專利名稱：一種導(dǎo)電金屬填料的表面處理新方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁屏蔽材料和導(dǎo)電膠黏劑，特別是涉及一種新型電磁屏蔽填料的制備方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
電磁輻射危害己成為當(dāng)今社會的一大公害，嚴(yán)重地影響了人類生存和可持續(xù)發(fā)展所要求的生態(tài)環(huán)境。為減少電磁輻射所造成的危害，研究和開發(fā)新型電磁屏蔽復(fù)合材料以至關(guān)重要。隨著世界各國對電磁屏蔽材料研究的深入，人們對傳統(tǒng)的高導(dǎo)電率金屬粉電磁屏蔽劑的認(rèn)識已經(jīng)到了一定程度。其中，銀粉由于具有較低的體積電阻率，較強(qiáng)的抗氧化性，以及優(yōu)良的防腐性能，而得到軍用電磁屏蔽材料的青睞，其最初應(yīng)用于電磁屏蔽領(lǐng)域時(shí)，屏蔽效果就可達(dá)65dB。為了追求更高的導(dǎo)電率和屏蔽效能，國內(nèi)外主要采用以下兩條技術(shù)路線其一是C. P Wongi果題組提出的"Surface Functionalized Silver Nanoparticles for Ultrahigh Conductive Polymer Composites Chem. Mater., Vol. 18, No. 13, 2006”和本課題組陳晶等提出的“低溫?zé)崽幚韺?^eOAg復(fù)合粒子結(jié)構(gòu)及性能的影響無機(jī)材料學(xué)報(bào)，2010年第10期”，即采用金屬納米粒子的低熔點(diǎn)的特性，或?qū)⒔饘偌{米粒子加入微米級片銀中，然后加熱使其熔融，從而將微米級片銀連接起來，形成金屬連接；或?qū)⑻盍媳砻娴募{米粒子采用熱處理的方法，使其熔融，消除或減少金屬納米粒子之間的接觸電阻，從而提高導(dǎo)電膠的體積電阻率。其二就是C. P. Wong等提出的“Electrical property improvement of electrically conductive adhesives through in—situ replacement by short-chain difunctional acids IEEE TRANSACTIONS ON COMPONENTS AND PACKAGING TECHNOLOGIES, VOL. 29， NO. 1， MARCH 2006，，禾口 "Enhancement of electrical properties of electrically conductive adhesives (ECAs) by using novel aldehydes IEEE TRANSACTIONS ON COMPONENTS AND PACKAGING TECHNOLOGIES, VOL. 29， NO. 4， DECEMBER 2006”，采用短鏈二元羧酸和醛來取代銀表面的表面活性劑，能大幅地降低導(dǎo)電膠的電阻率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出一種導(dǎo)電金屬填料的表面處理新方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，同時(shí)提出其在電磁屏蔽材料中的應(yīng)用。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案
本發(fā)明是一種導(dǎo)電金屬填料的表面處理新方法，該方法是按質(zhì)量配比為1 :(1 2) 將金屬導(dǎo)電型填料加入到二元胺處理溶液中，然后超聲分散flOmin，在二元胺處理溶液沸點(diǎn)下回流0. 5^2h后停止加熱，繼續(xù)攪拌2l4h，再經(jīng)抽濾或離心、洗滌和真空干燥后，得到表面改性金屬導(dǎo)電填料；所述二元胺處理溶液是由二元胺與乙醇按質(zhì)量配比為(1 4) 1 配制的溶液，或二元胺與水按質(zhì)量配比為(1 4) 1配制的溶液。所述金屬導(dǎo)電型填料可以為銀粉、銅粉或鎳粉。
