CN111957986B - 一种球形纳米铜粉及其制备方法和应用 - Google Patents

一种球形纳米铜粉及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及铜粉制备技术领域，更具体地，本发明提供了一种球形纳米铜粉及其制备方法和应用。本发明第一方面提供一种球形纳米铜粉，制备原料包括：铜盐、分散剂、还原剂、调节剂、包覆剂、水合肼；所述分散剂和还原剂的质量比为(0.6～0.8)：1。通过加入特定的铜盐在调节剂作用下与一定含量的分散剂、还原剂反应，控制后续处理过程中包覆剂和水合肼的加入量和方式，同时控制反应的条件，可实现对铜粉形貌和尺寸的有效控制，制备得到的铜粉粒径分布较窄，并具有高振实密度、高分散性、高烧结活性、低含碳量，杂质含量极低，同时具有优异的抗氧化性，可较好应用于浆料、油墨、导电胶等方面。

Description

一种球形纳米铜粉及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及铜粉制备技术领域，更具体地，本发明提供了一种球形纳米铜粉及其制备方法和应用。
背景技术
纳米铜粉具有尺寸小、比表面积大、表面活性中心数目多、电阻小、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等特点，在冶金、化工、电子、航空航天等领域表现出极其重要的应用价值。尤其是作为贵金属纳米银粉的潜在替代者，纳米铜粉可广泛应用于印刷板制造、多层陶瓷电容器制造(MLCC)、导电涂料等。
纳米铜粉制备方法主要有：液相还原法、电解法、机械研磨法、气相蒸气法、伽马射线辐射-水热结晶联合法、等离子体法等。其中液相还原法是指通过选择合适的还原剂，在溶液中将铜的化合物还原成铜粉的方法，是目前制备纳米铜粉的主要方法。然而，到目前为止，现有的各种纳米铜粉制备方法均无法很好地解决制备过程中抗氧化性及分散性等问题。即使是目前报导及应用较多的液相还原法，是先将分散剂加入到铜盐溶液中，形成铜盐/分散剂混合液，然后再将还原剂缓慢加入到铜盐/分散剂混合液中，但容易出现还原不彻底，存在杂质相等问题；另外，也无法很好地解决制备过程中抗氧化性及分散性等问题。因此，亟需开发制备纳米铜粉的新技术。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种球形纳米铜粉，制备原料包括：铜盐、分散剂、还原剂、调节剂、包覆剂、水合肼；所述分散剂和还原剂的质量比为(0.6～0.8)：1。
作为本发明的一种优选技术方案，所述铜盐选自硫酸铜、硝酸铜、醋酸铜、草酸铜、酒石酸铜、柠檬酸铜、葡萄糖酸铜、碱式硫酸铜、碱式碳酸铜、氯化铜、氯化亚铜、氧化铜中的一种或几种组合。
作为本发明的一种优选技术方案，所述分散剂选自明胶、古尔胶、十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺中的一种或几种组合。
作为本发明的一种优选技术方案，所述聚乙二醇的羟值为160～220mgKOH/g。
作为本发明的一种优选技术方案，所述还原剂为有机酸及其衍生物和/或糖类及其衍生物。
作为本发明的一种优选技术方案，所述有机酸及其衍生物为甲酸、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、柠檬酸、柠檬醛、柠檬酸钠、柠檬酸钾、柠檬酸锌、柠檬酸钾钠、抗坏血酸、抗坏血酸钠、抗坏血酸钾、异抗坏血酸或异抗坏血酸钠中的至少一种；所述糖类及其衍生物为葡萄糖、D-吡喃葡萄糖、D-葡萄烯糖、N-乙酰葡萄糖胺、葡萄糖酸、葡萄糖酸钠、D-纤维二糖、果糖、木糖、麦芽糖、异麦芽糖、麦芽酮糖、乳糖、蔗糖、岩藻糖、赤藓糖、核糖、阿拉伯糖、苏阿糖、甘露糖、来苏糖、塔洛糖、异麦芽三糖或壳聚糖中的至少一种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述包覆剂选自明胶、油酸、硬脂酸、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂、脂肪酸聚乙二醇脂中的一种或几种组合。
