導(dǎo)電微球的制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電膠中低成本導(dǎo)電填料的制備方法，尤其涉及一種納米銅包覆BaT13導(dǎo)電微球的制備方法及其應(yīng)用，屬于電子信息材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在，市場中大多都是以銀或金作為導(dǎo)電膠填料，這就無形中就增加了生產(chǎn)導(dǎo)電膠的成本，由于納米銅具有優(yōu)異的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，添加到樹脂中能提高導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此可以被作為導(dǎo)電膠的導(dǎo)電填料之一。但是，納米銅顆粒容易團(tuán)聚，難以穩(wěn)定保存，在樹脂中分散性不好，導(dǎo)致導(dǎo)電膠性能不穩(wěn)定；因此一定程度上限制了它在導(dǎo)電膠中的應(yīng)用。在鈦酸鋇納微米球表面包裹上一層納米銅，不但賦予了 BaT13微球?qū)щ娦?，還擴(kuò)充了納米銅在樹脂中分散性不好的問題，還可以長期保存。
[0003]BaT13是一種強(qiáng)介電材料，是電子陶瓷中使用最廣泛的材料之一，被譽(yù)為“電子陶瓷工業(yè)的支柱”，國內(nèi)外許多的學(xué)者對鈦酸鋇做了大量的研究工作，已經(jīng)得到了大量的新材料，有關(guān)類似于納米銅包覆BaT13導(dǎo)電微球的制備方法與研究較多，以下給出部分文獻(xiàn)。
[0004]發(fā)明專利授權(quán)公共號(hào)CN 105367811A，2016.03.02;
發(fā)明專利授權(quán)公共號(hào)CN 103506620B，2016.01.20;
發(fā)明專利授權(quán)公共號(hào)CN 103977798Β，2016.01.20。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了克服納米銅作為導(dǎo)電膠中導(dǎo)電填料分散性不好的問題，提供了一種納米銅覆BaT13導(dǎo)電微球的制備方法。
[0006]本發(fā)明采用BaT13微球表面預(yù)處理法，通過“晶核-生長”理論來控制納米銅顆粒在鈦酸鋇納微米球的沉積。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種納米銅包覆BaT13導(dǎo)電微球的制備方法及其應(yīng)用，其特征在于，包括以下步驟:步驟1:將BaT13微球置于硫酸銅水溶液(I)中，在超聲波作用下分散10-30分鐘后，進(jìn)行離心分離，依次用去離子水和無水乙醇洗滌微球1-3次，得到表面負(fù)載銅離子的BaT13微球；
步驟2:將步驟I所得的表面負(fù)載銅離子的BaT i O3微球置于NaBH4-C2H5OH溶液中，攪拌1-3小時(shí)后，進(jìn)行離心分離，用無水乙醇洗滌微球1-3次，得到表面負(fù)載納米銅的BaT13微球；步驟3:將步驟2所得的表面負(fù)載納米銅的BaT13微球至于硫酸銅水溶液(Π )中，攪拌下加入PH為13的水合肼溶液，攪拌1-3小時(shí)后；真空干燥，即得到納米銅包覆BaT13導(dǎo)電微球；
其中步驟I中所述的硫酸銅水溶液(I)的濃度為0.05-0.lg/ml，BaT13與硫酸銅的質(zhì)量比為=1:4;
其中步驟2中所述的NaBHVC2H5OH溶液濃度為0.02?0.03g/ml，按照質(zhì)量比Hi(BaT13):m(NaBH4)=1:0.9;
其中步驟步3中的硫酸銅溶液濃度為0.005~0.0]^/!111，按照質(zhì)量比111(1^1103):m(硫酸銅)=4: I;水合肼溶液濃度為0.08-0.09g/ml，按照質(zhì)量比Hi(BaT13):m(水合肼)=1: 2;得到的納米銅包覆BaT13導(dǎo)電微球中納米銅的厚度為5?20nm;
一種納米銅包覆BaT13導(dǎo)電微球的制備方法及其應(yīng)用，其特征在于:步驟3中所述的納米銅包覆BaT13導(dǎo)電微球可作為導(dǎo)電膠、導(dǎo)電涂料和電磁屏蔽材料。
[0008]本發(fā)明通過調(diào)節(jié)銅離子的濃度，進(jìn)而控制納米銅殼的厚度，得到不同的表面電阻的導(dǎo)電微球，以適應(yīng)不同導(dǎo)電性能要求的導(dǎo)電產(chǎn)品，本發(fā)明制備的導(dǎo)電粉末可以作為一種低成本的導(dǎo)電填料，在導(dǎo)電膠，導(dǎo)電涂料和電磁屏蔽材料等方面有著潛在的應(yīng)用前景。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)勢是:本發(fā)明可以控制銅離子的濃度或者調(diào)節(jié)納米銅包覆BaT13導(dǎo)電微球的用量，從而控制銅殼的厚度，利用BaT13微球顆粒分布，有利于顆粒形成緊密堆積結(jié)構(gòu)，這與純銅粉相比，擴(kuò)充了納米銅在樹脂中的體積分?jǐn)?shù);克服了納米銅作為導(dǎo)電膠中導(dǎo)電顆粒分散不均的難題，有效的控制了銅的用量;且本發(fā)明相比于純的納米銅的導(dǎo)電粉末填充體積將會(huì)減少，由于可以在更小的填充比下形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò);更易于在樹脂中分散，克服了納米銅填充導(dǎo)電膠導(dǎo)電性能不穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0010]圖1是納米銅包覆鈦酸鋇導(dǎo)電微球的合成過程圖。
