本发明涉及微纳米粉
技术领域：
，尤其涉及一种改性高导电微纳米粉。
背景技术：
：近年来，纳米科技蓬勃发展，纳米材料的应用受到各领域的广泛关注。但纳米粒子的粒径很小，其高的表面能使其易于团聚，分散性差，形成二次粒子，无法表现出其受人青睐的表面积效应、体积效应及量子尺寸效应等，严重影响其使用效果。因此，在实际应用中，如何对纳米粒子的表面进行改性，避免纳米粒子的团聚和结块，提高导电性、分散性、流变性以及光催化效果等是纳米材料科学领域十分重要的研究课题。对纳米粒子进行表面改性是指用物理、化学的方法对粒子表面进行处理，改善纳米粒子表面的可润湿性，增强纳米粒子在介质中的界面相溶性，使纳米粒子容易在有机化合物或水中分散，或拥有特殊性质，达到改变粒子表面物理化学性质的目的。根据表面处理剂与颗粒之间有无化学反应，可以分为表面化学改性和物理改性两大类。纳米粒子的化学改性，通过纳米粒子表面与处理剂之间进行化学反应或化学吸附，改变纳米粒子表面的结构和状态，达到表面改性的目的，就称之为纳米粒子的表面化学改性。纳米粒子比表面积大，表面键态，电子态不同于粒子内部，配位不全导致挂键大量存在，这就为用化学反应方法对纳米粒子表面进行改性提供了有利的条件。表面化学改性法在纳米粒子表面改性中占有极其重要的地位，是目前最常用的表面改性方法。现有技术采用化学改性的方法得到的纳米粒子导电性较差、而且与树脂粘结性也较差。技术实现要素：有鉴于此，本发明的目的在于提供一种与树脂结合能力更高，同时导电性更优的改性高导电微纳米粉。本发明提供了一种改性高导电微纳米粉的制备方法，包括：将改性剂和微纳米粉进行反应，得到改性高导电微纳米粉。在本发明中，所述改性剂包括有机酸、酰胺类化合物和脂肪胺类化合物中的一种或几种；所述有机酸优选包括二元酸和氨基酸类化合物中的一种或几种。在本发明中，所述二元酸优选为碳原子数为2～8的二元酸，更优选为琥珀酸、戊二酸和己二酸中的一种或几种；所述氨基酸类化合物优选为缩氨酸。在本发明中，所述酰胺类化合物优选为丙烯酰胺类化合物，更优选为丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺中的一种或两种。在本发明中，所述脂肪胺类化合物优选为碳原子数为1～10的脂肪胺类化合物，更优选为碳原子数为2～4的脂肪胺类化合物，最优选为乙胺、正丙胺、正丁胺和乙二胺中的一种或几种。在本发明中，所述改性剂优选为有机酸，更优选为二元有机酸，最优选为琥珀酸、丙二酸和己二酸中的一种或几种。本发明所采用的这种改性剂能够在微纳米粒表面通过静电作用形成局部包覆，用于增强金属-金属间及金属-高分子间结合力，形成紧密电流通路，从而大幅度提高微纳米粒导电性能以及与树脂的结合性能。在本发明中，所述改性剂优选为改性剂溶液，所述改性剂溶液的溶剂优选选自水、醇类化合物、酯类化合物、醚类化合物，更优选选自去离子水、甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、正丁醇、乙二醇、丙三醇、十二醇、十六醇、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、2-甲氧基乙醇、二丙酮醇、三乙二醇二甲醚、苯甲醇、四氢呋喃和乙腈中的一种或几种。在本发明中，所述改性剂溶液的浓度选为2～20g/l，更优选为5～15g/l，最优选为8～12g/l。本发明对所述微纳米粉的成分没有特殊的限制，优选为具有电学性能的微纳米粉，更优选为碳、金、银、铜、铁、镍或锡中的一种或几种的微米级或纳米级粉末。