作为本发明的一种优选技术方案，所述聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂的羟值为80～110mgKOH/g，皂化值为35～55mgKOH/g
本发明的第二方面提供了所述一种球形纳米铜粉的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)将铜盐溶于水得铜盐溶液置于水浴中，加入调节剂将pH值调至10～13，向其中同时加入还原剂和分散剂，超声振荡反应，静置冷却，去掉上清液，得第一沉淀物；
(2)将第一沉淀物在氮气保护下，洗涤，离心过滤得第二沉淀物；
(3)将第二沉淀物加入到去离子水中配成混浊液，加入包覆剂，滴加水合肼，超声处理，离心过滤得第三沉淀物，洗涤，干燥后即得。
本发明的第三方面提供了所述一种球形纳米铜粉的应用，应用于浆料、油墨、导电胶。
有益效果：本发明提供了一种球形纳米铜粉及其制备方法和应用，通过加入特定的铜盐在调节剂作用下与一定含量的分散剂、还原剂反应，控制后续处理过程中包覆剂和水合肼的加入量和方式，同时控制反应的条件，可实现对铜粉形貌和尺寸的有效控制，制备得到的铜粉粒径分布较窄，并具有高振实密度、高分散性、高烧结活性、低含碳量，杂质含量极低，同时具有优异的抗氧化性，可较好应用于浆料、油墨、导电胶等方面。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中实施例3制备得到的球形纳米铜粉的电镜扫描图。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显只指单数形式。
为解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种球形纳米铜粉，制备原料包括：铜盐、分散剂、还原剂、调节剂、包覆剂、水合肼；所述分散剂和还原剂的质量比为(0.6～0.8)：1。
铜盐
本发明所述铜盐选自硫酸铜、硝酸铜、醋酸铜、草酸铜、酒石酸铜、柠檬酸铜、葡萄糖酸铜、碱式硫酸铜、碱式碳酸铜、氯化铜、氯化亚铜、氧化铜中的一种或几种组合。
在一种优选的实施方式中，所述铜盐为硫酸铜。
在一种更优选的实施方式中，所述水合肼和铜盐的摩尔比为(1.5～3)：1；更优选的，所述水合肼和铜盐的摩尔比为2：1。
所述硫酸铜既是一种肥料，又是一种普遍应用的杀菌剂，同时在本技术方案中为制备铜粉的原料，相对于其他铜盐，其中的硫酸根浓度较小，有利于提高体系的还原程度，可制备得到松装密度较大的铜粉。
分散剂
本发明所述分散剂选自明胶、古尔胶、十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺中的一种或几种组合。
在一种优选的实施方式中，所述分散剂为聚乙二醇。
在一种更优选的实施方式中，所述聚乙二醇的羟值为160～220mgKOH/g；更优选的，所述聚乙二醇的羟值为170～210mgKOH/g。
在一种更优选的实施方式中，所述聚乙二醇购买自江苏省海安石油化工厂的PEG-600。
所述聚乙二醇具有良好的水溶性，并与许多有机物组份有良好的相溶性。它们具有优良的润滑性、保湿性、分散性、粘接剂、抗静电剂及柔软剂等，同时在本技术方案中选择羟值为160～220mgKOH/g的聚乙二醇并控制分散剂和还原剂的质量比为(0.6～0.8)：1，可与铜离子相作用，形成一层保护膜，产生的空间位阻可减少颗粒间的相互触碰，使得粒子间不易团聚。
还原剂
本发明所述还原剂为有机酸及其衍生物和/或糖类及其衍生物。
在一种优选的实施方式中，所述有机酸及其衍生物为甲酸、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、柠檬酸、柠檬醛、柠檬酸钠、柠檬酸钾、柠檬酸锌、柠檬酸钾钠、抗坏血酸、抗坏血酸钠、抗坏血酸钾、异抗坏血酸或异抗坏血酸钠中的至少一种；所述糖类及其衍生物为葡萄糖、D-吡喃葡萄糖、D-葡萄烯糖、N-乙酰葡萄糖胺、葡萄糖酸、葡萄糖酸钠、D-纤维二糖、果糖、木糖、麦芽糖、异麦芽糖、麦芽酮糖、乳糖、蔗糖、岩藻糖、赤藓糖、核糖、阿拉伯糖、苏阿糖、甘露糖、来苏糖、塔洛糖、异麦芽三糖或壳聚糖中的至少一种。
在一种更优选的实施方式中，所述还原剂为葡萄糖。
所述葡萄糖是自然界分布最广且最为重要的一种单糖，它是一种多羟基醛，含五个羟基，一个醛基，具有多元醇和醛的性质，分子中的醛基，有还原性，同时在本技术方案中可控制硫酸铜的还原程度，与聚乙二醇相配合，使得粒子间不易团聚。
