一種超細(xì)銅片的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公布一種超細(xì)銅片的制備方法，步驟包括：以平均粒徑為0.5-1um球形銅粉為原料，選用連續(xù)出料式研磨機(jī)對(duì)銅粉進(jìn)行研磨，研磨操作分為三遍，第一遍研磨主要對(duì)漿料進(jìn)行預(yù)分散，研磨機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速控制在200-600ppm，漿料進(jìn)出流量控制在1-5L/min，第二遍研磨銅片開始逐步形成，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速控制在600-1200ppm，漿料進(jìn)出流量控制在1-5L/min，第三遍研磨銅片完全形成，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速控制在600-1200ppm，漿料進(jìn)出流量控制在1-5L/min。本發(fā)明既能提高銅片研磨效率，又可通過對(duì)各操作參數(shù)進(jìn)行精細(xì)控制，例如：研磨機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速，漿料進(jìn)出研磨機(jī)流量等，達(dá)到對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)嚴(yán)格管控的目的。
【專利說明】一種超細(xì)銅片的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及超細(xì)銅片制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體介紹了一種以粒徑〇. 5-lum(微米）球形 銅粉為原料，制備適用于導(dǎo)電涂料、導(dǎo)電膠、電級(jí)材料等領(lǐng)域超細(xì)銅片的方法，銅片片徑可 控制在5um以內(nèi)（可稱為超細(xì)銅片）。

【背景技術(shù)】
[0002] 超細(xì)銅粉作為導(dǎo)電填料廣泛用于導(dǎo)電涂料、導(dǎo)電膠、電極材料等。片狀銅粉在增大 粉體接觸面，提高粉體表面光滑度方面相比球形銅粉有很大優(yōu)勢(shì)。因此，在選用片狀銅粉作 為導(dǎo)電填料時(shí)，更有利于電荷的傳導(dǎo)及導(dǎo)電性的提高。隨著電子元器件的小型化，超細(xì)銅片 的需求量勢(shì)必日益迫切。當(dāng)前，銅片工業(yè)化生產(chǎn)方法主要還是利用球磨法，球磨作業(yè)是在球 磨機(jī)筒體內(nèi)完成，筒體內(nèi)的磨介球隨著筒體的旋轉(zhuǎn)而被帶到一定的高度后，介質(zhì)由于自重 而下落，裝在筒體內(nèi)的球形銅粉因受到介質(zhì)猛烈的沖擊力，磨剝力及擠壓力發(fā)生形變成為 片狀銅粉。
[0003] 當(dāng)前已有諸多球磨法制備銅片的報(bào)道，但是此類球磨法存在如下幾點(diǎn)弊端：（1) 生產(chǎn)效率低，單次生產(chǎn)周期長(zhǎng)，產(chǎn)量少，無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正意義的工業(yè)化生產(chǎn)；（2)受球磨機(jī)結(jié) 構(gòu)、性能及磨球尺寸的限制，還無(wú)法實(shí)現(xiàn)超細(xì)銅片（片徑<5um)的規(guī)模化生產(chǎn)；(3)在控制 銅片各項(xiàng)參數(shù)方面手段單一，往往只能通過改變研磨轉(zhuǎn)速、研磨時(shí)間達(dá)到控制片徑的目的， 無(wú)法實(shí)現(xiàn)銅片各項(xiàng)參數(shù)的精細(xì)化控制，例如片徑，比表面積，振實(shí)密度，分散性等。