本发明对所述微纳米粉的粒度没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的微米级或纳米级的导电粉末即可。在本发明中，所述微纳米粉的粒度优选为20～500000nm，更优选为50～50000nm，更优选为100～5000nm，更优选为1000～4000nm，最优选为2000～3000nm。在本发明中，所述微纳米粉与改性剂的质量比优选为1:0.5～1:3，更优选为1:1～1:2.5，最优选为1:1.5～1:2。本发明对所述反应的温度和时间没有特殊的限制，本领域技术人员可根据实际的反应条件选择合适的温度和时间，使反应进行即可，所述反应的温度优选为室温，如20～30℃。在本发明中，所述反应之前，优选还包括：将改性剂和微纳米粉进行混合分散。在本发明中，所述分散的方法优选包括超声分散和/或搅拌分散，更优选为先进行超声分散再进行搅拌分散。在本发明中，所述超声分散的频率优选为10～100khz，更优选为20～80khz，最优选为30～60khz；所述超声分散的功率优选为1～10kw，更优选为2～8kw，最优选为3～6kw，所述超声分散的时间优选为5～30min，更优选为10～25min，最优选为15～20min。在本发明中，所述搅拌分散的速度优选为300～600r/min，更优选为400～500r/min；所述搅拌分散的时间优选为1～10h，更优选为2～8h，最优选为3～6h。在本发明中，所述反应完成后，优选还包括：将得到的反应产物进行过滤和干燥，得到改性高导电微纳米粉。在本发明中，所述过滤的方法优选为微孔滤纸真空抽滤。在本发明中，所述微孔滤纸优选为尼龙66(nylon66)、聚醚砜(pes)、混合纤维素(mce)、聚丙烯(pp)、聚四氟乙烯(ptfe)或聚偏氟乙烯(pvdf)微孔滤膜中的一种。在本发明中，所述的微孔滤纸的孔径选为0.2～2μm，更优选为0.5～1.5μm，最优选为0.8～1.2μm。在本发明中，所述真空抽滤的真空度优选为0.01～1mpa，更优选为0.05～0.8mpa，更优选为0.1～0.6mpa，最优选为0.3～0.5mpa。在本发明中，所述真空抽滤过程中单头抽气量优选为5～50l/min，更优选为10～40l/min，最优选为20～30l/min。在本发明中，所述干燥的温度优选为20～30℃。本发明提供了一种上述技术方案所述的方法制备得到的改性高导电微纳米粉。本发明提供的高导电微纳米粉可应用于导电银浆、导电银胶、纳米银墨水、屏蔽材料粉末(镍粉等)。本发明提供的高导电微纳米粉用于纳米银或纳米铜抗菌涂层，纳米材料与纤维结合力更强，而且防水洗。本发明采用表面改性方法获得改性的高导电微纳米粉，所采用的改性剂能更有效的取代微纳米粉表面原先吸附的大分子高沸点润滑保护层，在微纳米粉表面重新形成低分子量的保护层，防止微纳米粉氧化。而且，本发明所采用的这种改性剂能够在微纳米粒表面通过静电作用形成局部包覆，用于增强金属-金属间及金属-高分子间结合力，形成紧密电流通路，从而大幅度提高微纳米粒导电性能以及与树脂的结合性能。本发明提供的改性后的微纳米粉熔点降低、具有良好的导电性能、能有效的与树脂进行结合。本发明提供的改性高导电微纳米粉的制备方法，操作简易、设备简单、适合批量化制备及规模化生产。具体实施方式下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明以下实施例所用原料均为市售商品。