[0011 ]圖2是納米銅包覆鈦酸鋇導(dǎo)電微球的透射電鏡圖。
[0012]圖3是納米銅包覆鈦酸鋇導(dǎo)電微球的XRD圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0014]以下實(shí)施例所使用的BaT13微球，顆粒尺寸為0.03?0.2μπι。
[0015]實(shí)施例1
步驟I，稱量4.0OOOg的無水硫酸銅，將稱量的無水硫酸銅使用去30ml去離子水溶解，制備的硫酸銅溶液(I)，再稱量稱量1.0OOOg的鈦酸鋇納微米球，把稱量完畢的BaT13微球分散到硫酸銅溶液中(I)，使用超聲清洗儀進(jìn)行超聲分散，時(shí)間為20min，進(jìn)行離心分離，依次用去離子水和無水乙醇洗滌微球I次，得到表面負(fù)載銅離子的BaT13微球；
步驟2，制備NaBHVC2H5OH溶液，稱量0.9438gNaBH4，分散在30ml無水乙醇中，使用磁力攪拌器攪拌15min，使NaBH4溶解于無水乙醇中，將離心完畢的表面負(fù)載銅離子的BaT13微球分散到NaBHVC2H5OH溶液磁力攪拌Ih，攪拌1_3小時(shí)后，進(jìn)行離心分離，用無水乙醇洗滌微球3次，得到表面負(fù)載納米銅的BaT13微球；
步驟3，稱量0.2500無水硫酸銅，將其溶于30ml的去離子水中，制備的硫酸銅溶液(Π )，離心完畢表面負(fù)載納米銅的BaT13微球在磁力攪拌分散在硫酸銅溶液中(Π )，使用量筒量取3ml的水合肼，將其與7ml的去離子水相互溶合，使用0.lg/ml氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)混合溶液的PH值，使得混合溶液的PH值在13，將調(diào)節(jié)完畢的混合溶液倒入裝有配好的離心完畢的鈦酸鋇納微米球稀得硫酸銅中，使用磁力攪拌攪拌2小時(shí)，停止攪拌，使用離心機(jī)進(jìn)行離心洗滌，使用去離子水洗滌三次，使用無水乙醇洗滌兩次，在真空度為0.08MPa，溫度60°C條件下干燥六小時(shí);所獲得的固體粉末在SMPa的壓力下壓成片，片得厚度為1mm，直徑為13mm，利用儀器測得納米銅覆BaT13導(dǎo)電微球的電導(dǎo)率為4.6X106S/m。
[0016]終上所述為本發(fā)明的實(shí)施方式的詳細(xì)說明，本發(fā)明不局限于此，在該領(lǐng)域內(nèi)的工作技人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明終止的前提下做出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種納米銅包覆BaT13導(dǎo)電微球的制備方法及其應(yīng)用，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:將BaT13微球置于硫酸銅水溶液(I)中，在超聲波作用下分散10-30分鐘后，進(jìn)行離心分離，依次用去離子水和無水乙醇洗滌微球1-3次，得到表面負(fù)載銅離子的BaT13微球；步驟2:將步驟I所得的表面負(fù)載銅離子的BaT13微球置于NaBH4-C2H5OH溶液中，攪拌1-3小時(shí)后，進(jìn)行離心分離，用無水乙醇洗滌微球1-3次，得到表面負(fù)載納米銅的BaT13微球；步驟3:將步驟2所得的表面負(fù)載納米銅的BaT13微球至于硫酸銅水溶液(Π )中，攪拌下加入PH為13的水合肼溶液，攪拌1-3小時(shí)后;真空干燥，即得到納米銅包覆BaT13導(dǎo)電微球；其中步驟I中所述的硫酸銅水溶液(I)的濃度為0.05-0.lg/ml，BaT13與硫酸銅的質(zhì)量比為=1:4; 其中步驟2中所述的NaBHVC2H5OH溶液濃度為0.02~0.(^/1111，按照質(zhì)量比111(8&1103):111(NaBH4)=1:0.9； 其中步驟步3中的硫酸銅溶液濃度為0.005?0.01g/ml，按照質(zhì)量比m(BaTi03):m(硫酸銅)=4: I;水合肼溶液濃度為0.08-0.09g/ml，按照質(zhì)量比Hi(BaT13):m(水合肼)=1: 2;得到的納米銅包覆BaT13導(dǎo)電微球中納米銅的厚度為5?20nm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米銅包覆BaT13導(dǎo)電微球的制備方法及其應(yīng)用，其特征在于:步驟3中所述的納米銅包覆BaT13導(dǎo)電微球可作為導(dǎo)電膠、導(dǎo)電涂料和電磁屏蔽材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種納米銅包覆BaTiO3導(dǎo)電微球的制備方法及其應(yīng)用。所使用的BaTiO3的粒徑尺寸大約在0.03~0.2μm之間，所附納米銅殼該厚度為5~20nm，該方法通過“晶核-生長”理論利用化學(xué)沉積法來控制納米銅顆粒在BaTiO3微球沉積的厚度；不均勻的粒徑分布，有利于粒子形成緊密堆積，從而提高粉末的導(dǎo)電性，與純銅粉相比，擴(kuò)充了納米銅在樹脂中填充體積百分比，更利于在樹脂中分散，且可以長期保存。
【IPC分類】C23C18/38, B22F1/02, B82Y40/00, B82Y30/00
【公開號(hào)】CN105665699
【申請?zhí)枴緾N201610149780
【發(fā)明人】楊文龍, 李海東, 丁為民, 林家齊, 楊雪瑩
【申請人】哈爾濱理工大學(xué)
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年3月16日