[0004] 此外，原料銅粉中往往存在一定的超大顆粒或粒子不均勻的現(xiàn)象，這樣會(huì)導(dǎo)致壓 片時(shí)銅片大小不均勻，很難對(duì)銅片參數(shù)進(jìn)行有效控制；此外，銅粉原料隨著銅片整個(gè)加工過 程，在高溫狀態(tài)下極易被氧化嚴(yán)重影響其性能和使用效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種既保證研磨效率，又能對(duì)產(chǎn)品各項(xiàng)參 數(shù)進(jìn)行精細(xì)化控制且銅粉原料加工過程不易氧化的超細(xì)銅片制備方法。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案步驟包括：
[0007] (1)選用平均粒徑l〇〇〇nm以下球形銅粉為原料，將其加入到分散容器中，以無(wú)水 有機(jī)溶劑為介質(zhì)進(jìn)行預(yù)分散（利用乳化機(jī)對(duì)漿料進(jìn)行預(yù)分散）得到分散漿料待用，分散漿 料中的固含量控制在5-50% ;
[0008] (2)用立式連續(xù)出料式攪拌研磨機(jī)攪拌步驟（1)的分散漿料，研磨機(jī)內(nèi)壁為陶瓷 內(nèi)襯，分散容器及研磨機(jī)都有冷卻夾層，確保研磨時(shí)漿料溫度<30°C ;
[0009] (3)采用氧化鋯珠作為步驟（2)研磨機(jī)的磨球介質(zhì)，磨球直徑控制在0. 2-1_，磨 球量控制在10_30kg/15L筒體體積；
[0010] (4)先將研磨機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速設(shè)定在200-600rpm，將步驟（1)的分散漿料通過計(jì)量泵 輸送入至立式連續(xù)出料式攪拌研磨機(jī)進(jìn)料口，楽料輸送流量控制在l_5L/min,楽料經(jīng)過第 一遍研磨后從研磨機(jī)出料口流出，用容器收集；
[0011] (5)將立式連續(xù)出料式攪拌研磨機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速設(shè)定在600-1200rpm，將步驟（4)第一 遍研磨后的研磨漿料通過計(jì)量泵輸送入至研磨機(jī)進(jìn)料口，漿料輸送流量控制在l_5L/min， 漿料經(jīng)過第二遍研磨后從研磨機(jī)出料口流出，用容器收集；
[0012] (6)將立式連續(xù)出料式攪拌研磨機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速設(shè)定在600-1200rpm，將步驟（5)第二 遍研磨后的研磨漿料通過計(jì)量泵輸送入至研磨機(jī)進(jìn)料口，漿料輸送流量控制在l_5L/min， 漿料經(jīng)過第三遍研磨后從研磨機(jī)出料口流出，經(jīng)過濾后用容器收集，最后干燥得到成品。
[0013] 本發(fā)明步驟（1)中所述平均粒徑lOOOnm以下球形銅粉優(yōu)選平均粒徑范圍 700-1000nm，粒徑>5um粉體數(shù)量為0。
[0014] 本發(fā)明步驟（1)中無(wú)水有機(jī)溶劑為無(wú)水乙醇、異丙醇或丙醇的一種。選擇上述有 機(jī)溶劑主要從兩方面考慮：第一是要確保銅片研磨過程中漿料流動(dòng)性、分散性好，實(shí)踐證明 上述三種有機(jī)溶劑能達(dá)到該要求；第二是溶劑的蒸發(fā)溫度低，銅片研磨完畢后需要進(jìn)行干 燥，蒸發(fā)溫度低有利于銅粉免受高溫氧化。
[0015] 本發(fā)明步驟（1)中所述的固含量?jī)?yōu)選控制在10%?30%。
[0016] 本發(fā)明步驟（2)中所述的陶瓷內(nèi)襯為氧化鋁，氧化鋯的一種。
[0017] 本發(fā)明步驟（2)中所述分散容器及研磨機(jī)都有冷卻夾層，確保研磨時(shí)漿料溫度 <30°C。溫度的過高嚴(yán)重影響到銅片的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，例如：比表面積增大、氧含量增大、分 散性變差等，因此選用冷卻設(shè)備對(duì)漿料溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制，本發(fā)明漿料溫度優(yōu)選10-20°C。
[0018] 本發(fā)明步驟（3)中所述磨球尺寸控制在0.2-lmm。磨球尺寸的選擇取決于球形銅 粉粒徑及目標(biāo)銅片的片徑大小，本發(fā)明為利用lOOOnm以下球形銅粉生產(chǎn)片徑<5um銅片，因 此優(yōu)選尺寸為〇. 2-0. 5mm的磨球。