实施例1称取2g的琥珀酸溶于200ml去离子形成改性剂溶液；将1.8g的粒度为80nm的纳米银加入到改性剂溶液中，在20khz、2kw超声功率下超声10min，再在室温下，以300r/min的速度搅拌2h，最后采用孔径为0.5μm的偏氟乙烯(pvdf)微孔滤膜，真空度保持0.01mpa下抽滤除去溶剂，常温常压干燥，得到改性后的纳米银颗粒。实施例2按照实施例1所述的方法制备得到纳米银颗粒，与实施例1的区别在于采用丙二酸替换实施例1中的琥珀酸。实施例3按照实施例1所述的方法制备得到纳米银颗粒，与实施例1的区别在于采用己二酸替换实施例1中的琥珀酸。实施例4按照实施例1所述的方法制备得到纳米银颗粒，与实施例1的区别在于采用丙烯酰胺替换实施例1中的琥珀酸。实施例5按照实施例1所述的方法制备得到纳米银颗粒，与实施例1的区别在于采用甲基丙烯酰胺替换实施例1中的琥珀酸。实施例6按照实施例1所述的方法制备得到纳米银颗粒，与实施例1的区别在于采用乙胺替换实施例1中的琥珀酸。实施例7按照实施例1所述的方法制备得到纳米银颗粒，与实施例1的区别在于采用正丙胺替换实施例1中的琥珀酸。实施例8按照实施例1所述的方法制备得到纳米银颗粒，与实施例1的区别在于采用正丁胺替换实施例1中的琥珀酸。实施例9按照实施例1所述的方法制备得到纳米银颗粒，与实施例1的区别在于采用乙二胺替换实施例1中的琥珀酸。实施例10性能测试实验导电银浆的制备：纳米银粉40wt％；树脂粘结相(双酚环氧树脂)10wt％；溶剂(松油醇)48wt％，分散剂(byk9076)及有机硅消泡剂各1wt％，纳米银粉为实施例1～9中未改性的纳米银和已改性的纳米银颗粒；导电银浆固化线路的性能测试：将导电银浆通过丝网印刷印制在pet薄膜上，印制所得的图案为线宽1mm，长度10cm的银线，印刷厚度均为4微米，印刷后的电路经150℃，15分钟烧结，制得测试片，测试电路线电阻值、附着力和抗弯折性测试。导电银浆的稳定性测试：将制备好的导电银浆装在玻璃量筒中，并密封瓶口，再在室温条件下将其静置50天，测试浆料的相对沉降高度(rsh)，通过rsh分析浆料的稳定性。导电银浆的抗氧化性测试：湿度70％，温度70℃环境，经过24小时放置，观察线路是否变黄、发黑。上述性能的测试方法如表1所示，表1为本发明中导电银浆的性能测试方法：表1本发明中导电银浆的性能测试方法实施例1～9制备得到的改性纳米银颗粒的导电银浆性能测试结果如表2所示。表2实施例1～9制备得到的改性纳米银颗粒的导电银浆性能测试结果样品方阻mω硬度附着力耐弯折性rsh％抗氧化性原纳米银252b脱落5次50变黄实施例1102h不脱落10次13不变黄实施例2152h不脱落10次25不变黄实施例3141h不脱落10次25不变黄实施例4192h不脱落10次38不变黄实施例5242h不脱落10次40不变黄实施例6212h不脱落10次28不变黄实施例7232h不脱落10次39不变黄实施例8222b不脱落10次21不变黄实施例9152h不脱落10次35不变黄由表2可知，表面经过表面改性后的纳米银在导电浆料中的各项性能均得到提高。由以上实施例可知，本发明提供了一种改性高导电微纳米粉的制备方法，包括：将改性剂和微纳米粉进行反应，得到改性微纳米粉；所述改性剂包括有机酸、酰胺类化合物和脂肪胺类化合物中的一种或几种。本发明采用表面改性方法获得改性的高导电微纳米粉，所采用的改性剂能更有效的取代微纳米粉表面原先吸附的大分子高沸点润滑保护层，在微纳米粉表面重新形成低分子量的保护层，防止微纳米粉氧化。本发明提供的改性后的微纳米粉熔点降低、具有良好的导电性能同时还能够与树脂具有良好的粘结性。本发明提供的改性高导电微纳米粉的制备方法，操作简易、设备简单、适合批量化制备及规模化生产。当前第1页12