一種復(fù)合型導(dǎo)電填料化學(xué)鍍銀活性炭的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復(fù)合型導(dǎo)電填料化學(xué)鍍銀活性炭的制備方法，其特征在于，它包括如下工藝步驟：a、活性炭粉末預(yù)處理，將活性炭粉末先用NaOH溶液堿洗除去活性炭粉末的部分灰質(zhì)，水洗至中性，烘干；再用HNO3溶液氧化處理，水洗至中性，烘干待用；b、將改性后的活性炭粉末直接加入到配置好的化學(xué)鍍銀溶液中，加熱到一定溫度，反應(yīng)一段時間后抽濾水洗干燥；c、將反應(yīng)干燥后的活性炭再經(jīng)氯化亞錫溶液敏化，硝酸銀溶液活化后，加入到化學(xué)鍍銀溶液中，常溫下反應(yīng)一段時間后抽濾水洗干燥。本發(fā)明制備的化學(xué)鍍銀活性炭質(zhì)量輕，導(dǎo)電性好，多孔結(jié)構(gòu)有利于與樹脂的接枝混合，孔道內(nèi)有銀沉積彌補(bǔ)其因孔道導(dǎo)致的導(dǎo)電性的不足。
【專利說明】一種復(fù)合型導(dǎo)電填料化學(xué)鍍銀活性炭的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及導(dǎo)電材料【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體的是涉及一種復(fù)合型導(dǎo)電填料的制備方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 導(dǎo)電漿料（導(dǎo)電膠，導(dǎo)電油墨）是全印制電子的關(guān)鍵材料，是印刷線路板 (PCB-printed circuit)行業(yè)升級轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)，導(dǎo)電楽料技術(shù)的成熟將帶動電子制造 業(yè)向著更加便宜的印刷方向發(fā)展。而導(dǎo)電填料是導(dǎo)電漿料的核心成分，對導(dǎo)電漿料的性能 起至關(guān)重要的作用，可以說導(dǎo)電填料的性能直接決定著導(dǎo)電漿料的優(yōu)劣。目前用于導(dǎo)電漿 料的填料可以分為碳系填料，金屬系填料和復(fù)合系填料。不同的填料決定了不同的導(dǎo)電漿 料的用途。碳系填料主要有石墨，炭黑，碳纖維等，其價格便宜，質(zhì)量輕，可以較好的分散在 連接料中，但導(dǎo)電性不好，這就決定了它只能用于一些對導(dǎo)電性要求不是很高的情況。金屬 系導(dǎo)電填料有金，銀，銅等金屬和一些金屬氧化物，金導(dǎo)電性優(yōu)良，但價格過于昂貴，銀的導(dǎo) 電性較好，價格也較高，因此它們多用于一些特殊要求的場合，銀還因為銀遷徙現(xiàn)象導(dǎo)致其 導(dǎo)電性下降。銅的導(dǎo)電性好，價格也適中，但銅易于氧化成其氧化物，導(dǎo)電性不穩(wěn)定；此外 金屬系導(dǎo)電填料的質(zhì)量普遍較重，如果在連接料中沒有經(jīng)過很好的分散形成穩(wěn)定的分散體 系，容易由于重力作用而沉積在連接料底部，所以現(xiàn)在金屬系填料越來越朝著小粒徑的方 向發(fā)展，出現(xiàn)了很多納米級別的銀漿和銅漿，雖然效果較好，但成本也更高。復(fù)合系導(dǎo)電填 料是以價廉，質(zhì)輕的材料（玻璃微珠，石墨，炭纖維等）作為基礎(chǔ)，在其表面包覆一層穩(wěn)定 性好，電導(dǎo)率高的導(dǎo)電物質(zhì)（如銀）而得到的復(fù)合材料，使其兼具有兩種材料的優(yōu)點（質(zhì) 輕，導(dǎo)電性好），基于對材料質(zhì)量和導(dǎo)電性兩方面的考慮，非金屬材料表面金屬化后作為導(dǎo) 電填料而制備的導(dǎo)電材料具有更加廣闊的應(yīng)用前景，也得到了更加廣泛的關(guān)注。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供的一種能用于制備導(dǎo)電膠和 導(dǎo)電油墨的復(fù)合型導(dǎo)電填料化學(xué)鍍銀活性炭的制備方法。