[0019] 本發(fā)明步驟（3)中所述磨球量控制在10_30kg/15L。磨球數(shù)量影響到研磨機(jī)的研 壓效果，磨球量取決于研磨機(jī)筒體體積，球形銅粉粒徑及銅片目標(biāo)片徑，本發(fā)明選用的研磨 機(jī)筒體體積為15L，且為利用lOOOnm以下球形銅粉生產(chǎn)片徑<5um銅片，因此磨球數(shù)量?jī)?yōu)選 為20-25kg。在磨球重量一定的前提下，磨球尺寸越大，球個(gè)數(shù)越少，總球荷表面積越小，研 磨超細(xì)銅粉的幾率小，研磨大粒徑銅粉幾率大，會(huì)造成磨不細(xì)的現(xiàn)象；反之，若磨球尺寸小， 球個(gè)數(shù)多，總球荷表面積雖增加，但是粗粉很難被研磨，造成欠磨的現(xiàn)象。所以本發(fā)明中，當(dāng) 球形銅粉原料平均粒徑<500nm時(shí)，應(yīng)選用直徑〈0. 2mm磨球，若選用直徑稍大的磨球，超細(xì) 銅粉很難被研磨到，片化率低；當(dāng)球形銅粉原料平均粒徑>500nm時(shí)，應(yīng)選用直徑0. 3-0. 5mm 磨球，若選用直徑偏小的磨球，大粒徑銅粉很難被研磨徹底，銅片片徑小。
[0020] 本發(fā)明步驟（4)中所述研磨機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速設(shè)定在200-600rpm，漿料輸送流量控制在 l-5L/min。本發(fā)明采用的是連續(xù)進(jìn)料式研磨機(jī)，研磨漿料通過計(jì)量泵從端口進(jìn)入研磨機(jī)， 經(jīng)過研磨后再?gòu)某隽峡谂懦觯?dāng)漿料全部通過研磨機(jī)后，表示一遍研磨完成，研磨機(jī)攪拌轉(zhuǎn) 速，研磨次數(shù)及漿料輸送流量對(duì)銅片產(chǎn)品各項(xiàng)參數(shù)有重要影響，本發(fā)明累計(jì)需要完成三次 研磨才可獲得所需銅片，上述攪拌設(shè)定轉(zhuǎn)速200-600rpm為第一遍研磨轉(zhuǎn)速，主要是對(duì)研磨 漿料做預(yù)分散，優(yōu)選轉(zhuǎn)速400-600rpm。上述漿料輸送流量?jī)?yōu)選3-5L/min。
[0021] 本發(fā)明步驟（5)中所述研磨機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速設(shè)定在600-1200rpm，漿料輸送流量控制 在l-5L/min，這是第二次研磨過程所需操作參數(shù)，第二次研磨后，銅片逐漸形成，其中優(yōu)選 轉(zhuǎn)速800-1200rpm。上述漿料輸送流量?jī)?yōu)選3-5L/min。
[0022] 本發(fā)明步驟（6)中所述研磨機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速設(shè)定在600-1200rpm，漿料輸送流量控制 在l-5L/min，這是第三次研磨過程所需操作參數(shù)，第三次研磨后，銅片研磨完成，其中優(yōu)選 轉(zhuǎn)速800-1200rpm。上述漿料輸送流量?jī)?yōu)選3-5L/min。
[0023] 本發(fā)明步驟（6)中所述漿料經(jīng)過第三遍研磨后從研磨機(jī)出料口流出，經(jīng)過濾后用 容器收集。可選用800-1400目篩網(wǎng)或?yàn)V袋對(duì)漿料進(jìn)行過濾。
[0024] 本發(fā)明步驟（1)中所述平均粒徑lOOOnm以下球形銅粉為經(jīng)過濕法分級(jí)且經(jīng)抗氧 化處理的銅粉。