调节剂
本发明所述调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡、氨水、氧化钠、氧化钾、氧化钙、氧化钡、过氧化钠、过氧化钾、过氧化钙、过氧化钡、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或几种组合。
在一种优选的实施方式中，所述调节剂为氢氧化钠。
所述氢氧化钠可调节体系的pH，同时在本技术方案中还可与二价铜离子反应，有利于得到粒径均匀、产率较高的铜粉。
包覆剂
本发明所述包覆剂选自明胶、油酸、硬脂酸、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂、脂肪酸聚乙二醇脂中的一种或几种组合。
在一种优选的实施方式中，所述包覆剂为聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂。
在一种更优选的实施方式中，所述包覆剂和分散剂的质量比为(1～3)：1；更优选的，所述包覆剂和分散剂的质量比为2：1。
在一种更优选的实施方式中，所述聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂的羟值为80～110mgKOH/g，皂化值为35～55mgKOH/g；更优选的，所述聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂的羟值为85～100mgKOH/g，皂化值为40～55mgKOH/g。
在一种更优选的实施方式中，所述聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂购买自海安国云化工有限公司的T-40。
所述聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂常用作乳化剂、扩散剂等，在本技术方案中，选择羟值为80～110mgKOH/g，皂化值为35～55mgKOH/g的聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂并控制包覆剂和分散剂的质量比为(1～3)：1，可与分散剂中的聚乙二醇相互协同能够保护铜粉内层的颗粒，提高抗氧化性。
本发明的第二方面提供所述一种球形纳米铜粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)将铜盐溶于水得铜盐溶液置于水浴中，加入调节剂将pH值调至10～13，向其中同时加入还原剂和分散剂，超声振荡反应，静置冷却，去掉上清液，得第一沉淀物；
(2)将第一沉淀物在氮气保护下，洗涤，离心过滤得第二沉淀物；
(3)将第二沉淀物加入到去离子水中配成混浊液，加入包覆剂，滴加水合肼，超声处理，离心过滤得第三沉淀物，洗涤，干燥后即得。
在一种优选的实施方式中，所述一种球形纳米铜粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)将铜盐溶于水得铜盐溶液置于水浴中，加入调节剂将pH值调至10～13，向其中同时加入还原剂和分散剂，升温至50～80℃，在超声振荡下反应10～30min，静置冷却，去掉上清液，得第一沉淀物；所述铜盐的浓度为15～200mmol/L，所述还原剂的质量是铜盐溶液中铜质量的2～4％；
(2)将第一沉淀物在氮气保护下，用无水乙醇洗涤2～3次，再离心过滤得第二沉淀物；
(3)将第二沉淀物加入到去离子水中配成混浊液，加入包覆剂，升温至40～50℃，滴加水合肼A，然后升温至55～65℃，再次滴加水合肼B，超声处理1～2h，离心过滤得第三沉淀物，再用无水乙醇洗涤2～4次，在真空干燥箱40～50℃干燥后即得；所述水合肼A和水合肼B的体积比为1：(2.5～3.5)；所述去离子水加入的体积是水合肼A和水合肼B加入总体积的20/1。
在一种更优选的实施方式中，所述一种球形纳米铜粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)将铜盐溶于水得铜盐溶液置于水浴中，加入调节剂将pH值调至12，向其中同时加入还原剂和分散剂，升温至65℃，在超声振荡下反应20min，静置冷却，去掉上清液，得第一沉淀物；所述铜盐的浓度为100mmol/L，所述还原剂的质量是铜盐溶液中铜质量的3％；