[0004] 本發(fā)明是采用如下技術(shù)解決方案來實現(xiàn)上述目的：一種復(fù)合型導(dǎo)電填料化學(xué)鍍銀 活性炭的制備方法，其特征在于，它包括如下工藝步驟：
[0005] a、活性炭粉末預(yù)處理，將活性炭粉末先用NaOH溶液堿洗除去活性炭粉末的部分 灰質(zhì)，水洗至中性，烘干；再用ΗΝ03溶液氧化處理，提高其吸附金屬離子的性能，水洗至中 性，烘干待用；
[0006] b、將改性后的活性炭粉末直接加入到配置好的化學(xué)鍍銀溶液中，加熱到一定溫 度，反應(yīng)一段時間后抽濾水洗干燥；
[0007] C、將反應(yīng)干燥后的活性炭再經(jīng)氯化亞錫溶液敏化，硝酸銀溶液活化后，加入到化 學(xué)鍍銀溶液中，常溫下反應(yīng)一段時間后抽濾水洗干燥即可。
[0008] 進(jìn)一步地，步驟a所述的NaOH濃度為10 % -20 %，ΗΝ03濃度為30 % -50 %。
[0009] 進(jìn)一步地，步驟b和c所述的化學(xué)鍍銀液為銀氨溶液與還原劑混合而成的溶液。
[0010] 所述銀氨溶液中AgN03濃度為：10g/L-20g/L，氨水濃度為：100mL/L-200mL/L，氫 氧化鈉濃度為：l〇g/L-15g/L，乙醇濃度為：50mL/L-100mL/L。
[0011] 所述還原劑為葡萄糖或甲醛中的一種。
[0012] 進(jìn)一步地，步驟b所述的反應(yīng)溫度為40°C -60°c。最佳溫度應(yīng)達(dá)到如下要求：將配 置好的化學(xué)鍍銀液加熱到一定溫度后，在沒有加入活性炭粉末的時候，由于化學(xué)鍍銀液的 不穩(wěn)定，會立即在燒杯壁上沉積銀鏡，再在同樣條件下加入活性炭粉末反應(yīng)，新生的銀微晶 顆粒被大部分的吸附于活性炭孔道內(nèi)，燒杯壁上無銀鏡生成。
[0013] 進(jìn)一步地，步驟C所述的氯化亞錫濃度為：5g/L-15g/L，硝酸銀濃度為：lg/L-3g/ L〇
[0014] 所述步驟b的反應(yīng)時間為20-60min。
[0015] 所述步驟c的反應(yīng)時間為20-60min。
[0016] 本發(fā)明采用上述技術(shù)解決方案所能達(dá)到的有益效果是：
[0017] 本發(fā)明與現(xiàn)有的復(fù)合型導(dǎo)電填料相比，首次提供一種多孔性的復(fù)合型導(dǎo)電填料鍍 銀活性炭，并且利用活性炭的吸附性和化學(xué)鍍銀液的不穩(wěn)定性在其孔道內(nèi)沉積上銀，彌補(bǔ) 導(dǎo)電性的不足，這也是現(xiàn)有的復(fù)合型導(dǎo)電填料難以替代的；所制備的鍍銀活性炭具有復(fù)合 型導(dǎo)電填料的優(yōu)點-質(zhì)量輕，導(dǎo)電性好，能減少填料在連接料中的使用量，節(jié)約成本，多孔 結(jié)構(gòu)使的導(dǎo)電填料能很好的與樹脂接枝混合，形成穩(wěn)定分散和高效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，具有優(yōu)良 的性能，可以用于導(dǎo)電膠和導(dǎo)電油墨的制備。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是化學(xué)鍍銀活性炭導(dǎo)電填料掃描電子顯微鏡（SEM)圖。
[0019] 圖2是化學(xué)鍍銀活性炭導(dǎo)電填料元素能譜分析（EDX)圖。