[0025] 本發(fā)明利用水力旋流器對(duì)球形銅粉進(jìn)行濕法分級(jí)，分級(jí)原料為通過物理氣相沉積 法（PVD)生產(chǎn)的平均粒徑1000-1500nm銅原粉，該銅原粉中粒徑>3um的粒子較多，大粒子 不剔除會(huì)對(duì)包括銅片尺寸在內(nèi)的相關(guān)參數(shù)帶來影響（銅粉中存在超大顆粒或粒子不均勻 會(huì)導(dǎo)致壓片時(shí)銅片大小不均勻，很難對(duì)銅片參數(shù)進(jìn)行有效控制）；水力旋流器是一種依靠 錐形容器內(nèi)產(chǎn)生的渦流將固體顆粒從水流中分離出來的設(shè)備；銅原粉不經(jīng)抗氧化處理，高 溫狀態(tài)下極易被氧化，因此在制備超細(xì)球形銅粉時(shí)需對(duì)銅原粉進(jìn)行表面有機(jī)物包覆，從而 達(dá)到隔絕空氣的目的。在研磨銅粉制備銅片時(shí)，更需要對(duì)銅粉進(jìn)行抗氧化處理，原因有二： (1)研磨過程是磨球與銅粉高速?zèng)_擊，剪切的物理過程，產(chǎn)生大量的熱量，若不對(duì)銅粉進(jìn)行 抗氧化處理，銅粉會(huì)在研磨過程中發(fā)生氧化；（2)研磨操作會(huì)對(duì)銅粉表面進(jìn)行沖擊和擠壓， 若銅粉表面的抗氧化層包覆不密實(shí)，會(huì)引發(fā)抗氧化層的破損導(dǎo)致銅片氧化。鑒于上述原因， 本發(fā)明在研磨壓片前需對(duì)銅粉進(jìn)行兩次抗氧化處理。
[0026] 本發(fā)明上述的濕法分級(jí)且經(jīng)抗氧化處理的步驟具體包括：
[0027] (a)首先將通過物理氣相沉積法（PVD)生產(chǎn)的平均粒徑1000-1500nm銅原粉 進(jìn)行弱酸清洗，以去除表面的氧化層；弱酸為醋酸或檸檬酸，弱酸的用量為銅原粉重量的 0. 1% -0. 5%，將弱酸溶于去離子水中并將pH值控制在3-3. 5,銅原粉置于上述溶解弱酸的 去離子水中清洗25-30min ;
[0028] (b)將苯駢三氮唑、三乙醇胺、乙二胺四乙酸（EDTA)或聚乙烯吡咯烷酮（PVP)中的 任一種的水溶性銅粉抗氧化劑、用量為銅原粉重量的1% -1. 5%分散在去離子水中得到水 溶性銅粉抗氧化劑的水溶液；將步驟（a)處理后的銅粉分散于去離子水中，固含量控制在 20-25 %得到銅粉漿料；然后將水溶性銅粉抗氧化劑的水溶液滴加入到銅粉漿料中，持續(xù)攪 拌1. 5h對(duì)銅粉進(jìn)行表面包覆，實(shí)現(xiàn)第一遍抗氧化處理；再利用無(wú)水乙醇、異丙醇或丙醇對(duì) 將上述銅粉進(jìn)行多次置換（清洗）；
[0029] (c)將步驟（b)處理后的銅粉與有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇、異丙醇或丙醇混合分散配成 固含量20%的料漿，漿料經(jīng)高壓水泵輸送并經(jīng)網(wǎng)孔大小要求為80-120目篩網(wǎng)過濾后進(jìn)入 水力旋流器，液體在水力旋流器中同時(shí)產(chǎn)生兩種旋轉(zhuǎn)流態(tài)，一種為向下流動(dòng)的靠近旋流器 內(nèi)壁的外旋流，另一種為沿旋流器內(nèi)腔向上流向溢流出口的內(nèi)旋流，粗顆粒在外旋流的作 用下被拋向旋流器的內(nèi)壁經(jīng)底流口排出，極細(xì)的顆粒經(jīng)溢流排出，實(shí)現(xiàn)分級(jí)篩選的目的，通 過調(diào)整高壓水泵的壓力為0. 5-0. 8Mpa和流量為80-100L/min獲得平均粒徑lOOOnm以下球 形銅粉的符合粒徑要求的金屬粉體；
[0030] (d)將油酸、硬脂酸、十二硫醇、油胺或苯甲酸中的一種的醇溶性銅粉抗氧化劑、用 量為銅粉重量的1% -1. 5%分散至酒精或異丙醇中形成醇溶性銅粉抗氧化劑溶液；將經(jīng)步 驟（c)處理后的銅粉分散于酒精或異丙醇中，固含量控制在20-25%得到銅粉漿料，將醇溶 性銅粉抗氧化劑溶液逐滴加入到上述的銅粉漿料中，持續(xù)攪拌1. 5h，對(duì)銅粉實(shí)現(xiàn)第二遍抗 氧化處理。
[0031] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果
[0032] 1.本發(fā)明選用連續(xù)出料式研磨機(jī)，能解決傳統(tǒng)研磨機(jī)效率低，產(chǎn)量少的弊端，真正 實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。
