一種具有良好抗氧化性能銅電子漿料的製備方法
2023-06-12 07:03:16
專利名稱：一種具有良好抗氧化性能銅電子漿料的製備方法
技術領域：
本發明屬於漿料製備技術領域，涉及一種導電漿料的製備方法，具體涉及一種具有良好抗氧化性能銅電子漿料的製備方法。
背景技術：
隨著電子、信息、通信行業的飛速發展，對於金、銀、銅等金屬粉末為主要功能相的電子漿料(導電塗料、導電膠)的需求就越來越多，對其質量的要求也越來越高。中國是電子漿料的製造中心國之一，如今很多國外的電子加工企業不斷向中國轉移，使得市場上對於電子漿料的需求量不斷提升。目前，市場上所使用的電子漿料主要為銀系電子漿料，然而由於銀的價格不斷攀升，導致電子加工企業的成本逐步升高，因此很多電子加工企業迫切需要尋找一種低成本、易工業化、能夠代替銀系電子漿料的其他體系電子漿料。在眾多的金屬系中，金屬銅的體積電阻率為I. ΟΧΙΟ,Ω ·αιι，僅次於銀的體積電阻率I. 62X10,0 cm，因此有可能成為銀系電子漿料的優良替代者。然而由於金屬銅屬於過渡族金屬，其化學性質非常活潑，在常溫狀態下與空氣接觸就容易發生氧化，特別是表面積比較大的銅粉，氧化後會形成一層絕緣的氧化膜，而這層氧化膜幾乎不導電，使銅粉、特別是微米級的銅粉，實用成度大大降低；此外，如果將銅粉長期存放或放置在溫度較高、溼度較大的環境中，則氧化問題更為嚴重。因此銅粉的氧化問題大大限制了銅粉在電子漿料領域內的應用，需要尋找一種能夠工業化應用、具有優良抗氧化性能且能長期存放的銅電子漿料。
發明內容
本發明的目的在於提供一種具有良好抗氧化性能銅電子漿料的製備方法，解決了銅電子漿料存在的易氧化、不能在空氣中長時間存放和燒結的問題。本發明所採用的技術方案是，一種具有良好抗氧化性能銅電子漿料的製備方法，具體按照以下步驟實施步驟I、配置正矽酸乙酯與無水乙醇的混合溶液，並將混合溶液進行水解獲得水解後的溶劑；步驟2、將硼酸三丁酯和硝酸鉍加入水解後的溶劑，獲得混合溶劑；步驟3、對混合溶劑進一步水解，獲得凝膠；步驟4、稱取銅粉，並將銅粉用超聲波進行分散；步驟5、將銅粉與凝膠混合，獲得包覆銅粉；步驟6、將包覆銅粉與有機溶劑混合，獲得銅電子漿料。本發明的特點還在於，步驟I具體按照以下步驟實施I)按摩爾比為I :1稱取正矽酸乙酯與無水乙醇；
2)將I)中稱取的正矽酸乙酯溶解於無水乙醇中配置成混合溶液；3)稱取2)中混合溶液的質量按混合溶液的質量稱取去離子水
的質星W(去離子水其中混合溶液與去尚子水的質星比為W(IE桂酸■和無水雄)W(；去離子水)=1 I ；4)將3)中稱取的去離子水全部倒入配置好的混合溶液中進行水解反應，待水解反應完成後得到水解後的溶劑。步驟2具體按照以下步驟實施I)根據步驟I中正矽酸乙酯的用量分別稱取硼酸三丁酯、硝酸鉍，正矽酸乙酯硼酸三丁酯硝酸鉍的摩爾比為20 10 Γ6 0. 5 3 ；2)將I)中稱取好的硼酸三丁酯和硝酸鉍加入步驟I得到的水解後的溶劑中，得到混合溶劑。步驟I中使用的正矽酸乙酯的純度高於99%，步驟2中使用的硼酸三丁酯、硝酸鉍的純度均高於99%。步驟3具體按照以下步驟實施I)稱取步驟2犾得的混合溶劑的質裡WQE桂酸n無水Lflj酸三丁酷+硝酸秘)，按混合溶劑