【具體實施方式】
[0020] 以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的具體實施方案作進(jìn)一步的詳述。
[0021] 本發(fā)明一種復(fù)合型導(dǎo)電填料化學(xué)鍍銀活性炭的制備方法，它包括如下工藝步 驟：
[0022] a、活性炭粉末預(yù)處理，將活性炭粉末先用NaOH溶液堿洗除去活性炭粉末的部分 灰質(zhì)，水洗至中性，烘干；再用ΗΝ03溶液氧化處理，提高其吸附金屬離子的性能，水洗至中 性，烘干待用；
[0023] b、將改性后的活性炭粉末直接加入到配置好的化學(xué)鍍銀溶液中，加熱到一定溫 度，反應(yīng)一段時間后抽濾水洗干燥；
[0024] c、將反應(yīng)干燥后的活性炭再經(jīng)氯化亞錫溶液敏化，硝酸銀溶液活化后，加入到化 學(xué)鍍銀溶液中，常溫下反應(yīng)一段時間后抽濾水洗干燥即可。
[0025] 所述技術(shù)方案中：
[0026] 活性炭是具有孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、比表面積大、選擇性吸附能力強(qiáng)的炭材料。它較大 的比表面積和多孔結(jié)構(gòu)有利于其在樹脂中接枝分散，形成穩(wěn)定的分散體系。但缺點是導(dǎo)電 性較弱，而鍍銀能很好的增強(qiáng)其導(dǎo)電性，彌補(bǔ)其不足。銀的氧化還原標(biāo)準(zhǔn)電極電位比較高 (E0Ag+ = +0. 7990V，Εθ [(Ag(NH3)2]+ = +0. 373V)，因此在化學(xué)鍍銀溶液中很不穩(wěn)定，尤其 當(dāng)溫度升高的時候，容易自分解，在燒杯壁上沉積出一層光亮的銀鏡，如我們常見的銀鏡反 應(yīng)，這也是現(xiàn)有技術(shù)中采用玻璃微珠，石墨，炭纖維等質(zhì)輕的材料作為基礎(chǔ)進(jìn)行表面化學(xué)鍍 銀時難以解決的問題。而當(dāng)在同樣的情況下加入活性炭粉末的時候燒杯壁上并沒有銀鏡的 沉積，由于活性炭的強(qiáng)吸附性，新生的銀微晶顆粒大部分的被吸附于活性炭孔道內(nèi)沉積。這 樣能有效的在活性炭的多孔結(jié)構(gòu)中沉積上銀，然后再用普通的化學(xué)鍍銀的方法在活性炭表 面鍍銀，這樣就能是活性炭的孔道和表面都有銀的沉積，制備出一種化學(xué)鍍銀活性炭導(dǎo)電 填料。
[0027] 實施例1
[0028] 在200mL濃度為10%的NaOH溶液中加入10g活性炭粉末，在電磁攪拌器上攪拌 30min，過濾用去離子水沖洗多次至pH為中性，再放入200mL濃度為30 %的ΗΝ03溶液中用 電磁攪拌器攪拌4h，過濾用去離子水沖洗多次至pH為中性。
[0029] 配置化學(xué)鍍銀溶液：往200mLAgN03濃度為10g/L的溶液中慢慢加入氨水，有沉淀 產(chǎn)生，繼續(xù)添加至沉淀消失,再加入2. 5gNa0H產(chǎn)生黑色沉淀，添加剩余氨水黑色沉淀又消 失，添加氨水至所用氨水總量為25mL，配置成A液；往200mL葡萄糖濃度為25g/L的溶液中 加入10mL乙醇混合均勻，配置成還原劑B液。當(dāng)使用之前將A，B溶液混合配置成化學(xué)鍍銀 溶液。各取一半的A，B液混合后在電磁攪拌器上邊攪拌邊加入預(yù)處理的活性炭粉末，活性 炭粉末加入完全后升高溫度至50°C，反應(yīng)30min后，過濾干燥。將干燥的活性炭粉末先于 200mL濃度為10g/L的氯化亞錫溶液（氯化亞錫溶液配制前先將氯化亞錫溶于少量鹽酸，再 稀釋至一定體積）中敏化10min，200mL濃度為lg/L的硝酸銀溶液中活化10min。將另外一 半的A，B液混合于電磁攪拌器上攪拌，加入活化后的活性炭粉末，常溫下反應(yīng)30min，過濾 干燥后收集鍍銀活性炭粉末。