[0033] 2.相比傳統(tǒng)研磨法對(duì)銅片產(chǎn)品性能控制手段單一，本發(fā)明通過調(diào)整球形銅粉粒 徑、研磨機(jī)轉(zhuǎn)速、漿料進(jìn)料流速等參數(shù)，可對(duì)銅片的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行精密控制，例如：比表面 積、振實(shí)密度、PSD、片徑等。
[0034] 3.本發(fā)明對(duì)通過物理氣相沉積法（PVD)生產(chǎn)的平均粒徑1000-1500nm銅原粉進(jìn)行 了濕法分級(jí)和兩次抗氧化處理；分級(jí)有效去除了原料中的大顆粒，保證銅粉中不存在超大 顆粒，粒子均勻壓片時(shí)銅片大小均勻，容易實(shí)現(xiàn)銅片參數(shù)--片徑，比表面積，振實(shí)密度，分 散性等的有效控制，從而保證最終銅片的性能優(yōu)異；此外，兩次銅粉的抗氧化處理，保證高 溫狀態(tài)下極易被氧化，有效隔絕空氣的，從而保證銅粉表面的抗氧化層包覆密實(shí)，不會(huì)引發(fā) 抗氧化層的破損導(dǎo)致銅片氧化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035] 圖1球形銅粉原料SEM照片。
[0036] 圖2實(shí)施例1制備條件下銅片SEM照片。
[0037] 圖3實(shí)施例2制備條件下銅片SEM照片。

【具體實(shí)施方式】
[0038] 下面通過實(shí)施案例進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明，本發(fā)明不僅僅局限于以下實(shí)施例。
[0039] 本實(shí)施例采用的設(shè)備為行業(yè)常規(guī)設(shè)備，如水力旋流器可以采用市售鄭州山川重工 有限公司的FX或FXK系列的旋流器均可以；立式連續(xù)出料式攪拌研磨機(jī)可選市售G307LG 型立式攪拌研磨機(jī)等。
[0040] 本發(fā)明經(jīng)分級(jí)和抗氧化處理的過程如下：
[0041] (b)首先將通過物理氣相沉積法（PVD)生產(chǎn)的平均粒徑1000-1500nm銅原粉 進(jìn)行弱酸清洗，以去除表面的氧化層；弱酸為醋酸或檸檬酸，弱酸的用量為銅原粉重量的 0. 1% -0. 5%，將弱酸溶于去離子水中并將pH值控制在3-3. 5,銅原粉置于上述溶解弱酸的 去離子水中清洗30min ;
[0042] (b)將苯駢三氮唑、三乙醇胺、乙二胺四乙酸（EDTA)或聚乙烯吡咯烷酮（PVP)中的 任一種的水溶性銅粉抗氧化劑、用量為銅原粉重量的1% -1. 5%分散在去離子水中得到水 溶性銅粉抗氧化劑的水溶液；將步驟（a)處理后的銅粉分散于去離子水中，固含量控制在 20-25 %得到銅粉漿料；然后將水溶性銅粉抗氧化劑的水溶液滴加入到銅粉漿料中，持續(xù)攪 拌1. 5h對(duì)銅粉進(jìn)行表面包覆，實(shí)現(xiàn)第一遍抗氧化處理；再利用無(wú)水乙醇、異丙醇或丙醇對(duì) 將上述銅粉進(jìn)行多次置換（清洗）；
[0043] (c)將步驟（b)處理后的銅粉與有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇、異丙醇或丙醇混合分散配成 固含量20%的料漿，漿料經(jīng)高壓水泵輸送并經(jīng)網(wǎng)孔大小要求為80-120目篩網(wǎng)過濾后進(jìn)入 水力旋流器，液體在水力旋流器中同時(shí)產(chǎn)生兩種旋轉(zhuǎn)流態(tài)，一種為向下流動(dòng)的靠近旋流器 內(nèi)壁的外旋流，另一種為沿旋流器內(nèi)腔向上流向溢流出口的內(nèi)旋流，粗顆粒在外旋流的作 用下被拋向旋流器的內(nèi)壁經(jīng)底流口排出，極細(xì)的顆粒經(jīng)溢流排出，實(shí)現(xiàn)分級(jí)篩選的目的，通 過調(diào)整高壓水泵的壓力為0. 5-0. 8Mpa和流量為80-100L/min獲得平均粒徑lOOOnm以下球 形銅粉的符合粒徑要求的金屬粉體；
[0044] ⑷將油酸、硬脂酸、十二硫醇、油胺或苯甲酸中的一種的醇溶性銅粉抗氧化劑、用 量為銅粉重量的1% -1. 5%分散至酒精或異丙醇中形成醇溶性銅粉抗氧化劑溶液；將經(jīng)步 驟（c)處理后的銅粉分散于酒精或異丙醇中，固含量控制在20-25%得到銅粉漿料，將醇溶 性銅粉抗氧化劑溶液逐滴加入到上述的銅粉漿料中，持續(xù)攪拌1. 5h，對(duì)銅粉實(shí)現(xiàn)第二遍抗 氧化處理。