的質星W(正桂酸&酷+無水&醇+硼酸三丁酷+硝酸秘)稱取去尚子水的質星W (去離子水)，其中W(正桂酸己酷+無水己醇+硼酸三丁酷+硝酸秘)W(去離子水)=1 0. 05 O. I ；2)將I)中稱取的全部去離子水倒入步驟2得到的混合溶劑中，使混合溶劑產生進一步水解，得到凝膠。步驟4具體按照以下步驟實施I)按照步驟I和步驟2中所使用的正矽酸乙酯、硼酸三丁酯和硝酸鉍的質量之和
W (正桂酸己酷+硼酸三丁酷+硝酸秘)稱取銅粉的質星W銅粉，W銅粉:W (正桂酸己酷+硼酸三丁酷+硝酸秘)=0· 05 O. 3
I;2)按銅粉的質量Wiw稱取去離子水，銅粉與去離子水的質量比為I :0. 3 ;3)將I)中稱取的銅粉倒入2)中稱取的去離子水中，採用頻率為35KHz超聲波對銅粉進行分散，分散時間為40min 80min。步驟4中的銅粉純度高於99%,粒徑尺寸不大於50 μ m。步驟5具體按照以下步驟實施I)將步驟4經超聲波分散後的銅粉與步驟3獲得的凝膠進行混合，攪拌均勻，獲得銅粉混合溶劑；2)將I)中得到的攪拌均勻的銅粉混合溶劑進行乾燥處理，乾燥溫度為80°C 150°c，直至烘乾，即獲得包覆銅粉。步驟6具體按照以下步驟實施I)按步驟5中獲得的包覆銅粉的質量稱取機溶劑，包覆銅粉與有機溶劑的質量比為7 9 :3 I ；2)將步驟5中的包覆銅粉加入I)稱取的有機溶劑中，均勻混合後即獲得本發明的銅電子漿料。步驟6有機溶劑是三乙醇胺、聚乙二醇、羧甲基纖維素鈉、羧乙基纖維素鈉、丙烯酸樹脂、醋酸丁酸纖維素、聚乙烯醇中的一種或幾種混合溶劑。本發明的有益效果在於，
(I)本發明一種具有良好抗氧化性能銅電子漿料的製備方法具有製備流程簡單的優點，不需要專門的設備即可進行生產，有效的降低了生產的成本；(2)採用本發明方法製備出的銅電子漿料不僅可在空氣中燒結，還可以長期存放，具有良好的抗氧化性能。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明進行詳細說明。本發明的一種具有良好抗氧化性能銅電子漿料的製備方法，具體按照以下步驟實施步驟I、配置正矽酸乙酯與無水乙醇的混合溶液，並將混合溶液進行水解獲得水解後的溶劑；I)按摩爾比為I :1稱取正矽酸乙酯與無水乙醇；2)將I)中稱取的正矽酸乙酯溶解於無水乙醇中配置成混合溶液；3)稱取2)中混合溶液的質量W)，按混合溶液的質量稱取去離子水的質星W(去離子水其中混合溶液與去尚子水的質星比為W(IE桂酸■和無水雄)W(；去離子水)=1 I ；4)將3)中稱取的去離子水全部倒入配置好的混合溶液中進行水解反應，待水解反應完成後得到水解後的溶劑。步驟2、將硼酸三丁酯和硝酸鉍加入水解後的溶劑，獲得混合溶劑；I)根據步驟I中正矽酸乙酯的用量分別稱取硼酸三丁酯、硝酸鉍，正矽酸乙酯硼酸三丁酯硝酸鉍的摩爾比為20 10 Γ6 0. 5 3 ；2)將I)中稱取好的硼酸三丁酯和硝酸鉍加入步驟I得到的水解後的溶劑中，得到混合溶劑。步驟3、對混合溶劑進一步水解，獲得凝膠；I)稱取步驟2犾得的混合溶劑的質裡WQE桂酸n無水Lflj酸三丁酷+硝酸秘)，按混合溶劑