(2)将第一沉淀物在氮气保护下，用无水乙醇洗涤3次，再离心过滤得第二沉淀物；
(3)将第二沉淀物加入到去离子水中配成混浊液，加入包覆剂，升温至45℃，滴加水合肼A，然后升温至60℃，再次滴加水合肼B，超声处理1h，离心过滤得第三沉淀物，再用无水乙醇洗涤3次，在真空干燥箱45℃干燥后即得；所述水合肼A和水合肼B的体积比为1：3；所述去离子水加入的体积是水合肼A和水合肼B加入总体积的20/1。
在制备方法中，通过选择特定的反应温度为50～80℃有利于带来粒径较小的铜粉，若温度较高，形成粒子数较多，碰撞作用较大，易发生结合使得颗粒变大；温度太低在成核阶段形成粒子数较少，会使得最终得到的粒子粒径较大。
本发明在不同时间段分批加入水合肼A和水合肼B并控制水合肼A和水合肼B的体积比为1：(2.5～3.5)，可以有效将铜粉晶体的成核和长大过程分开，控制反应程度较为温和，有利于得到粒径分布均匀的铜粉。
本发明的第二方面提供所述一种球形纳米铜粉的应用，应用于浆料、油墨、导电胶。
所述浆料包括但不限于MLCC端电极浆料、环形压敏电阻电极浆料。
本发明经发明人大量的实验和研究，通过加入特定的铜盐在调节剂作用下与一定含量的分散剂、还原剂反应，控制后续处理过程中包覆剂和水合肼的加入量和方式，同时控制反应的条件，可实现对铜粉形貌和尺寸的有效控制，制备得到的铜粉粒径分布较窄，并具有高振实密度、高分散性、高烧结活性、低含碳量，杂质含量极低，同时具有优异的抗氧化性，可较好应用于浆料、油墨、导电胶等方面。
实施例
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。
实施例1
本发明的实施例1提供了一种球形纳米铜粉，制备原料包括：铜盐、分散剂、还原剂、调节剂、包覆剂、水合肼；所述分散剂和还原剂的质量比为0.6：1。
所述铜盐为硫酸铜。
所述水合肼和铜盐的摩尔比为1.5：1。
所述分散剂为聚乙二醇，购买自江苏省海安石油化工厂的PEG-600。
所述还原剂为葡萄糖。
所述调节剂为氢氧化钠。
所述包覆剂和分散剂的质量比为1：1；所述包覆剂为聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂，购买自海安国云化工有限公司的T-40。
所述一种球形纳米铜粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)将铜盐溶于水得铜盐溶液置于水浴中，加入调节剂将pH值调至12，向其中同时加入还原剂和分散剂，升温至65℃，在超声振荡下反应20min，静置冷却，去掉上清液，得第一沉淀物；所述铜盐的浓度为100mmol/L，所述还原剂的质量是铜盐溶液中铜质量的3％；
(2)将第一沉淀物在氮气保护下，用无水乙醇洗涤3次，再离心过滤得第二沉淀物；
(3)将第二沉淀物加入到去离子水中配成混浊液，加入包覆剂，升温至45℃，滴加水合肼A，然后升温至60℃，再次滴加水合肼B，超声处理1h，离心过滤得第三沉淀物，再用无水乙醇洗涤3次，在真空干燥箱45℃干燥后即得；所述水合肼A和水合肼B的体积比为1：2.5；所述去离子水加入的体积是水合肼A和水合肼B加入总体积的20/1。
实施例2
本发明的实施例2提供了一种球形纳米铜粉，制备原料包括：铜盐、分散剂、还原剂、调节剂、包覆剂、水合肼；所述分散剂和还原剂的质量比为0.8：1。
所述铜盐为硫酸铜。
所述水合肼和铜盐的摩尔比为3：1。
所述分散剂为聚乙二醇，购买自江苏省海安石油化工厂的PEG-600。
所述还原剂为葡萄糖。
所述调节剂为氢氧化钠。
所述包覆剂和分散剂的质量比为3：1；所述包覆剂为聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂，购买自海安国云化工有限公司的T-40。
所述一种球形纳米铜粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)将铜盐溶于水得铜盐溶液置于水浴中，加入调节剂将pH值调至12，向其中同时加入还原剂和分散剂，升温至65℃，在超声振荡下反应20min，静置冷却，去掉上清液，得第一沉淀物；所述铜盐的浓度为100mmol/L，所述还原剂的质量是铜盐溶液中铜质量的3％；