所述金屬導(dǎo)電型填料可以為表面包有銀、銅或鎳的核殼復(fù)合粒子。所述二元胺處理溶液中二元胺所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%_100% ；所述二元胺特征是具有共軛結(jié)構(gòu)的二元胺或短鏈二元胺。所述二元胺具有共軛結(jié)構(gòu)的為H2NNHC0NHNH2、H2N(CH=CH)nNH2,1彡η彡3。所述短鏈二元胺為H2N (CH2) ηΝΗ2，2彡η彡4。本發(fā)明提供的上述導(dǎo)電金屬填料的表面處理新方法，其用途是將該方法制備的表面改性金屬導(dǎo)電填料作為電磁屏蔽復(fù)合材料中的電磁屏蔽填料應(yīng)用。所述電磁屏蔽復(fù)合材料為電磁屏蔽涂料或電磁屏蔽膠。本發(fā)明采用第二條技術(shù)路線，采用二元胺來處理導(dǎo)電填料，因此與傳統(tǒng)金屬導(dǎo)電填料相比具有以下的主要優(yōu)點(diǎn)
其一.具有高導(dǎo)電率的特點(diǎn)。相同填料在相同的填充比例下，本發(fā)明提供的導(dǎo)電填料制備的金屬型導(dǎo)電填料/ 環(huán)氧樹脂系導(dǎo)電膠的體積電阻率要較現(xiàn)有的導(dǎo)電填料的體積電阻率要小4-5倍，見表1。其二.可大幅度降低導(dǎo)電膠的體積電阻率。對比二元胺處理前后的金屬粒子做填料的導(dǎo)電膠的電阻率，本方法用二元胺處理后的金屬離子做填料的導(dǎo)電膠具有更低的電阻率。其三.大大提高了導(dǎo)電膠的抗老化性能。不僅能夠降低導(dǎo)電膠的體積電阻率，而且用乙二胺處理后的填料的表面所帶的伯胺基可參與環(huán)氧樹脂的固化反應(yīng)，從而將填料粒子固定在環(huán)氧樹脂基體上，大大提高了導(dǎo)電膠的抗老化性能。其四.便于推廣應(yīng)用。本發(fā)明操作簡便，成本低，適用性強(qiáng)，從而便于推廣應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種以現(xiàn)有導(dǎo)電填料為基礎(chǔ)，對其表面改性的新型導(dǎo)電填料。金屬粒子經(jīng)過二元胺處理，得到表面包覆伯胺的金屬填料粒子。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明不僅僅局限于下面的實(shí)施例。本發(fā)明提供的是一種新型電磁屏蔽填料的制備方法，即二元胺處理金屬填料粒子。本發(fā)明導(dǎo)電填料一二元胺處理金屬填料粒子由以下步驟的方法制成
(1)將金屬填料放入二元胺乙醇(或水)溶液中超聲分散flOmin。所述二元胺乙醇(或水)溶液的質(zhì)量濃度為50% 100%。(2)將步驟(1)所得的懸浮液加熱至二元胺乙醇(或水)溶液的沸點(diǎn)回流30min飛h。(3)停止加熱，繼續(xù)攪拌》T24h。然后，經(jīng)抽濾(或離心)、蒸餾水清洗、真空干燥箱干燥，即可。本發(fā)明采用此法制備的二元胺處理金屬填料粒子作為導(dǎo)電膠和電磁屏蔽復(fù)合材料中的導(dǎo)電填料的應(yīng)用。所述的電磁屏蔽復(fù)合材料為電磁屏蔽涂料。下面結(jié)合具體實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不限定本發(fā)明。
實(shí)施例1，乙二胺處理金屬填料粒子的制備
取乙二胺20毫升慢慢倒入20毫升乙醇中，再將10克市售銀粉加入到該乙二胺乙醇溶液中，超聲分散5min，然后將分散后的懸浮液加熱到溶液的沸點(diǎn)回流lh，停止加熱，繼續(xù)攪拌他，再經(jīng)抽濾、洗滌、干燥即可。實(shí)施例2，乙二胺處理金屬填料粒子的制備
取乙二胺40毫升，再將10克銅粉加入到乙二胺中，超聲分散5min，然后將分散后的懸浮液加熱到溶液的沸點(diǎn)回流0.證，停止加熱，繼續(xù)攪拌他，再經(jīng)離心、洗滌、干燥即可。實(shí)施例3，1，3-丙二胺處理金屬填料粒子的制備