的質星W(正桂酸&酷+無水&醇+硼酸三丁酷+硝酸秘)稱取去尚子水的質星W (去離子水)，其中W(正桂酸己酷+無水己醇+硼酸三丁酷+硝酸秘)W(去離子水)=1 0. 05 O. I ；2)將I)中稱取的全部去離子水倒入步驟2得到的混合溶劑中，使混合溶劑產生進一步水解，得到凝膠。步驟4、稱取銅粉，並將銅粉用超聲波進行分散；I)按照步驟I和步驟2中所使用的正矽酸乙酯、硼酸三丁酯和硝酸鉍的質量之和
W (正桂酸己酷+硼酸三丁酷+硝酸秘)稱取銅粉的質星W銅粉，W銅粉:W (正桂酸己酷+硼酸三丁酷+硝酸秘)=0· 05 O. 3
I;2)按銅粉的質量Wiw稱取去離子水，銅粉與去離子水的質量比為I :0. 3 ;3)將I)中稱取的銅粉倒入2)中稱取的去離子水中，採用頻率為35KHz超聲波對銅粉進行分散，分散時間為40min 80min。其中採用的銅粉純度高於99%，粒徑尺寸不大於50 μ m。步驟5、將銅粉與凝膠混合，獲得包覆銅粉；I)將步驟4經超聲波分散後的銅粉與步驟3獲得的凝膠進行混合，攪拌均勻，獲得銅粉混合溶劑；
2)將I)中得到的攪拌均勻的銅粉混合溶劑進行乾燥處理，乾燥溫度為80°C 150°c，直至烘乾，即獲得包覆銅粉。步驟6、將包覆銅粉與有機溶劑混合，獲得銅電子漿料；I)按步驟5中獲得的包覆銅粉的質量稱取機溶劑，包覆銅粉與有機溶劑的質量比為7 9 :3 I ；2)將步驟5中的包覆銅粉加入I)稱取的有機溶劑中，均勻混合後即獲得本發明的銅電子漿料。步驟6使用的有機溶劑是三乙醇胺、聚乙二醇、羧甲基纖維素鈉、羧乙基纖維素鈉、丙烯酸樹脂、醋酸丁酸纖維素、聚乙烯醇中的一種或幾種混合溶劑。實施例I :將正矽酸乙酯溶解於無水乙醇中配置成混合溶液，正矽酸乙酯與無水乙醇的摩爾比為I :1，按混合溶液與去離子水的質量比為I :1稱取去離子水，並將稱取的去離子水倒入到混合溶液中，混合溶液進行水解獲得水解溶劑；按照正矽酸乙酯的用量量取硼酸三丁酯和硝酸鉍，正矽酸乙酯、硼酸三丁酯和硝酸鉍的摩爾比為20 1 0. 5，將量取的硼酸三丁酯和硝酸鉍倒入上述水解後的溶劑中得到混合溶劑；根據混合溶劑的質量稱取去離子水，W
OE桂酸L無水[醇+棚酸三丁酷+硝酸秘)·:0. O5,將稱取的去尚子水倒入到犾得的混合溶
劑中，使混合溶劑進行進一步水解，獲得凝膠；按照正矽酸乙酯、硼酸三丁酯和硝酸鉍的質
星之和W (正桂酸己酷+硼酸三丁酷+硝酸秘)稱取銅粉W銅粉，Wis粉W (正桂酸&酷+硼酸三丁酷+硝酸秘)=0· 05 :1，再
根據銅粉的質量稱取去離子水，銅粉與去離子水的質量比為I :0. 3，將稱取的銅粉置於去離子水中採用35KHz的超聲波分散40min ;將超聲波分散後的銅粉與獲得的凝膠進行混合後攪拌，在80°C條件下進行乾燥，獲得包覆銅粉；將製備的包覆銅粉與有機溶劑三乙醇胺按照質量比為7 3的比例進行混合，獲得銅電子漿料。實施例2將正矽酸乙酯溶解於無水乙醇中配置成混合溶液，正矽酸乙酯與無水乙醇的摩爾比為I :1，按混合溶液與去離子水的質量比為I :1稱取去離子水，並將稱取的去離子水倒入到混合溶液中，混合溶液進行水解獲得水解溶劑；按照正矽酸乙酯的用量量取硼酸三丁酯和硝酸鉍，正矽酸乙酯、硼酸三丁酯和硝酸鉍的摩爾比為10 6 :3，將量取的硼酸三丁酯和硝酸鉍倒入上述水解後的溶劑中得到混合溶劑；根據混合溶劑的質量稱取去離子水，W
酸Zjg+無水[醇+棚酸三丁酷+硝酸秘)·0. 1，將稱取的去尚子水倒入到犾得的混合溶劑中，
使混合溶劑進行進一步水解，獲得凝膠；按照正矽酸乙酯、硼酸三丁酯和硝酸鉍的質量之和