(2)将第一沉淀物在氮气保护下，用无水乙醇洗涤3次，再离心过滤得第二沉淀物；
(3)将第二沉淀物加入到去离子水中配成混浊液，加入包覆剂，升温至45℃，滴加水合肼A，然后升温至60℃，再次滴加水合肼B，超声处理1h，离心过滤得第三沉淀物，再用无水乙醇洗涤3次，在真空干燥箱45℃干燥后即得；所述水合肼A和水合肼B的体积比为1：3.5；所述去离子水加入的体积是水合肼A和水合肼B加入总体积的20/1。
实施例3
本发明的实施例3提供了一种球形纳米铜粉，制备原料包括：铜盐、分散剂、还原剂、调节剂、包覆剂、水合肼；所述分散剂和还原剂的质量比为0.7：1。
所述铜盐为硫酸铜。
所述水合肼和铜盐的摩尔比为2：1。
所述分散剂为聚乙二醇，购买自江苏省海安石油化工厂的PEG-600。
所述还原剂为葡萄糖。
所述调节剂为氢氧化钠。
所述包覆剂和分散剂的质量比为2：1；所述包覆剂为聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂，购买自海安国云化工有限公司的T-40。
所述一种球形纳米铜粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)将铜盐溶于水得铜盐溶液置于水浴中，加入调节剂将pH值调至12，向其中同时加入还原剂和分散剂，升温至65℃，在超声振荡下反应20min，静置冷却，去掉上清液，得第一沉淀物；所述铜盐的浓度为100mmol/L，所述还原剂的质量是铜盐溶液中铜质量的3％；
(2)将第一沉淀物在氮气保护下，用无水乙醇洗涤3次，再离心过滤得第二沉淀物；
(3)将第二沉淀物加入到去离子水中配成混浊液，加入包覆剂，升温至45℃，滴加水合肼A，然后升温至60℃，再次滴加水合肼B，超声处理1h，离心过滤得第三沉淀物，再用无水乙醇洗涤3次，在真空干燥箱45℃干燥后即得；所述水合肼A和水合肼B的体积比为1：3；所述去离子水加入的体积是水合肼A和水合肼B加入总体积的20/1。
对比例1
本发明的对比例1提供了一种球形纳米铜粉，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，所述聚乙二醇购买自江苏省海安石油化工厂的PEG-400。
对比例2
本发明的对比例2提供了一种球形纳米铜粉，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，所述聚乙二醇购买自江苏省海安石油化工厂的PEG-800。
对比例3
本发明的对比例3提供了一种球形纳米铜粉，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，所述聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂购买自海安国云化工有限公司的T-80。
对比例4
本发明的对比例4提供了一种球形纳米铜粉，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，所述包覆剂和分散剂的质量比为5：1。
对比例5
本发明的对比例5提供了一种球形纳米铜粉，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，无包覆剂。
对比例6
本发明的对比例6提供了一种球形纳米铜粉，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，所述水合肼A和水合肼B的体积比为3：1。
对比例7
本发明的对比例7提供了一种球形纳米铜粉，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，所述一种球形纳米铜粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)将铜盐溶于水得铜盐溶液置于水浴中，加入调节剂将pH值调至12，向其中同时加入还原剂和分散剂，升温至65℃，在超声振荡下反应20min，静置冷却，去掉上清液，得第一沉淀物；所述铜盐的浓度为100mmol/L，所述还原剂的质量是铜盐溶液中铜质量的3％；
