一種片式多層陶瓷電容器用的超細銅粉的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多層陶瓷電容器用銅粉，具體地說是一種片式多層陶瓷電容器用超細銅粉的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，賤金屬片式多層陶瓷電容器的生產(chǎn)廠家主要集中在日本，由于高質(zhì)量的片式多層陶瓷電容器用超細銅粉與超細鎳粉的生產(chǎn)技術(shù)被日本的少數(shù)廠家所控制，我國生產(chǎn)的銅粉與鎳粉無論在粒度分布的均勻性或抗氧化性等方面都難以滿足片式多層陶瓷電容器的要求，片式多層陶瓷電容器生產(chǎn)所需的銅粉與鎳粉主要依靠進口，使得我國賤金屬片式多層陶瓷電容器技術(shù)的發(fā)展受到了很大的限制。
[0003]基于以上現(xiàn)狀，我國目前正在開展了一系列的片式多層陶瓷電容器用超細銅粉的制備與表面改性研究。片式多層陶瓷電容器電極用銅粉要求其具有較小的粒徑，粒徑分布窄，球形度高，結(jié)晶度高、純度高、抗氧化性好、振實密度高等性質(zhì)。由于超細銅粉表面活性強會迅速形成CuO和Cu2O薄膜，使其導電性迅速下降，甚至不導電，超細銅粉抗氧化技術(shù)是制備導電性能穩(wěn)定的銅系導電漿料的關(guān)鍵技術(shù)。目前采用的方法所制備的銅粉都不同程度地存在粒徑不均勻、易團聚、形貌不規(guī)則、易氧化等缺點。因此保證制備的銅粉滿足片式多層陶瓷電容器技術(shù)要求是目前研究亟待解決技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種片式多層陶瓷電容器用超細銅粉的制備方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述一種片式多層陶瓷電容器用超細銅粉的制備方法，工藝過程包括:
a.超細銅粉前驅(qū)體的制備:碳酸鈉、硫酸銅溶解于水中形成混合溶液，混合溶液中碳酸鈉含量102?106g/L，硫酸銅含量57?61g/L ;加入分散劑溶液，調(diào)pH 8?9，控制反應(yīng)溫度50?70°C，反應(yīng)時間I?2h，制備得到超細銅粉前驅(qū)體；
b.超細銅粉前驅(qū)體的還原:將超細銅粉前驅(qū)體洗滌后加入還原劑、分散劑和保護劑PVP控制反應(yīng)溫度45?60°C，反應(yīng)時間50?90min ；
c.過濾、洗滌、干燥:將反應(yīng)液采用N2壓濾過濾后、洗滌、真空干燥、得到超細銅粉。
[0006]所述步驟c中的洗滌溶液為用5%的乙醇溶液進行。
[0007]所述步驟a、b中分散劑為聚乙二醇。
[0008]所述步驟a中分散劑加入量為所述超細銅粉前驅(qū)體中銅含量的I?4%。
[0009]所述步驟b中還原劑加入量為所述超細銅粉前驅(qū)體中銅含量的1.2?3倍。
[0010]所述步驟b中所述還原劑為水合肼。
[0011]所述步驟b中所述分散劑和保護劑PVP的加入量為所述超細銅粉前驅(qū)體中銅含量的I?4% ο
[0012]所述步驟b中所述分散劑和保護劑PVP的加入質(zhì)量比為I?2:1。
[0013]所述超細銅粉前驅(qū)體的平均粒徑范圍為I?5 μπι。
[0014]所述制備超細銅粉前驅(qū)體所用原料為硫酸銅和碳酸鈉，原料便宜；制備的超細銅粉前驅(qū)體為碳酸銅和堿式碳酸銅的混合物，前驅(qū)體比較穩(wěn)定，洗滌過程中不易氧化，而且殘留的SO42容易洗滌干凈。
[0015]工藝原理為:碳酸銅和堿式碳酸銅的混合物組成的前驅(qū)體相對降低了 Cu2+的氧化電位，還原反應(yīng)速度相對緩慢，溶液中新生成的銅微粒的濃度相對降低，使它的過飽和濃度不超過成核的臨界濃度，促使新生成的銅微粒在原有晶核的基礎(chǔ)上均勻長大，而抑制其成核，從而達到了還原反應(yīng)過程中銅顆粒粒徑均勻可控的目的；得到的超細銅粉純度高，形貌為球形狀，銅粉粒徑分布窄，粒徑均勻可控，分散性好，具有優(yōu)良的導電性能。