W (正桂酸己酷+硼酸三丁酷+硝酸秘)稱取銅粉W,同粉，Wis粉W(正桂酸&酷+硼酸三丁酷+硝酸秘)=1 0. 3,再根據銅粉
的質量稱取去離子水，銅粉與去離子水的質量比為I :0. 3，將稱取的銅粉置於去離子水中採用35KHz的超聲波分散60min ；;將超聲波分散後的銅粉與獲得的凝膠進行混合後攪拌，在90°C條件下進行乾燥，獲得包覆銅粉；將製備的包覆銅粉與有機溶劑丙烯酸樹脂按照質量比為9 1的比例進行混合，獲得銅電子漿料。實施例3將正矽酸乙酯溶解於無水乙醇中配置成混合溶液，正矽酸乙酯與無水乙醇的摩爾比為I :1，按混合溶液與去離子水的質量比為I :1稱取去離子水，並將稱取的去離子水倒入到混合溶液中，混合溶液進行水解獲得水解溶劑；按照正矽酸乙酯的用量量取硼酸三丁酯和硝酸鉍，正矽酸乙酯、硼酸三丁酯和硝酸鉍的摩爾比為15 3 :2，將量取的硼酸三丁酯和硝酸鉍倒入上述水解後的溶劑中得到混合溶劑；根據混合溶劑的質量稱取去離子水，W++ *ξτ* + * 5) :W(去離子水)=1 0. 1，將稱取的去尚子水倒入到犾得的混合溶劑中，使混合溶劑進行進一步水解，獲得凝膠；按照正矽酸乙酯、硼酸三丁酯和硝酸鉍的質量之和
W (正桂酸己酷+硼酸三丁酷+硝酸秘)稱取銅粉W銅粉，Wis粉W (正桂酸&酷+硼酸三丁酷+硝酸秘)=1 0. 1，再根據銅粉
的質量稱取去離子水，銅粉與去離子水的質量比為I :0. 3，將稱取的銅粉置於去離子水中採用35KHz的超聲波分散80min ;將超聲波分散後的銅粉與獲得的凝膠進行混合後攪拌，在120°C條件下進行乾燥，獲得包覆銅粉；將製備的包覆銅粉與有機溶劑聚乙二醇按照質量比為4 1的比例進行混合，獲得銅電子漿料。
權利要求
1.一種具有良好抗氧化性能銅電子漿料的製備方法，其特徵在於，具體按照以下步驟實施步驟I、配置正矽酸乙酯與無水乙醇的混合溶液，並將混合溶液進行水解獲得水解後的溶劑；步驟2、將硼酸三丁酯和硝酸鉍加入水解後的溶劑，獲得混合溶劑；步驟3、對混合溶劑進一步水解，獲得凝膠；步驟4、稱取銅粉，並將銅粉用超聲波進行分散；步驟5、將銅粉與凝膠混合，獲得包覆銅粉；步驟6、將包覆銅粉與有機溶劑混合，獲得銅電子漿料。
2.根據權利要求I所述的具有良好抗氧化性能銅電子漿料的製備方法，其特徵在於，所述步驟I具體按照以下步驟實施1)按摩爾比為I:1稱取正矽酸乙酯與無水乙醇；2)將I)中稱取的正矽酸乙酯溶解於無水乙醇中配置成混合溶液；3)稱取2)中混合溶液的質量W按混合溶液的質量稱取去離子水的質星^(去離子水)，其中混合溶液與去尚子水的質星比為W(正桂酸[8輛無水[醇)W(去離子水)=1 I ；4)將3)中稱取的去離子水全部倒入配置好的混合溶液中進行水解反應，待水解反應完成後得到水解後的溶劑。
3.根據權利要求I所述的具有良好抗氧化性能銅電子漿料的製備方法，其特徵在於，所述步驟2具體按照以下步驟實施1)根據步驟I中正矽酸乙酯的用量分別稱取硼酸三丁酯、硝酸鉍，正矽酸乙酯硼酸三丁酯硝酸鉍的摩爾比為20 10 Γ6 0. 5 3 ；2)將I)中稱取好的硼酸三丁酯和硝酸鉍加入步驟I得到的水解後的溶劑中，得到混合溶劑。