(2)将第一沉淀物在氮气保护下，用无水乙醇洗涤3次，再离心过滤得第二沉淀物；
(3)将第二沉淀物加入到去离子水中配成混浊液，加入包覆剂，升温至45℃，滴加水合肼，超声处理1h，离心过滤得第三沉淀物，再用无水乙醇洗涤3次，在真空干燥箱45℃干燥后即得；所述水合肼加入的体积是去离子水加入体积的20/1。
性能测试
将实施例3制备得到的铜粉进行如下性能测试，其中，松装密度在1.2～2.2g/cm3的记为A，在2.2～3.0g/cm3(不包括2.2)的记为B，在3.0～4.0g/cm3(不包括3.0)的记为C。振实密度在3.3～4.0g/cm3的记为A，在4.0～4.6g/cm3(不包括4.0)的记为B，在4.6～5.0g/cm3(不包括4.6)的记为C。比表面积在1.2～1.8m2/g的记为A，在0.75～1.2m2/g(不包括1.2)的记为B，在0.30～0.75m2/g(不包括0.75)的记为C。
表1
Figure BDA0002642695400000111
Figure BDA0002642695400000121
测试方法同上，将实施例1～2和对比例1～7制备得到的铜粉进行如下表2的性能测试：
表2
Figure BDA0002642695400000122
从上表数据可知，本发明制备得到的球形纳米铜粉粒径分布较窄，并具有高振实密度、高分散性、高烧结活性、低含碳量，由于反应物带来的杂质含量极低，同时具有优异的抗氧化性，可较好应用于浆料、油墨、导电胶等方面。从图1中也可以看出本发明制备得到的球形纳米铜粉呈球形，粒径均匀，表面光滑。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (5)

1.一种球形纳米铜粉的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
（1）将铜盐溶于水得铜盐溶液置于水浴中，加入调节剂将pH值调至10~13，向其中同时加入还原剂和分散剂，超声振荡反应，静置冷却，去掉上清液，得第一沉淀物；
（2）将第一沉淀物在氮气保护下，洗涤，离心过滤得第二沉淀物；
（3）将第二沉淀物加入到去离子水中配成混浊液，加入包覆剂，升温至40~50℃，滴加水合肼A，然后升温至55~65℃，再次滴加水合肼B，超声处理，离心过滤得第三沉淀物，洗涤，干燥后即得；
所述水合肼A和水合肼B的体积比为1：（2.5~3.5）；
所述的还原剂为有机酸及其衍生物和/或糖类及其衍生物；
所述分散剂和还原剂的质量比为（0.6~0.8）：1；所述包覆剂和分散剂的质量比为（1~3）：1，所述分散剂为聚乙二醇，所述聚乙二醇的羟值为160~220mgKOH/g；所述包覆剂为聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯；所述聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂的羟值为80~110mgKOH/g，皂化值为35~55mgKOH/g。
2.根据权利要求1所述的一种球形纳米铜粉的制备方法，其特征在于，所述铜盐选自硫酸铜、硝酸铜、醋酸铜、草酸铜、酒石酸铜、柠檬酸铜、葡萄糖酸铜、碱式硫酸铜、碱式碳酸铜、氯化铜、氯化亚铜、氧化铜中的一种或几种组合。
3.根据权利要求1所述的一种球形纳米铜粉的制备方法，其特征在于，所述有机酸及其衍生物为甲酸、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、柠檬酸、柠檬醛、柠檬酸钠、柠檬酸钾、柠檬酸锌、柠檬酸钾钠、抗坏血酸、抗坏血酸钠、抗坏血酸钾、异抗坏血酸或异抗坏血酸钠中的至少一种；所述糖类及其衍生物为葡萄糖、D-吡喃葡萄糖、D-葡萄烯糖、N-乙酰葡萄糖胺、葡萄糖酸、葡萄糖酸钠、D-纤维二糖、果糖、木糖、麦芽糖、异麦芽糖、麦芽酮糖、乳糖、蔗糖、岩藻糖、赤藓糖、核糖、阿拉伯糖、苏阿糖、甘露糖、来苏糖、塔洛糖、异麦芽三糖或壳聚糖中的至少一种。
4.一种根据权利要求1-3任一项所述的一种球形纳米铜粉的制备方法制备得到的球形纳米铜粉。
5.一种根据权利要求4所述一种球形纳米铜粉的应用，其特征在于，应用于油墨、导电胶。
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