[0016]本發(fā)明的一種片式多層陶瓷電容器用的超細銅粉的制備方法，有益技術(shù)效果在于:采用先將硫酸銅溶液和碳酸鈉溶液混合反應(yīng)制備超細銅粉前驅(qū)體，再加入水合肼還原超細銅粉前驅(qū)體的工藝，不僅制備超細銅粉前驅(qū)體的原料價格低廉，而且制備的超細銅粉前驅(qū)體穩(wěn)定，不易氧化，殘留的SO42容易洗滌干凈；同時制備的超細銅粉純度高，形貌為球形狀，銅粉粒徑分布窄，粒徑均勻可控，分散性好，具有優(yōu)良的導電性能本發(fā)明的方法，工藝過程簡單，反應(yīng)溫和，操作簡便，易于實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0018]實施例1
配制102g/L的碳酸鈉溶液和含銅57g/L的硫酸銅溶液，量取200mL純水做底液，加入0.2g聚乙二醇，加熱底液溫度約50°C時，分別量取200mL硫酸銅溶液和350mL碳酸鈉溶液，同時緩慢滴加入底液中攪拌反應(yīng)，混合溶液PH值維持8?9，轉(zhuǎn)速400r/min，硫酸銅溶液和碳酸鈉溶液滴加完畢后保溫時間為I?2h，溫度為50?70°C，制備好超細銅粉前驅(qū)體，超細銅粉前驅(qū)體的平均粒度為3.5 μπι;將制備的超細銅粉前驅(qū)體進行三次純水洗滌，洗滌后用2%的BaCl2溶液進行測定，無白色沉淀證明洗滌干凈；洗滌后超細銅粉前驅(qū)體進行漿化，取漿化液300mL，分別加入0.2g聚乙二醇和PVP，控制漿化液溫度約50°C，加入48mL水合肼進行還原，溶液中出現(xiàn)帶金屬光澤的紫紅色沉淀時結(jié)束反應(yīng)；將產(chǎn)生的紫紅色沉淀采用隊壓濾過濾，過濾后用5%的乙醇溶液進行洗滌；洗滌后真空干燥，分級包裝，得到19.12g超細銅粉，銅回收率為92.2%，銅粉粒徑范圍1.0?6.0 μ m，銅粉平均粒徑3.0 μπι，測得電阻率為1.235X 10 2 Ω.πι，該銅粉具有良好的導電性能。
[0019]實施例2
配制104.3g/L的碳酸鈉溶液和含銅59.2g/L的硫酸銅溶液，量取200mL純水做底液，加入0.4g聚乙二醇，加熱底液溫度約50°C時，分別量取400mL硫酸銅溶液和700mL碳酸鈉溶液，同時緩慢滴加入底液中攪拌反應(yīng)，混合溶液PH值維持8?9，轉(zhuǎn)速500r/min，硫酸銅溶液和碳酸鈉溶液滴加完畢后保溫時間為I?2h，溫度為50?70°C，制備好超細銅粉前驅(qū)體，超細銅粉前驅(qū)體的平均粒度為3.4 μπι ;將制備的超細銅粉前驅(qū)體進行三次純水洗滌，洗滌后用2%的BaCl2溶液進行測定，無白色沉淀證明洗滌干凈；洗滌后超細銅粉前驅(qū)體進行漿化，取漿化液300mL，分別加入0.4g聚乙二醇和PVP，控制漿化液溫度約50°C，加入96mL水合肼進一步還原，溶液中出現(xiàn)帶金屬光澤的紫紅色沉淀時結(jié)束反應(yīng)；將產(chǎn)生的紫紅色沉淀采用隊壓濾過濾，過濾后用5%的乙醇溶液進行洗滌；洗滌后真空干燥，分級包裝，得到38.56g超細銅粉，銅回收率為93.05%，銅粉粒徑范圍0.6?5.0 μm，銅粉平均粒徑
2.5 μm，測得電阻率為1.210X10 2Ω.πι，該銅粉具有良好的導電性能。
[0020]實施例3
配制106g/L的碳酸鈉溶液和含銅62g/L的硫酸銅溶液，量取200mL純水做底液，加入1.0g聚乙二醇，加熱底液溫度約50°C時，分別量取2000mL硫酸銅溶液和4000mL碳酸鈉溶液，同時緩慢滴加入底液中攪拌反應(yīng)，混合溶液PH值維持8?9，轉(zhuǎn)速600r/min，硫酸銅溶液和碳酸鈉溶液滴加完畢后保溫時間為I?2h，溫度為50?70°C，制備好超細銅粉前驅(qū)體，超細銅粉前驅(qū)體的平均粒度為4.2 μπι ;將制備的超細銅粉前驅(qū)體進行三次純水洗滌，洗滌后用2%的BaCl2溶液進行測定，無白色沉淀證明洗滌干凈；洗滌后超細銅粉前驅(qū)體進行漿化，取漿化液300mL，分別加入1.0g聚乙二醇和PVP，控制漿化液溫度約50°C，加入275mL水合肼進一步還原，溶液中出現(xiàn)帶金屬光澤的紫紅色沉淀時結(jié)束反應(yīng)；將產(chǎn)生的紫紅色沉淀采用隊壓濾過濾，過濾后用5%的乙醇溶液進行洗滌；洗滌后真空干燥，分級包裝，得到108.05g超細銅粉，銅回收率91.26%，銅粉粒徑范圍1.0?10 μ m，銅粉平均粒徑5.0 μπι,測得電阻率為1.265X 10 2Ω.m，該銅粉具有良好的導電性能。