取1，3-丙二胺25毫升倒入15毫升乙醇中，得到1，3-丙二胺乙醇溶液，再將10克銀粉加入到該1，3-丙二胺乙醇溶液中，超聲分散5min，然后將分散后的懸浮液加熱到溶液的沸點(diǎn)回流lh，停止加熱，繼續(xù)攪拌12h，再經(jīng)離心、洗滌、干燥即可。實(shí)施例4，1，2-丙二胺處理金屬填料粒子的制備
取1，2-丙二胺30毫升倒入10毫升乙醇中，再將10克銀包銅核殼復(fù)合粒子加入到該1，2-丙二胺乙醇溶液中，超聲分散5min，然后將分散后的懸浮液加熱到溶液的沸點(diǎn)回流 2h,停止加熱，繼續(xù)攪拌12h，再經(jīng)抽濾、洗滌、干燥即可。實(shí)施例5，1，2-丙二胺處理金屬填料粒子的制備
取1，2-丙二胺35毫升慢慢倒入5毫升乙醇中，再將10克銀包玻璃微珠核殼復(fù)合粒子加入到該1，2-丙二胺乙醇溶液中，超聲分散5min，然后將分散后的懸浮液加熱到溶液的沸點(diǎn)回流池，停止加熱，繼續(xù)攪拌Mh，再經(jīng)抽濾、洗滌、干燥即可。實(shí)施例6，乙二胺處理金屬填料粒子的制備
取乙二胺20毫升倒入20毫升乙醇中，再將10克銀包二氧化硅核殼復(fù)合粒子加入到該乙二胺乙醇溶液中，超聲分散5min，然后將分散后的懸浮液加熱到溶液的沸點(diǎn)回流0. 5h， 停止加熱，繼續(xù)攪拌12h，再經(jīng)離心、洗滌、干燥即可。實(shí)施例7，1，2-丙二胺處理金屬填料粒子的制備
取1，2-丙二胺30毫升慢慢倒入10毫升水中，再將10克銀包玻璃微珠核殼復(fù)合粒子加入到該1，2-丙二胺溶液中，超聲分散5min，然后將分散后的懸浮液加熱到溶液的沸點(diǎn)回流0.證，停止加熱，繼續(xù)攪拌12h，再經(jīng)抽濾、洗滌、干燥即可。實(shí)施例8，乙二胺處理金屬填料粒子的制備
取乙二胺35毫升慢慢倒入5毫升乙醇中，再將10克銀粉加入到該乙二胺乙醇溶液中， 超聲分散5min，然后將分散后的懸浮液加熱到溶液的沸點(diǎn)回流0. 5h，停止加熱，繼續(xù)攪拌 12h，再經(jīng)抽濾、洗滌、干燥即可。實(shí)施例9，乙二胺處理金屬填料粒子的制備
取1，3-丙二胺40毫升，再將10克銀包銅粉加入到該1，3-丙二胺中，超聲分散5min， 然后將分散后的懸浮液加熱到溶液的沸點(diǎn)回流0. 5h，停止加熱，繼續(xù)攪拌12h，再經(jīng)抽濾、 洗滌、干燥即可。實(shí)施例10，乙二胺處理金屬填料粒子的制備
取乙二胺40毫升，再將10克銀包玻璃微珠核殼復(fù)合粒子加入到該乙二胺中，超聲分散 5min，然后將分散后的懸浮液加熱到溶液的沸點(diǎn)回流0. 5h，停止加熱，繼續(xù)攪拌Mh，再經(jīng)離心、洗滌、干燥即可。
實(shí)施例11，乙二胺處理金屬填料粒子的制備
取1，2-丙二胺40毫升，再將10克銀包二氧化硅核殼復(fù)合粒子加入到1，2-丙二胺中，超聲分散5min，然后將分散后的懸浮液加熱到溶液的沸點(diǎn)回流lh，停止加熱，繼續(xù)攪拌 Mh，再經(jīng)抽濾、洗滌、干燥即可。實(shí)施例12，乙二胺處理金屬填料粒子的制備
取乙二胺40毫升，再將10克鎳粉加入到該乙二胺中，超聲分散5min，然后將分散后的懸浮液加熱到溶液的沸點(diǎn)回流lh，停止加熱，繼續(xù)攪拌12h，再經(jīng)抽濾、洗滌、干燥即可。實(shí)施例13，乙二胺處理金屬填料粒子的制備
取乙二胺20毫升倒入20毫升乙醇中，再將10克鎳包二氧化硅加入到該乙二胺乙醇溶液中，超聲分散5min，然后將分散后的懸浮液加熱到溶液的沸點(diǎn)回流池，停止加熱，繼續(xù)攪拌乩，再經(jīng)離心、洗滌、干燥即可。實(shí)施例14，乙二胺處理金屬填料粒子的制備
