本發(fā)明涉及一種電子工業(yè)用銀包銅粉的制備方法,具體涉及一種低溫漿料用銀包銅粉的制備方法。
背景技術:
1、導電金屬粉作為電子漿料的核心材料,在陶瓷電容器、太陽能電池、柔性透明導電、超細印刷線路等領域具有廣泛的應用。傳統(tǒng)的電子漿料主要以金屬銀作為導電相,但價格過高。為了降低成本,需要低成本高性能的金屬粉取代或部分取代銀粉。銀包銅粉被認為是理想的替代產(chǎn)品,但存在鍍層不致密、銀銅層結合度差等問題而影響使用。
2、目前制備銀包銅粉比較常用的方法有兩種:一種是直接鍍銀法,另一種是化學鍍法。直接鍍銀法是直接用銅粉做還原劑去置換銀氨離子,使銀顆粒沉積在銅粉表面。此工藝雖然簡單,成本低,但是銀主要以點狀包覆在銅粉表面,無法得到致密的銀層,且銀層厚度薄,無法滿足高溫高濕條件下使用要求。中國專利cn109773179a提供了一種外加電磁場高致密度銀包銅粉的制備方法,但該法不可避免會導致銀單質(zhì)在介質(zhì)球上的沉積,且工藝比較復雜;中國專利cn116005144a一種異質(zhì)結太陽能電池用銀包銅粉的制備方法,采用置換鍍銀、還原鍍鎳、敏化、還原鍍銀得到耐高溫的銀包銅粉,但該工藝復雜,且由于引入了一層鎳,會對導電性能造成一定影響。上述的工藝方法步驟較復雜,并且在工業(yè)生產(chǎn)過程中工藝參數(shù)難控制,成本較高。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明在于解決上述問題,提供了一種低溫漿料用銀包銅粉的制備方法,該方法具有鍍層致密、結合力強,抗氧化性好的特點。
2、本發(fā)明是通過如下技術方案實現(xiàn)的:一種低溫漿料用銀包銅粉制備方法,其特征在于,步驟如下:
3、(1)堿洗:用濃度為3%-10%的氫氧化鈉溶液超聲清洗銅粉表面的有機物,然后用去離子水洗掉殘留在銅粉表面的堿液,得到清洗干凈的銅粉;
4、(2)酸洗:用濃度為3%-10%的稀酸溶液超聲清洗銅粉表面的氧化物,然后用去離子水洗掉殘留在銅粉表面的酸液,得到清洗干凈的銅粉;
5、(3)有機修飾:加入表面修飾劑,對銅粉進行表面修飾,隨后抽濾、洗滌、干燥,得到表面修飾的銅粉;
6、(4)化學鍍銀:將表面修飾過的銅粉置于還原劑中,隨后滴加銀氨溶液至反應完全,鍍液中無銀離子存在,抽濾,清洗,干燥,得到銀包銅粉。
7、優(yōu)選地,所述有機修飾的具體步驟如下:
8、a.將銅粉置于水與乙醇的混合溶液中,并置于水浴中加熱攪拌,時間為5-10min,水與乙醇的體積比為1:1-1:3,水浴溫度為60-80℃;
9、b.加入銅粉質(zhì)量的0.5%-10%表面修飾劑,攪拌均勻,保持溶液溫度60-80℃,攪拌時間為0.5-4h,隨后抽濾,清洗,干燥溫度為100-150℃,干燥時間為1-24h。
10、優(yōu)選地,所述化學鍍銀的具體步驟如下:
11、a.配置還原液:取10-50g葡萄糖,20-200g酒石酸鉀鈉以及1l去離子水,煮沸5min后冷卻至室溫待用;
12、b.配置銀氨溶液:取10-50g硝酸銀,加入1-20g氫氧化鈉,隨后加入氨水至沉淀消失,配成濃度為10-50g/l銀氨溶液;
13、c.將表面修飾過的銅粉加入還原液中,并加入銅粉質(zhì)量的0.1%-1%聚乙烯比咯烷酮,超聲攪拌,隨后開始滴定銀氨溶液,滴定時間為30-60min,滴加結束后繼續(xù)攪拌,待溶液中無殘留銀離子,抽濾,清洗;
14、d.將清洗干凈的銀包銅粉放入真空干燥箱中干燥,所述溫度為60-80℃,時間為5-20h。
15、優(yōu)選地,步驟(1)中的銅粉為球形或不規(guī)則形狀,粒徑為1-10微米。
16、優(yōu)選地,堿洗時,超聲清洗條件為室溫超聲攪拌15-60min。
17、優(yōu)選地,酸洗時,稀酸溶液采用稀硫酸、稀鹽酸或乙酸,超聲清洗條件為室溫超聲攪拌15-60min。
18、優(yōu)選地,所述表面修飾劑可以為含巰基的硅烷偶聯(lián)劑、單寧酸或鹽酸多巴胺。
19、優(yōu)選地,所述銅粉的平均粒徑為3-5微米。
20、本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用表面修飾抑制銅粉置換,使銅粉不參與或較少參與反應,一方面可以減少置換反應造成的銅粉原料浪費,另一方面也可以降低因銅粉形貌、比表面積差異造成批次不穩(wěn)定。
21、采用本方法制備的銀包銅粉具有優(yōu)異的導電性、耐高溫性以及銀銅層間結合力,可以滿足低溫漿料制備及使用過程中的高溫以及擠壓等剪切作用力。
1.一種低溫漿料用銀包銅粉制備方法,其特征在于,步驟如下
2.根據(jù)權利要求1所述的一種低溫漿料用銀包銅粉制備方法,其特征在于,所述有機修飾的具體步驟如下:
3.根據(jù)權利要求1所述的一種低溫漿料用銀包銅粉制備方法,其特征在于,所述化學鍍銀的具體步驟如下:
4.根據(jù)權利要求1所述的一種低溫漿料用銀包銅粉制備方法,其特征在于,步驟(1)中的銅粉為球形或不規(guī)則形狀,粒徑為1-10微米。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種低溫漿料用銀包銅粉制備方法,其特征在于,堿洗時,超聲清洗條件為室溫超聲攪拌15-60min。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種低溫漿料用銀包銅粉制備方法,其特征在于,酸洗時,稀酸溶液采用稀硫酸、稀鹽酸或乙酸,超聲清洗條件為室溫超聲攪拌15-60min。
7.根據(jù)權利要求2所述的一種低溫漿料用銀包銅粉制備方法,其特征在于,所述表面修飾劑可以為含巰基的硅烷偶聯(lián)劑、單寧酸或鹽酸多巴胺。
8.根據(jù)權利要求4所述的一種低溫漿料用銀包銅粉制備方法,其特征在于,所述銅粉的平均粒徑為3-5微米。