[0030] 實施例2
[0031] 在200mL濃度為10%的NaOH溶液中加入10g活性炭粉末，在電磁攪拌器上攪 拌30min，過濾用去離子水沖洗多次至pH為中性，再放入200mL濃度為30 %的ΗΝ03溶液 中用電磁攪拌器攪拌4h，過濾用去離子水沖洗多次至pH為中性。配置化學(xué)鍍銀溶液：往 200mLAgN0 3濃度為20g/L的溶液中慢慢加入氨水，有沉淀產(chǎn)生，繼續(xù)添加至沉淀消失，再加 入3. 75gNa0H產(chǎn)生黑色沉淀，添加剩余氨水黑色沉淀又消失，添加氨水至所用氨水總量為 50mL，配置成A液；往200mL葡萄糖濃度為25g/L的溶液中加入10mL乙醇混合均勻，配置 成還原劑B液。當(dāng)使用之前將A，B溶液混合配置成化學(xué)鍍銀溶液。各取一半的A，B液混合 后在電磁攪拌器上邊攪拌邊加入預(yù)處理的活性炭粉末，活性炭粉末加入完全后升高溫度至 40°C，反應(yīng)30min后，過濾干燥。將干燥的活性炭粉末先于200mL濃度為10g/L的氯化亞錫 溶液中敏化10min，200mL濃度為lg/L的硝酸銀溶液中活化10min ;其中，氯化亞錫溶液配 制前先將氯化亞錫溶于少量鹽酸，再稀釋至一定體積。將另外一半的A，B液混合于電磁攪 拌器上攪拌，加入活化后的活性炭粉末，常溫下反應(yīng)30min，過濾干燥后收集鍍銀活性炭粉 末。
[0032] 實施例3
[0033] 在200mL濃度為20%的NaOH溶液中加入10g活性炭粉末，在電磁攪拌器上攪 拌30min，過濾用去離子水沖洗多次至pH為中性，再放入200mL濃度為40 %的ΗΝ03溶液 中用電磁攪拌器攪拌4h，過濾用去離子水沖洗多次至pH為中性。配置化學(xué)鍍銀溶液：往 200mLAgN03濃度為10g/L的溶液中慢慢加入氨水，有沉淀產(chǎn)生，繼續(xù)添加至沉淀消失，再 加入2. 5gNaOH產(chǎn)生黑色沉淀，添加剩余氨水黑色沉淀又消失，添加氨水至所用氨水總量為 25mL，配置成A液；往10mL乙醇中加入3mL甲醛混合均勻，配置成還原劑B液。當(dāng)使用之前 將A，B溶液混合配置成化學(xué)鍍銀溶液。各取一半的A，B液混合后在電磁攪拌器上邊攪拌邊 加入預(yù)處理的活性炭粉末，活性炭粉末加入完全后升高溫度至50°C，反應(yīng)30min后，過濾干 燥。將干燥的活性炭粉末先于200mL濃度為15g/L的氯化亞錫溶液（氯化亞錫溶液配制前 先將氯化亞錫溶于少量鹽酸，再稀釋至一定體積）中敏化lOmin，200mL濃度為2g/L的硝酸 銀溶液中活化l〇min。將另外一半的A，B液混合于電磁攪拌器上攪拌，加入活化后的活性炭 粉末，常溫下反應(yīng)30min，過濾干燥后收集鍍銀活性炭粉末。
[0034] 實施例4
[0035] 在200mL濃度為20%的NaOH溶液中加入10g活性炭粉末，在電磁攪拌器上攪 拌30min，過濾用去離子水沖洗多次至pH為中性，再放入200mL濃度為40 %的ΗΝ03溶液 中用電磁攪拌器攪拌4h，過濾用去離子水沖洗多次至pH為中性。配置化學(xué)鍍銀溶液：往 200mLAgN0 3濃度為20g/L的溶液中慢慢加入氨水，有沉淀產(chǎn)生，繼續(xù)添加至沉淀消失，再加 入3. 75gNa0H產(chǎn)生黑色沉淀，添加剩余氨水黑色沉淀又消失，添加氨水至所用氨水總量為 50mL，配置成A液；往10mL乙醇中加入3mL甲醛混合均勻，配置成還原劑B液。當(dāng)使用之前 將A，B溶液混合配置成化學(xué)鍍銀溶液。各取一半的A，B液混合后在電磁攪拌器上邊攪拌邊 加入預(yù)處理的活性炭粉末，活性炭粉末加入完全后升高溫度至40°C，反應(yīng)30min后，過濾干 燥。將干燥的活性炭粉末先于200mL濃度為10g/L的氯化亞錫溶液（氯化亞錫溶液配制前 先將氯化亞錫溶于少量鹽酸，再稀釋至一定體積）中敏化l〇min，200mL濃度為lg/L的硝酸 銀溶液中活化l〇min。將另外一半的A，B液混合于電磁攪拌器上攪拌，加入活化后的活性炭 粉末，常溫下反應(yīng)30min，過濾干燥后收集鍍銀活性炭粉末。