[0045] 實(shí)施例1 :
[0046] (1)以經(jīng)過分級(jí)及抗氧化處理，平均粒徑900nm球形銅粉為原料（5um以上大顆粒 數(shù)量為〇)，將50kg球形銅粉加入裝有異丙醇的攪拌釜中混合攪拌，漿料濃度為25%。
[0047] (2)選用尺寸為0. 2mm的氧化鋯珠作為磨球，將25kg磨球加入到容積為15L連續(xù) 出料研磨機(jī)中，設(shè)定研磨機(jī)及攪拌釜冷夾層水溫為10°c。
[0048] (3)將研磨機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速設(shè)定為400rpm，利用計(jì)量泵將攪拌釜內(nèi)漿料加入到研磨機(jī) 中，漿料流量為3. 5L/min，研磨后的漿料從研磨機(jī)出口放出并收集，a當(dāng)攪拌釜放空后，第 一遍研磨完成。
[0049] (4)將研磨機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速設(shè)定為800rpm，利用計(jì)量泵將第一遍研磨楽料加入到研磨 機(jī)中，漿料流量為3. 5L/min，研磨后的漿料從研磨機(jī)出口放出并收集，直至第二遍研磨完 成。
[0050] (5)將研磨機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速設(shè)定為900rpm，利用計(jì)量泵將第二遍研磨楽料加入到研磨 機(jī)中，漿料流量為3. 5L/min，研磨后的漿料從研磨機(jī)出口放出，并利用1400目曬網(wǎng)對(duì)漿料 進(jìn)行過濾，直至第三遍研磨完成。
[0051] 實(shí)施例2:
[0052] (1)以經(jīng)過分級(jí)及抗氧化處理，平均粒徑900nm球形銅粉為原料（5um以上大顆粒 數(shù)量為〇)，將50kg球形銅粉加入裝有異丙醇的攪拌釜中混合攪拌，漿料濃度為25%。
[0053] (2)選用尺寸為0. 3mm的氧化鋯珠作為磨球，將25kg磨球加入到容積為15L連續(xù) 出料研磨機(jī)中，設(shè)定研磨機(jī)及攪拌釜冷夾層水溫為l〇°C。
[0054] (3)將研磨機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速設(shè)定為400rpm，利用計(jì)量泵將攪拌釜內(nèi)漿料加入到研磨機(jī) 中，漿料流量為3L/min，研磨后的漿料從研磨機(jī)出口放出并收集，當(dāng)攪拌釜放空后，第一遍 研磨完成。
[0055] (4)將研磨機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速設(shè)定為900rpm，利用計(jì)量泵將第一遍研磨楽料加入到研磨 機(jī)中，漿料流量為3L/min，研磨后的漿料從研磨機(jī)出口放出并收集，直至第二遍研磨完成。
[0056] (5)將研磨機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速設(shè)定為llOOrpm，利用計(jì)量泵將第二遍研磨漿料加入到研 磨機(jī)中，漿料流量為3L/min，研磨后的漿料從研磨機(jī)出口放出，并利用1400目曬網(wǎng)對(duì)漿料 進(jìn)行過濾，直至第三遍研磨完成。
[0057] 利用SEM/BET/PSD (掃描電子顯微鏡/比表面積檢測(cè)/激光粒度分析）對(duì)目標(biāo)銅 片進(jìn)行檢測(cè)，相關(guān)參數(shù)如下所示：
[0058] 研磨參數(shù) 銅片測(cè)試參數(shù) 案例 磨球第一遍第二遍第三遍 漿料 比表 PSD 平均 序號(hào) 尺寸 研磨轉(zhuǎn)研磨轉(zhuǎn)研磨轉(zhuǎn) 流量 面積----片徑 (mm) 速 Crpm). 速(rpm) 逮(rpm) (L/min) (m2/g) D50 D90 D100 (聰） 1# 0.2 400 800 900 3,5 1.15 1.21 2.47 4.60 9.40 2.5 2* 0.3 400 900 1100 3 1.45 2.24 3.96 6.04 10.96 4.0
