水、反渗透水中的至少一种。