4.根據權利要求2或3所述的具有良好抗氧化性能銅電子漿料的製備方法，其特徵在於，所述步驟I中使用的正矽酸乙酯的純度高於99%，所述步驟2中使用的硼酸三丁酯、硝酸鉍的純度均高於99%。
5.根據權利要求I所述的具有良好抗氧化性能銅電子漿料的製備方法，其特徵在於，所述步驟3具體按照以下步驟實施1)稱取步驟2犾得的混合溶劑的質裡WQE桂酸n無水^醇+棚酸三了 +硝酸 ο 按混合溶劑的質星W (正桂酸■ +無水Z1醇+硼酸三丁酷+硝酸秘)稱取去尚子水的質星W (去離子水)，其中W (正桂酸■ +無水Z1醇+硼酸三丁酷+硝酸秘)W (去離子水)=1 0. 05 O. I ；2)將I)中稱取的全部去離子水倒入步驟2得到的混合溶劑中，使混合溶劑產生進一步水解，得到凝膠。
6.根據權利要求I所述的具有良好抗氧化性能銅電子漿料的製備方法，其特徵在於，所述步驟4具體按照以下步驟實施O按照步驟I和步驟2中所使用的正矽酸乙酯、硼酸三丁酯和硝酸鉍的質量之和W(I桂酸&酷+硼酸三丁酷+硝酸秘)稱取銅粉的質星W,同粉，W銅粉:W(正桂酸&酷+硼酸三丁酷+硝酸秘)=0· 05 O. 3 1 ；2)按銅粉的質量Wiw稱取去離子水，銅粉與去離子水的質量比為I:0. 3 ;3)將I)中稱取的銅粉倒入2)中稱取的去離子水中，採用頻率為35KHz超聲波對銅粉進行分散，分散時間為40min 80min。
7.根據權利要求6所述的具有良好抗氧化性能銅電子漿料的製備方法，其特徵在於，所述步驟4中的銅粉純度高於99%，粒徑尺寸不大於50 μ m。
8.根據權利要求I所述的具有良好抗氧化性能銅電子漿料的製備方法，其特徵在於，所述步驟5具體按照以下步驟實施1)將步驟4經超聲波分散後的銅粉與步驟3獲得的凝膠進行混合，攪拌均勻，獲得銅粉混合溶劑；2)將I)中得到的攪拌均勻的銅粉混合溶劑進行乾燥處理，乾燥溫度為80°C 150°C，直至烘乾，即獲得包覆銅粉。
9.根據權利要求I所述的具有良好抗氧化性能銅電子漿料的製備方法，其特徵在於，所述步驟6具體按照以下步驟實施O按步驟5中獲得的包覆銅粉的質量稱取機溶劑，包覆銅粉與有機溶劑的質量比為7 9 :3 I ；2)將步驟5中的包覆銅粉加入I)稱取的有機溶劑中，均勻混合後即獲得本發明的銅電子漿料。
10.根據權利要求9所述的具有良好抗氧化性能銅電子漿料的製備方法，其特徵在於，所述步驟6有機溶劑是三乙醇胺、聚乙二醇、羧甲基纖維素鈉、羧乙基纖維素鈉、丙烯酸樹脂、醋酸丁酸纖維素、聚乙烯醇中的一種或幾種混合溶劑。
全文摘要
本發明公開的一種具有良好抗氧化性能銅電子漿料的製備方法，具體按照以下步驟實施步驟1、配置正矽酸乙酯與無水乙醇的混合溶液，並將混合溶液進行水解獲得水解後的溶劑；步驟2、取硼酸三丁酯和硝酸鉍加入水解後的溶劑，獲得混合溶劑；步驟3、對混合溶劑進一步水解，獲得凝膠；步驟4、稱取銅粉，並將銅粉用超聲波進行分散；步驟5、將銅粉與凝膠混合，獲得包覆銅粉；步驟6、將包覆銅粉與有機溶劑混合，獲得銅電子漿料。解決了銅電子漿料存在的易氧化、不能在空氣中長時間存放和燒結的問題。
文檔編號H01B1/22GK102938269SQ20121039601
公開日2013年2月20日 申請日期2012年10月17日 優先權日2012年10月17日
發明者蘇曉磊, 賈豔, 王俊勃, 李智敏, 賀辛亥, 徐潔, 付翀, 劉松濤 申請人:西安工程大學