[0059] 圖2、圖3分別對(duì)應(yīng)兩種制備條件下生產(chǎn)的銅片SEM照片，單從SEM照片來看，兩種 銅片的片徑及片化率明顯不同，驗(yàn)證了本發(fā)明通過改變磨球大小，研磨轉(zhuǎn)速及漿料流量對(duì) 目標(biāo)銅片的各參數(shù)進(jìn)行有效控制。
[0060] 從上述檢測(cè)結(jié)果來看，在原料一致的前提下，本發(fā)明通過調(diào)節(jié)磨球尺寸，研磨轉(zhuǎn) 速，漿料流量等參數(shù)可對(duì)目標(biāo)銅片各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行有效控制，同時(shí)因采用連續(xù)進(jìn)料式研磨機(jī)， 研磨效率大大增加。
【權(quán)利要求】
1. 一種超細(xì)銅片的制備方法，其特征在于：該方法的步驟包括： (1) 選用平均粒徑lOOOnm以下球形銅粉為原料，將其加入到分散容器中，以無(wú)水有機(jī) 溶劑為介質(zhì)進(jìn)行預(yù)分散得到分散漿料待用，分散漿料中的固含量控制在5-50% ; (2) 用立式連續(xù)出料式攪拌研磨機(jī)攪拌步驟（1)的分散漿料，研磨機(jī)內(nèi)壁為陶瓷內(nèi)襯， 分散容器及研磨機(jī)都有冷卻夾層，確保研磨時(shí)漿料溫度<30°C ; (3) 采用氧化鋯珠作為步驟（2)研磨機(jī)的磨球介質(zhì)，磨球直徑控制在0.2-lmm，磨球量 控制在10-30kg/15L筒體體積； (4) 先將研磨機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速設(shè)定在200-600rpm，將步驟（1)的分散漿料通過計(jì)量泵輸送 入至立式連續(xù)出料式攪拌研磨機(jī)進(jìn)料口，楽料輸送流量控制在l_5L/min，楽料經(jīng)過第一遍 研磨后從研磨機(jī)出料口流出，用容器收集； (5) 將立式連續(xù)出料式攪拌研磨機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速設(shè)定在600-1200rpm，將步驟（4)第一遍研 磨后的研磨漿料通過計(jì)量泵輸送入至研磨機(jī)進(jìn)料口，漿料輸送流量控制在l_5L/min，漿料 經(jīng)過第二遍研磨后從研磨機(jī)出料口流出，用容器收集； (6) 將立式連續(xù)出料式攪拌研磨機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速設(shè)定在600-1200rpm，將步驟（5)第二遍研 磨后的研磨漿料通過計(jì)量泵輸送入至研磨機(jī)進(jìn)料口，漿料輸送流量控制在l_5L/min，漿料 經(jīng)過第三遍研磨后從研磨機(jī)出料口流出，經(jīng)過濾后用容器收集，最后干燥得到成品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超細(xì)銅片的制備方法，其特征在于：步驟（1)中無(wú)水有 機(jī)溶劑為無(wú)水乙醇、異丙醇或丙醇的一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超細(xì)銅片的制備方法，其特征在于：步驟（1)中所述的 固含量控制在10%?30%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超細(xì)銅片的制備方法，其特征在于：步驟（2)中所述的 陶瓷內(nèi)襯為氧化鋁，氧化鋯的一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超細(xì)銅片的制備方法，其特征在于：步驟（2)中確保研 磨時(shí)漿料溫度10-20°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超細(xì)銅片的制備方法，其特征在于：步驟（3)中所述磨 球尺寸控制在0. 