东建中,刘英研究了肥皂液、明胶、蛋白质水解液对微米级铜粉的缓蚀作用。这三种物质是都具有良好的缓蚀能力,而且均能在微米级铜粉表面形成一层保护膜的,当它们的浓度分别为0.05%、500mg/L和0.5g/100g的时候缓蚀率P=(W一wb)/w×100%,W与w分别为未经和经过缓蚀剂处理的微米级铜粉的氧化增重可以达到95%以上。文献也研究出了明胶、蛋白质水解液、苯并三氮唑和肥皂液对微米级铜粉的缓蚀效果。结果表明,经过BTA处理过的微米级铜粉抗腐蚀性最好[12]。
3偶联剂处理
现今使用的偶联剂主要有硅烷类,其次是钛酸酯类和铝酸酯类,另外还有一些含铬、锆化合物及高级脂肪酸、醇、酯等几类物质。有人研究了硅烷偶联剂的作用机理,认为微米级铜粉表面的羟基与偶联剂的水解产物发生反应生成了硅醇基,同时偶联剂分子中的硅醇基发生相互交联缩合,在金属表面形成网络状结构膜而阻止微米级铜粉发生氧化[13]。许多研究发现硅烷偶联剂直接添加到微米级铜粉所制备成的导电涂层表面具有良好的抗腐蚀性,但用于超细铜粉表处理时,其抗氧化作用效果不如配合剂缓蚀法与有机酸包覆法有效。美国专利介绍了采用电解沉积法先在微米级铜粉表面形成Zn-As合金的复合层,然后再用7-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)与乙烯基三乙氧基硅烷用质量比为6:4的混合物处理微米级铜粉,处理后的微米级铜粉的可浸润性和抗腐蚀性良好,由于这两种偶联剂会产生协同效应,性能远远优于使用一种偶联剂时的效果。
闫军研究了两种硅烷偶联剂KH550和KH570,两种钛酸酯偶联剂CT136与JSC对环氧-铜粉体系中导电涂料导电性能的影响。结果表明,加入KH550和KH570后的涂层电阻大大升高,而CT136与JSC却能降低体系的电阻,其中以加入质量分数为2%的JSC的效果是最好。实验表明,用JSC处理过后的涂层电阻基本没有变化,说明铜粉、JSC偶联剂和树脂基体结合十分良好,可以有效地抑制微米级铜粉的氧化[14-16]。
林硕采用含有伯胺基的NH2(CH2)3Si(OC2H5)3硅烷偶联剂对微米级铜粉进行防腐蚀处理,在实验中他们采取了两种添加方式直接加入法与预处理法。结果表明,偶联剂中的伯胺可以与导电填料表面的羟基以氢键的形式键合,形成了贯穿导电粒子链表面的厚度适中的保护膜,明显起到防止氧化的作用,而直接加入法却比预处理法效果要好。因为直接加入的时候,偶联剂是在铜粉微粒子链的表面形成的保护膜,既可以有效保护铜粒子不被氧化,又不会影响铜粒子之间的导通能力;而预处理的时候,偶联剂将铜粒子表面包覆,使粒子之间无法直接接触,影响了其的导电性[17]。
4还原法
还原法主要是将微米级铜粉表面的氧化铜、氧化亚铜还原为铜。通过文献的查阅发现还原法一般采用胺、醛、酚等这些含有氢的物质,如甲醛、对苯二酚、连二苯、不饱和脂肪酸等。路庆华在处理导电胶中的微米级铜粉时也采用了还原法,他选用了2-乙基-4-甲基咪唑或者苯并三唑与乙酰乙酸乙酯的混合物制备具有给电子能力的络合剂。然后将镀银的微米级铜粉置于这种络合剂的丙酮溶液中,搅拌使丙酮都挥发使得络合剂能有效包裹在微米级铜粉表面。为了不影响导电胶的导电性能,所以在导电胶中加入了四甲基对醌二甲烷的电子受容体,可以保证微米级铜粉的抗腐蚀性和导电胶的导电性。这是因为乙酰乙酸乙酯能与微米级铜表面形成络合物阻滞微米级铜表面的氧化,但降低了导电胶的导电性,加入电子受容体四甲基对醌二甲烷,然后使其和铜络合物形成了电荷转移络合物,从而大大降低了电子移动的活化能,这样既能防止微米级铜粉表面氧化又不影响其导电性[18]。