取乙二胺30毫升倒入10毫升水中，再將10克銅包二氧化硅加入到該乙二胺溶液中，超聲分散5min，然后將分散后的懸浮液加熱到溶液的沸點(diǎn)回流lh，停止加熱，繼續(xù)攪拌 12h，再經(jīng)抽濾、洗滌、干燥即可。本發(fā)明不僅工藝過程簡單，而且上述實(shí)施例以其為導(dǎo)電填料，加工得到的導(dǎo)電膠， 具有良好的電性能、屏蔽效能，這表明該類材料有望在電磁兼容方面具有較好的應(yīng)用前景。附表
表1 二元胺處理金屬粒子對導(dǎo)電膠電阻率的影響
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電金屬填料的表面處理新方法，其特征是按質(zhì)量配比為1 :(1 2)將金屬導(dǎo)電型填料加入到二元胺處理溶液中，然后超聲分散^lOmin，在二元胺處理溶液沸點(diǎn)下回流 0. 5^2h后停止加熱，繼續(xù)攪拌2l4h，再經(jīng)抽濾或離心、洗滌和真空干燥后，得到表面改性金屬導(dǎo)電填料；所述二元胺處理溶液是由二元胺與乙醇按質(zhì)量配比為(1 4) 1配制的溶液，或二元胺與水按質(zhì)量配比為(1 4) 1配制的溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是金屬導(dǎo)電型填料為銀粉、銅粉或鎳粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是金屬導(dǎo)電型填料為表面包有銀、銅或鎳的核殼復(fù)合粒子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于二元胺處理溶液中二元胺所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%-100% ；所述二元胺特征是具有共軛結(jié)構(gòu)的二元胺或短鏈二元胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述二元胺具有共軛結(jié)構(gòu)的為 H2NNHC0NHNH2, H2N(CH=CH)nNH2,1 彡 η 彡 3。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述短鏈二元胺為&N(CH2)nNH2， 2彡η彡4。
7.一種導(dǎo)電金屬填料的表面處理新方法的用途，其特征在于將權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述方法制備的表面改性金屬導(dǎo)電填料作為電磁屏蔽復(fù)合材料中的電磁屏蔽填料應(yīng)用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用途，其特征在于電磁屏蔽復(fù)合材料為電磁屏蔽涂料或電磁屏蔽膠。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種導(dǎo)電金屬填料的表面處理新方法，該方法是按質(zhì)量配比為1(1～2)將金屬導(dǎo)電型填料加入到二元胺處理溶液中，然后超聲分散5~10min，在二元胺處理溶液沸點(diǎn)下回流0.5~2h后停止加熱，繼續(xù)攪拌2~24h，再經(jīng)抽濾(或離心)、洗滌和真空干燥后，得到表面改性金屬導(dǎo)電填料；所述二元胺處理溶液是由二元胺與乙醇按質(zhì)量配比為(1～4)1配制的溶液，或二元胺與水按質(zhì)量配比為(1～4)1配制的溶液。本方法制備的這種表面改性金屬導(dǎo)電填料具有良好的導(dǎo)電性能；用其作為導(dǎo)電填料制備的導(dǎo)電金屬/環(huán)氧樹脂系電磁屏蔽復(fù)合材料具有較好的電性能；在電磁兼容工程應(yīng)用等方面將具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號C09C3/08GK102250498SQ201010291608
公開日2011年11月23日 申請日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月26日
發(fā)明者官建國, 張威, 張清杰, 王一龍, 章橋新 申請人:武漢理工大學(xué)