專利名稱：樹枝形或多邊形的銅－銀雙金屬超細(xì)粉體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬粉體及其制備的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種具有抗菌性能和導(dǎo)電性能的金屬粉體，尤其涉及一種銅和銀雙金屬粉。
本發(fā)明需要解決技術(shù)問題之二在于公開所說的樹枝形或多邊形超細(xì)銅-銀雙金屬粉的制備方法。
本發(fā)明的構(gòu)思是這樣的(1)首先參照現(xiàn)有技術(shù)制備一種超細(xì)銅粉，然后將此銅粉在水中攪拌分散均勻置于熱水浴上恒溫，并在銅粉的懸濁液中再加入有高分子保護(hù)劑存在的銀離子，使銀離子與銅發(fā)生置換反應(yīng)，并在銅粒子的表面部分或全部包覆銀超微粒子，形成一種樹枝形或多邊形的銅銀雙金屬粉，該銅-銀雙金屬粉能克服銅粉易氧化和銀粉成本高的缺點(diǎn)，而保持兩者的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的銅-銀雙金屬粉體抗菌劑組分和重量百分含量為銅 6％～73％銀 27％～94％。
優(yōu)選的組分比例為銅 64％～23％銀 36％～77％在所說的雙金屬粉中，銅粒子的表面部分或全部被銀粒子所包覆，形成一種銅-銀雙金屬粒子，該金屬粒子具有兩種形態(tài)①樹枝形，其粒徑為1μm～20μm，②多邊形，其粒徑為100nm～2μm。
上述銅-銀雙金屬粉可以直接作為抗菌劑使用，也可以進(jìn)一步與其它材料相結(jié)合將其制備成抗菌產(chǎn)品。
上述的銅-銀雙金屬粉的制備包括以下步驟1)首先采用文獻(xiàn)“華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)”Vol.23 No.3 372-376(1997)趙斌，劉志杰等所報(bào)導(dǎo)的超細(xì)銅粉的制備方法，以PVP作為高分子保護(hù)劑，制備出超細(xì)銅粉。并將該銅粉加水分散均勻待用。
2)將高分子保護(hù)劑含量為5g/L～70g/L、銀離子含量為170g/L～283g/L的混合溶液滴加到所說的銅粉的懸浮液中，滴加量用銀銅比來控制，一般為銅∶銀＝(0.6～5.0)∶1，以銅∶銀＝(0.8～3.0)∶1為佳。
3)在0℃～80℃下反應(yīng)30～60分鐘，從反應(yīng)產(chǎn)物中通過常規(guī)的方法，如過濾或干燥收集沉淀物，即可獲得所說的銅-銀雙金屬粉。
所說的高分子保護(hù)劑為聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、明膠、聚乙烯醇(PVA)、可溶性淀粉、聚丙烯酸鹽、甲基纖維素或阿拉伯膠等可溶性高分子中的一種或一種以上，加入高分子保護(hù)劑的作用是使銅-銀雙金屬粉保持穩(wěn)定、均勻的分散狀態(tài)，也可以控制粉體的形貌，如果用量太少不能有效地控制粉體的粒度，如果用量太多則成本增加。優(yōu)選的保護(hù)劑為PVP和明膠，較佳的含量為10g/L～60g/L。所用的水為去離子水或蒸餾水。
銀離子選自可溶性銀鹽，如硝酸銀等。
本發(fā)明的銅-銀雙金屬粉既克服了銅粉和銀粉的缺點(diǎn)，又保持了兩者的優(yōu)點(diǎn)，不易氧化，成本較低，制備方法也簡單，作為抗菌劑能同時殺滅細(xì)菌和真菌，按國標(biāo)其殺菌率可達(dá)100％。同時，該銅-銀雙金屬粉具有十分優(yōu)異的導(dǎo)電性能，制成導(dǎo)電涂料后，其方塊電阻能達(dá)10-3Ω/□。