[0036] 以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明 的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種復(fù)合型導(dǎo)電填料化學(xué)鍍銀活性炭的制備方法，其特征在于，它包括如下工藝步 驟： a、 活性炭粉末預(yù)處理，將活性炭粉末先用NaOH溶液堿洗除去活性炭粉末的部分灰質(zhì)， 水洗至中性，烘干；再用ΗΝ03溶液氧化處理，水洗至中性，烘干待用； b、 將改性后的活性炭粉末直接加入到配置好的化學(xué)鍍銀溶液中，加熱到一定溫度，反 應(yīng)一段時間后抽濾水洗干燥； c、 將反應(yīng)干燥后的活性炭再經(jīng)氯化亞錫溶液敏化，硝酸銀溶液活化后，加入到化學(xué)鍍 銀溶液中，常溫下反應(yīng)一段時間后抽濾水洗干燥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型導(dǎo)電填料化學(xué)鍍銀活性炭的制備方法，其特征在于， 步驟a所述的NaOH濃度為10 % -20 %，ΗΝ03濃度為30 % -50 %。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型導(dǎo)電填料化學(xué)鍍銀活性炭的制備方法，其特征在于， 步驟b和c所述的化學(xué)鍍銀液為銀氨溶液與還原劑混合而成的溶液。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合型導(dǎo)電填料化學(xué)鍍銀活性炭的制備方法，其特征在于， 所述銀氨溶液中AgN03濃度為：10g/L-20g/L，氨水濃度為：100mL/L-200mL/L，氫氧化鈉濃 度為：10g/L_15g/L，乙醇濃度為：50mL/L-100mL/L。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合型導(dǎo)電填料化學(xué)鍍銀活性炭的制備方法，其特征在于， 所述還原劑為葡萄糖或甲醛中的一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型導(dǎo)電填料化學(xué)鍍銀活性炭的制備方法，其特征在于， 步驟b所述的反應(yīng)溫度為40°C -60°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型導(dǎo)電填料化學(xué)鍍銀活性炭的制備方法，其特征在于， 步驟c所述的氯化亞錫濃度為：5g/L-15g/L，硝酸銀濃度為：lg/L-3g/L。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型導(dǎo)電填料化學(xué)鍍銀活性炭的制備方法，其特征在于， 步驟b的反應(yīng)時間為20-60min。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型導(dǎo)電填料化學(xué)鍍銀活性炭的制備方法，其特征在于， 步驟c的反應(yīng)時間為20-60min。
【文檔編號】C23C18/44GK104152882SQ201410343026
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】范小玲, 汪浩, 宗高亮, 陳世榮, 王群, 楊瓊 申請人:廣東致卓精密金屬科技有限公司