【主權(quán)項】
1.一種片式多層陶瓷電容器用超細銅粉的制備方法，工藝過程包括: a.超細銅粉前驅(qū)體的制備:碳酸鈉、硫酸銅溶解于水中形成混合溶液，混合溶液中碳酸鈉含量102?106g/L，硫酸銅含量57?61g/L ;加入分散劑溶液，調(diào)pH 8?9，控制反應(yīng)溫度50?70°C，反應(yīng)時間I?2h，制備得到超細銅粉前驅(qū)體； b.超細銅粉前驅(qū)體的還原:將超細銅粉前驅(qū)體洗滌后加入還原劑、分散劑和保護劑PVP控制反應(yīng)溫度45?60°C，反應(yīng)時間50?90min ； c.過濾、洗滌、干燥:將反應(yīng)液采用N2壓濾過濾后、洗滌、真空干燥、得到超細銅粉。2.如權(quán)利要求1所述一種片式多層陶瓷電容器用超細銅粉的制備方法，其特征在于:所述步驟c中的洗滌溶液為用5%的乙醇溶液進行。3.如權(quán)利要求1所述一種片式多層陶瓷電容器用超細銅粉的制備方法，其特征在于:所述步驟a、b中分散劑為聚乙二醇。4.如權(quán)利要求1所述一種片式多層陶瓷電容器用超細銅粉的制備方法，其特征在于:所述步驟a中分散劑加入量為所述超細銅粉前驅(qū)體中銅含量的I?4%。5.如權(quán)利要求1所述一種片式多層陶瓷電容器用超細銅粉的制備方法，其特征在于:所述步驟b中還原劑加入量為所述超細銅粉前驅(qū)體中銅含量的1.2?3倍。6.如權(quán)利要求1或5所述一種片式多層陶瓷電容器用超細銅粉的制備方法，其特征在于:所述步驟b中所述還原劑為水合肼。7.如權(quán)利要求1或5所述一種片式多層陶瓷電容器用超細銅粉的制備方法，其特征在于:所述步驟b中所述分散劑和保護劑PVP的加入量為所述超細銅粉前驅(qū)體中銅含量的I ?4% O8.如權(quán)利要求7所述一種片式多層陶瓷電容器用超細銅粉的制備方法，其特征在于:所述步驟b中所述分散劑和保護劑PVP的加入質(zhì)量比為I?2:1。9.如權(quán)利要求1所述一種片式多層陶瓷電容器用超細銅粉的制備方法，其特征在于:所述超細銅粉前驅(qū)體的平均粒徑范圍為I?5 μπι。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種片式多層陶瓷電容器用超細銅粉的制備方法，屬于功能粉體材料技術(shù)的領(lǐng)域，涉及一種液相還原法制備超細銅粉及其表面改性的方法。本發(fā)明的工藝過程采用先將硫酸銅溶液和碳酸鈉溶液混合反應(yīng)制備超細銅粉前驅(qū)體，再加入水合肼還原超細銅粉前驅(qū)體的工藝，不僅制備超細銅粉前驅(qū)體的原料價格低廉，而且制備的超細銅粉前驅(qū)體穩(wěn)定，不易氧化，殘留的SO42-容易洗滌干凈；同時制備的超細銅粉純度高，形貌為球形狀，銅粉粒徑分布窄，粒徑均勻可控，分散性好，具有優(yōu)良的導電性能；本發(fā)明的方法，工藝過程簡單，反應(yīng)溫和，操作簡便，易于實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。
【IPC分類】B22F9/24
【公開號】CN105170996
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】楊志強, 李娟 , 張新濤, 馬海青, 張科翠, 歐曉健, 張鵬, 樊昱, 張娟, 高曉婷, 馬天飛
【申請人】金川集團股份有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月30日