圖2為所說的多邊表的超細(xì)銅-銀雙金屬粉的電鏡照片。
圖3為純超細(xì)銅粉的熱重曲線圖。
圖4為超細(xì)銅-銀雙金屬粉的熱重曲線圖。
實(shí)施例1銅粉的制備將6.25g的CuSO4·5H2O和1.02gPVP溶于100ml去離子水中，在70℃下恒溫30分鐘，再配制水合肼溶液100ml(水合肼濃度為0.75mol/L)，恒溫70℃，然后在攪拌的條件下將硫酸銅溶液滴入水合肼溶液中，反應(yīng)40分鐘，洗滌過濾后即得銅粉。
將上述銅粉加100ml水?dāng)嚢璺稚⒕鶆?，再?.25g的AgNO3及1.0g PVP溶于100ml去離子水中，然后滴加到銅粉懸濁液中，反應(yīng)30分鐘，過濾，收集濾餅，即得Cu-Ag雙金屬粉，其銀銅比為2∶1。
采用JEM-1200EXII型透射電子顯微鏡觀察其形貌為樹枝形，按GB15979-1995方法進(jìn)行殺菌效率測試，其殺菌率為100％。
由

圖1可見所說的銅-銀雙金屬粉的形貌為樹枝形，單個樹枝的大小為100-300nm。
由圖3和圖4可見，銅-銀雙金屬粉(銀銅摩爾比為1∶1)的增重溫度已明顯提高，提高大約150℃。制成導(dǎo)電涂料后，其方塊電阻為10-3Ω/□。
實(shí)施例2
銅粉的制備將6.25g的CuSO4·5H2O和1.02gPVP溶于100ml去離子水中，在70℃下恒溫30分鐘，再配制水合肼溶液100ml(水合肼濃度為0.75mol/L)，恒溫70℃，然后在攪拌的條件下將硫酸銅溶液滴入水合肼溶液中，反應(yīng)40分鐘，洗滌過濾后即得銅粉。
將上述銅粉加100ml水?dāng)嚢璺稚⒕鶆?，再?.25g的AgNO3及0.35g明膠溶于100ml去離子水中，然后滴加到銅粉懸濁液中，反應(yīng)30分鐘，過濾，收集濾餅，即得Cu-Ag雙金屬粉，其銀銅比為2∶1。
采用JEM-1200EXII型透射電子顯微鏡觀察其形貌為六邊形，用LS230型激光粒度儀測量其團(tuán)聚體的粒度及粒度分布。按GB15979-1995方法進(jìn)行殺菌效率測試，其殺菌率為100％。制成導(dǎo)電涂料后，其方塊電阻為0.98×10-3Ω/□。
由圖2可見所說的銅-銀雙金屬粉的形貌為六邊形，單個粒子的大小為50-300nm。
由圖3和圖4可見，銅-銀雙金屬粉(銀銅摩爾比為1∶1)的增重溫度已明顯提高，提高大約150℃。
實(shí)施例3銅粉的制備將9.375g的CuSO45H2O和1.02gPVP溶于100ml去離子水中，在70℃下恒溫30分鐘，再配制水合肼溶液100ml(水合肼濃度為1.13mol/L)，恒溫70℃，然后在攪拌的條件下將硫酸銅溶液滴入水合肼溶液中，反應(yīng)40分鐘，洗滌過濾后即得銅粉。
將上述銅粉加100ml水?dāng)嚢璺稚⒕鶆?，再?.25g的AgNO3及1.0g PVP溶于100ml去離子水中，然后滴加到銅粉懸濁液中，反應(yīng)30分鐘，即得Cu-Ag雙金屬粉，其銀銅比為1∶1。
用JEM-1200EXII型透射電子顯微鏡觀察其形貌樹枝形，按GB15979-1995方法進(jìn)行殺菌效率測試，其殺菌率為100％。其方塊電阻為1.05×10-3Ω/□。