2-lmm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超細(xì)銅片的制備方法，其特征在于：步驟（4)中所述研 磨機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速設(shè)定400-600rpm，楽料輸送流量3-5L/min ; 步驟（5)中所述研磨機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速設(shè)定在800-1200rpm，上述楽料輸送流量3-5L/min; 步驟（6)中所述研磨機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速設(shè)定在800-1200rpm，楽料輸送流量3-5L/min。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超細(xì)銅片的制備方法，其特征在于：步驟￠)中所述漿 料經(jīng)過第三遍研磨后從研磨機(jī)出料口流出，經(jīng)過濾后用容器收集，選用800-1400目篩網(wǎng)或 濾袋對(duì)漿料進(jìn)行過濾。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超細(xì)銅片的制備方法，其特征在于：步驟（1)中所述平 均粒徑lOOOnm以下球形銅粉為經(jīng)過濕法分級(jí)且經(jīng)抗氧化處理的銅粉； 濕法分級(jí)且經(jīng)抗氧化處理的步驟包括： (a)首先將通過物理氣相沉積法生產(chǎn)的平均粒徑1000_1500nm銅原粉進(jìn)行弱酸清洗， 以去除表面的氧化層；弱酸為醋酸或檸檬酸，弱酸的用量為銅原粉重量的0. 1% -0. 5%，將 弱酸溶于去離子水中并將pH值控制在3-3. 5,銅原粉置于上述溶解弱酸的去離子水中清洗 25-30min ； (b) 將苯駢三氮唑、三乙醇胺、乙二胺四乙酸或聚乙烯吡咯烷酮中的任一種的水溶性銅 粉抗氧化劑、用量為銅原粉重量的1% -1. 5%分散在去離子水中得到水溶性銅粉抗氧化劑 的水溶液；將步驟（a)處理后的銅粉分散于去離子水中，固含量控制在20-25%得到銅粉漿 料；然后將水溶性銅粉抗氧化劑的水溶液滴加入到銅粉漿料中，持續(xù)攪拌1. 5h對(duì)銅粉進(jìn)行 表面包覆，實(shí)現(xiàn)第一遍抗氧化處理；再利用無(wú)水乙醇、異丙醇或丙醇對(duì)將上述銅粉進(jìn)行多次 置換； (c) 將步驟（b)處理后的銅粉與有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇、異丙醇或丙醇混合分散配成固含 量20%的料漿，漿料經(jīng)高壓水泵輸送并經(jīng)網(wǎng)孔大小要求為80-120目篩網(wǎng)過濾后進(jìn)入水力 旋流器，液體在水力旋流器中同時(shí)產(chǎn)生兩種旋轉(zhuǎn)流態(tài)，一種為向下流動(dòng)的靠近旋流器內(nèi)壁 的外旋流，另一種為沿旋流器內(nèi)腔向上流向溢流出口的內(nèi)旋流，粗顆粒在外旋流的作用下 被拋向旋流器的內(nèi)壁經(jīng)底流口排出，極細(xì)的顆粒經(jīng)溢流排出，實(shí)現(xiàn)分級(jí)篩選的目的，通過調(diào) 整高壓水泵的壓力為〇. 5-0. 8Mpa和流量為80-100L/min獲得平均粒徑lOOOnm以下球形銅 粉的符合粒徑要求的金屬粉體； (d) 將油酸、硬脂酸、十二硫醇、油胺或苯甲酸中的一種的醇溶性銅粉抗氧化劑、用量 為銅粉重量的1% -1. 5%分散至酒精或異丙醇中形成醇溶性銅粉抗氧化劑溶液；將經(jīng)步驟 (c)處理后的銅粉分散于酒精或異丙醇中，固含量控制在20-25%得到銅粉漿料，將醇溶性 銅粉抗氧化劑溶液逐滴加入到上述的銅粉漿料中，持續(xù)攪拌1. 5h，對(duì)銅粉實(shí)現(xiàn)第二遍抗氧 化處理。
【文檔編號(hào)】B22F9/04GK104117681SQ201410372783
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】蔡俊, 何志松, 孫長(zhǎng)入, 林辰 申請(qǐng)人:寧波廣博納米新材料股份有限公司