铜粉表面包覆硅烷偶联剂改性
金属铜粉金属光泽良好，其导电性能几乎与银相当，而价格仅是银的二十分之一，因此从性价比上来说，铜粉是比较理想的一种导电填料。铜粉的这些特性使得其在导电胶、导电塑料、导电涂料等领域广泛使用。但是微细铜粉比表面积大，化学性质活泼，在空气中易发生氧化，导致材料颜色变暗，装饰性变差，而且氧化物是绝缘体，这样就使得导电材料很难在长时间的使用过程中保持良好的导电性能。因此，如何防止铜粉在材料制备阶段以及使用过程中被氧化，是铜系材料应用研究的关键问题。在市购的铜粉中，为防止其表面氧化加剧，已在其表面包覆一层有机物质硬脂酸层[CHs(CHz) sCOOH]，这层包覆可以有效防止铜粉在贮存过程中氧化加剧，但是在将铜粉作为填料与树脂混合使用的过程中，就不足以保护铜粉被氧化。因此，必须对其进一步处理，替换上一层对铜粉有更好防氧化作用的包覆层。本文试验用硅烷偶联剂处理铜粉的表面氧化问题。
硅烷偶联剂是一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物，其常见分子式为RSiX。其中R为不能水解的反应性有机官能基，如环氧基、乙烯基和甲基丙烯酸酯基等；X为可水解基团，如卤素、烷氧基、酰氧基等。因此，硅烷偶联剂既能与无机填料中的羟基又能与有机聚合物中的长分子链相互作用，使两种不同性质的材料“偶联”起来，从而改善涂料的各种性能。
的溶剂，使硬脂酸溶解在沸腾下的乙醇溶液中。偶联剂与填料偶合的作用机理：偶联剂是一种表面处理剂，带有两种基团，一端可以和无机材料表面以化学键合、化学吸附及表面覆盖的方式结合，另一端可与有机物发生反应，生成牢固的化学键，从而使无机物与有机物成为一个有机结合的整体。硅烷偶联剂在界面的作用机理有多种解释，已经提出的关于硅烷偶联剂在无机物表面行为的理论主要有化学结合理论，即硅醇与金属表面的氧化物层起反应；物理吸附理论，即偶联剂上的N原子与金属表面发生螯合作用，而N原子上的孤对电子和金属表面的自由电子产生静电作用，牢固地粘附在金属表面上；还有氢键形成理论、可逆平衡理论等。其中Arkies提出的理论模式被认为是最接近实际的一种理论。即硅烷偶联剂首先接触空气中的水分而发生水解反应，水解生成硅醇基(SiOH)，进而发生脱水反应形成低聚物，这种低聚物与无机物表面的羟基形成氢键或缩合成一Si0一M(M为无机填料)，通过加热干燥发生脱水反应形成部分共价键，同时，硅烷各分子间的硅醇基又相互缩合、齐聚形成网状结构的膜覆盖在填料表面，最终结果是无机物表面被硅烷覆盖l=2]。
(1)硅烷偶联剂kh-550被证实可以有效地接枝在铜粉填料的表面，偶联剂对铜粉的包覆可以通过红外光谱分析。
(2)偶联剂的处理工艺，根据制得涂料后对导电性能进行测试，分析出直接添加比预处理法的效果要好。