實(shí)施例4銅粉的制備將12.5g的CuSO45H2O和0.97gPVP溶于100ml去離子水中，在70℃下恒溫30分鐘，再配制水合肼溶液100ml(水合肼濃度為1.5mol/L)，恒溫70℃，然后在攪拌的條件下將硫酸銅溶液滴入水合肼溶液中，反應(yīng)40分鐘，洗滌過濾后即得銅粉。
將上述銅粉加100ml水?dāng)嚢璺稚⒕鶆?，再?.4g的AgNO3及1.0g PVP溶于100ml去離子水中，然后滴加到銅粉懸濁液中，反應(yīng)30分鐘，即得Cu-Ag雙金屬粉，其銀銅比為2∶1。
用JEM-1200EX II型透射電子顯微鏡觀察其形貌為樹枝形，用LS230型激光粒度儀測量其團(tuán)聚體的粒度及粒度分布。按GB15979-1995方法進(jìn)行殺菌效率測試，其殺菌率為100％。其方塊電阻為1.1×10-3Ω/口。
實(shí)施例5銅粉的制備將12.5g的CuSO45H2O和1.02gPVP溶于100ml去離子水中，在70℃下恒溫30分鐘，再配制水合肼溶液100ml(水合肼濃度為1.5mol/L)，恒溫70℃，然后在攪拌的條件下將硫酸銅溶液滴入水合肼溶液中，反應(yīng)40分鐘，洗滌過濾后即得銅粉。
將上述銅粉加100ml水?dāng)嚢璺稚⒕鶆颍賹?.84g的AgNO3及1.01g PVP溶于100ml去離子水中，然后滴加到銅粉懸濁液中，反應(yīng)30分鐘，即得Cu-Ag雙金屬粉，其銀銅比為2.5∶1。
用JEM-1200EX II型透射電子顯微鏡觀察其形貌為樹枝形，用LS230型激光粒度儀測量其團(tuán)聚體的粒度及粒度分布。按GB15979-1995方法進(jìn)行殺菌效率測試，其殺菌率為100％。
實(shí)施例6按實(shí)施例3～5的方法制備銅粉，將置換反應(yīng)的高分子保護(hù)劑PVP換成明膠，即可制備出銅銀雙金屬粉體抗菌劑。
用JEM-1200EXII型透射電子顯微鏡觀察其形貌為六邊形，用LS230型激光粒度儀測量其團(tuán)聚體的粒度及粒度分布。按GB15979-1995方法進(jìn)行殺菌效率測試，其殺菌率為100％。其方塊電阻為1.02×10-3Ω/口
權(quán)利要求
1.一種樹枝狀超細(xì)銅-銀雙金屬粉，其特征在于主要包括以下成分銅73％～6.0％ 銀27％～94％其平均團(tuán)聚體的粒徑為4～20μm，單個樹枝的粒徑為50～400nm。制備中所用高分子保護(hù)劑為聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、明膠、可溶性淀粉、甲基纖維素、阿拉伯膠等可溶性高分子中的一種或一種以上。所用的溶劑為水或醇類。
2.一種六邊形的超細(xì)銅-銀雙金屬粉，其特征在于主要成分為銅73％～6％；銀27％～94％。其團(tuán)聚體的平均粒徑為500nm～10μm，單個粒子的粒徑為50nm～250nm。所說的高分子保護(hù)劑為聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、明膠、可溶性淀粉、甲基纖維素、阿拉伯膠等可溶性高分子中的一種或一種以上。所用的溶劑為水或醇類。
3.這種銅銀雙金屬粉可以作為抗菌劑、導(dǎo)電粉、催化劑等直接應(yīng)用，也可以與其它材料相結(jié)合制備成相關(guān)產(chǎn)品。
4.如權(quán)利要求1和2所述的銅-銀雙金屬粉作為抗菌劑或?qū)щ姺?，其特征在于主要成分為銅70％～10％；銀90％～30％；優(yōu)選的高分子保護(hù)劑為聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和明膠，優(yōu)選的溶劑為水。所用的水為去離子水或蒸餾水。
