CN104974554A - 一种可用于导电油墨填料用的球形铜粉及其制作方法 - Google Patents

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曹仕勤
晏超
俞峰
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Abstract

本发明公开了一种可用于导电油墨填料用的球形铜粉，采用共聚改性法对球形铜粉进行包覆改性，以丙烯酸、苯乙烯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯为单体，同时还添加纳米氮化钛及其他有效添加剂，于80℃通过共聚反应在块状球形铜粉表面包覆一层致密的带有苯环和羧基的共聚物膜，其表面所形成的壳层不仅对球形铜粉能起到屏蔽作用，提高其抗氧化性能，还可以改变球形铜粉的表面电荷性质，有效削弱了金属粉末团聚间的作用力，改善了产品易团聚的缺点，制得的球形铜粉作为导电油墨中的导电填料，相比铜银合金导电油墨而言成本低，还提高了导电油墨在烧结后形成的导电线路的力学性能以及可焊性，避免了出现银离子迁移的问题。

Description

一种可用于导电油墨填料用的球形铜粉及其制作方法
技术领域
本发明涉及金属粉体材料制备技术领域，具体涉及一种可用于导电油墨填料用的球形铜粉及其制作方法。
背景技术
随着科学技术日新月异的发展，导电复合材料得到了广泛的研究和应用。作为其主要组成部分的导电填料也因此引起了人们极大的研究热情，导电填料的性能、成本直接关系着导电材料的导电性能、可靠性能和经济性。球形铜粉导电填料因其良好的耐金属迁移性能、成本优势，被认为是目前昂贵的银基导电填料的一种极具潜力的替代品，但是球形铜粉导电填料还存在抗氧化性能不足、易团聚、导电性差、易腐蚀耐候性差等缺点，限制了其规模化应用。众所周知，纳米材料是一种具有特殊物理化学性能的材料，它在材料改性方面有着极为广泛的应用和卓越的改性效果。为解决以上难题有必要对现有的球形铜粉进行改性，提高球形铜粉的抗氧化性、导电性、耐酸、耐碱、耐候、耐高温等性能，进而为实现球形铜粉作为导电填料在导电油墨等领域的广泛应用提供可能性。
发明内容
本发明的目的就是提供一种可用于导电油墨填料用的球形铜粉及其制作方法，以克服现有技术的不足。
本发明的目的是这样实现的：
一种可用于导电油墨填料用的球形铜粉，其特征在于，由下列重量份的原料制成：块状球形铜粉100、丙烯酸0.38-0.58、苯乙烯0.6-1.3、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯7.5-11.4、纳米氮化钛0.7-1.4、硅溶胶6-9、磷酸锌0.1-0.3、3-十二烷基噻吩0.3-0.6、邻苯二甲酸丁苄酯4.2-7.5、碳纤维2-4、正丁醇48-58。
所述的一种可用于导电油墨填料用的球形铜粉的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将碳纤维烘干粉碎，加入纳米氮化钛搅拌混匀，喷入硅溶胶超声波分散30-50分钟，烘干粉碎；
（2）将3-十二烷基噻吩、邻苯二甲酸丁苄酯放入反应釜中升温至95-115℃，加入磷酸锌保持温度搅拌2-4小时，冷却至室温；
（3）将丙烯酸、苯乙烯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯投入正丁醇中搅拌混匀，加入步骤（2）反应物料，升温至80-90℃并保持温度搅拌反应4-6小时；
（4）将清洗后的块状球形铜粉用氮气吹干研磨至200-300目，氮气保护下加入步骤（1）、（3）物料及其他剩余成分搅拌混匀，于80℃保温包覆反应4小时，过滤、清洗并用氮气吹干出料。
本发明有以下有益效果：本发明采用共聚改性法对球形铜粉进行包覆改性，以丙烯酸、苯乙烯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯为单体，同时还添加纳米氮化钛及其他有效添加剂，于80℃通过共聚反应在块状球形铜粉表面包覆一层致密的带有苯环和羧基的共聚物膜，其表面所形成的壳层不仅对球形铜粉能起到屏蔽作用，提高其抗氧化性能，还可以改变球形铜粉的表面电荷性质，有效削弱了金属粉末团聚间的作用力，改善了产品易团聚的缺点，利用本发明制得的球形铜粉作为导电油墨中的导电填料，相比铜银合金导电油墨而言成本低，还提高了导电油墨在烧结后形成的导电线路的力学性能以及可焊性，避免了出现银离子迁移的问题。
具体实施方式
所述的一种可用于导电油墨填料用的球形铜粉，其特征在于，由下列重量份的原料制成：块状球形铜粉100、丙烯酸0.47、苯乙烯1.1、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯7.8、纳米氮化钛0.9、硅溶胶8、磷酸锌0.2、3-十二烷基噻吩0.5、邻苯二甲酸丁苄酯6.2、碳纤维3、正丁醇53。
制作方法包括以下步骤：
（1）将碳纤维烘干粉碎，加入纳米氮化钛搅拌混匀，喷入硅溶胶超声波分散30-50分钟，烘干粉碎；
（2）将3-十二烷基噻吩、邻苯二甲酸丁苄酯放入反应釜中升温至95-115℃，加入磷酸锌保持温度搅拌2-4小时，冷却至室温；
（3）将丙烯酸、苯乙烯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯投入正丁醇中搅拌混匀，加入步骤（2）反应物料，升温至80-90℃并保持温度搅拌反应4-6小时；
（4）将清洗后的块状球形铜粉用氮气吹干研磨至200-300目，氮气保护下加入步骤（1）、（3）物料及其他剩余成分搅拌混匀，于80℃保温包覆反应4小时，过滤、清洗并用氮气吹干出料。
使用本发明生产的球形铜粉的技术参数指标如下：
（1）体积电阻率下降89.29%；
（2）抗氧化温度提高了21℃。

Claims (2)

1.一种可用于导电油墨填料用的球形铜粉，其特征在于，由下列重量份的原料制成：块状球形铜粉100、丙烯酸0.38-0.58、苯乙烯0.6-1.3、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯7.5-11.4、纳米氮化钛0.7-1.4、硅溶胶6-9、磷酸锌0.1-0.3、3-十二烷基噻吩0.3-0.6、邻苯二甲酸丁苄酯4.2-7.5、碳纤维2-4、正丁醇48-58。
2.根据权利要求1所述的一种可用于导电油墨填料用的球形铜粉的制作方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将碳纤维烘干粉碎，加入纳米氮化钛搅拌混匀，喷入硅溶胶超声波分散30-50分钟，烘干粉碎；
（2）将3-十二烷基噻吩、邻苯二甲酸丁苄酯放入反应釜中升温至95-115℃，加入磷酸锌保持温度搅拌2-4小时，冷却至室温；
（3）将丙烯酸、苯乙烯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯投入正丁醇中搅拌混匀，加入步骤（2）反应物料，升温至80-90℃并保持温度搅拌反应4-6小时；
（4）将清洗后的块状球形铜粉用氮气吹干研磨至200-300目，氮气保护下加入步骤（1）、（3）物料及其他剩余成分搅拌混匀，于80℃保温包覆反应4小时，过滤、清洗并用氮气吹干出料。
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