5.如權(quán)利要求1所述的樹枝形銅-銀雙金屬粉的制備方法，其特征在于要依次包括以下步驟1)首先采用現(xiàn)有技術(shù)制備好銅粉，并將銅粉加水?dāng)嚢璺稚⒕鶆颍?)將高分子保護(hù)劑PVP含量為5g/L～60g/L、硝酸銀含量為170g/L～283g/L的混合溶液加入到銅粉的懸濁液中，滴加量用銀銅比控制。3)在0℃～80℃下反應(yīng)30～60分鐘，即可獲得所說的樹枝形銅-銀雙金屬粉體抗菌劑。
6.如權(quán)利要求2所述的六邊形銅-銀雙金屬粉的制備方法，其特征在于包括以下步驟1)首先采用現(xiàn)有技術(shù)制備好銅粉，銅粉的粒度為100nm～10μm。2)將該銅粉加水?dāng)嚢璺稚⒊删鶆虻膽覞嵋?，銅粉的含量為160g/L～320g/L。3)將明膠含量為1g/L～20g/L、硝酸銀含量為170g/L～283g/L的混合溶液加入到銅粉的懸濁液中，滴加量用銀銅比控制。4)在0℃～80℃下反應(yīng)30～60分鐘，即可獲得所說的銅-銀雙金屬粉體抗菌劑。
7.如權(quán)利要求3所說的抗菌劑的制備方法，其特征主要于包括以下步驟1)首先采用現(xiàn)有技術(shù)制備好銅粉，并將銅粉加水?dāng)嚢璺稚⒕鶆颍?)將高分子保護(hù)劑含量為1g/L～60g/L、硝酸銀含量為170g/L～283g/L的混合溶液加入到銅粉的懸濁液中，滴加量用銀銅比控制。3)在0℃～80℃下反應(yīng)30～60分鐘，即可獲得所說的樹枝形銅-銀雙金屬粉體抗菌劑。
8.如權(quán)利要求3所說的導(dǎo)電粉的制備方法，其特征主要于包括以下步驟1)首先采用現(xiàn)有技術(shù)制備好銅粉，并將銅粉加水?dāng)嚢璺稚⒕鶆颍?)將高分子保護(hù)劑含量為1g/L～60g/L、硝酸銀含量為170g/L～283g/L的混合溶液加入到銅粉的懸濁液中，滴加量用銀銅比控制。3)在0℃～80℃下反應(yīng)30～60分鐘，即可獲得所說的樹枝形銅-銀雙金屬粉體導(dǎo)電粉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種樹枝形或多邊形的銅－銀雙金屬超細(xì)粉體及其制備方法。本發(fā)明首先制備一種超細(xì)銅粉,然后將此銅粉在水中攪拌分散均勻置于熱水浴上恒溫,并在銅粉的懸濁液中再加入有高分子保護(hù)劑存在的銀離子,使銀離子與銅發(fā)生置換反應(yīng),并在銅粒子的表面部分或全部被銀粒子所包覆,具有兩種形態(tài):①樹枝形,其粒徑為1μm～20μm,②多邊形,其粒徑為100nm～2μm。本發(fā)明的銅－銀雙金屬粉既克服了銅粉和銀粉的缺點(diǎn),又保持了兩者的優(yōu)點(diǎn),不易氧化,成本較低,制備方法也簡單,作為抗菌劑能同時殺滅細(xì)菌和真菌,按國標(biāo)其殺菌率可達(dá)100%。同時,該銅－銀雙金屬粉具有十分優(yōu)異的導(dǎo)電性能和催化性能。
文檔編號C22C9/00GK1362307SQ01139140
公開日2002年8月7日 申請日期2001年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月20日
發(fā)明者趙斌, 吳秀華, 邵佳敏, 陶志清 申請人:上海博納維來新材料有限公司