一種大粒徑球形銀粉及其制備方法與流程

本發明涉及金屬粉體材料技術領域，具體涉及一種大粒徑球形銀粉及其制備方法。

背景技術：

在所有的金屬中，銀具有良好的導電性，常用于對導電性能要求高的電路中；同時，銀是貴金屬中相對比較廉價的一種，由于具有優異的物理和化學性質，因此應用領域十分廣泛。由銀生產制備成的銀粉是一種廣泛應用于電子工業的功能性原材料，如用來制作電子漿料、導線涂料、電磁屏蔽涂料、導電油墨、導電塑料、導電陶瓷等，其產品的附加值非常高。

目前納米銀粉的合成方法有電解法、溶劑熱法、微波法、軟模板法、光學還原法、化學還原法，其中化學液相還原法由于成本低，合成工藝簡單在工業應用領域得到了普遍應用。近年來電子行業的迅猛發展，產品更新換代快，傳統規格的銀粉已經很難滿足新技術、設備的使用要求。不斷研發生產新種類銀粉，提高銀粉的適用性能成為了銀粉行業發展的需要。

在申請號CN201610321789.X專利申請中，公開了一種高振實密度的球形銀粉的制備方法，其所制得銀粉振實密度為3.5-6.0g/cm3、粒徑分散范圍窄、其顆粒球形度高，表面光滑，比表面積小并且易于大規模生產，廣泛應用于汽車除霧線、太陽能電池正銀、厚膜集成電路等領域；在申請號CN201610314084.5專利申請中，公開了一種太陽能電池正銀用銀粉的制備方法，該發明制備的銀粉粒徑為0.5～2.5μm，大小可控，粒徑分布窄，分散性好，振實密度高，可用于制備太陽能電池正面導電銀漿；在申請號CN201310137872.8專利申請中，公開了一種高振實球形銀粉的制備方法，制備方法不僅能實現批量生產，而且制備出的銀粉為粒徑超細，在1-3μm很窄的范圍內分布，并具有較好的球形度和較為光滑的表面。

在以往大多數球形銀粉的發明專利中，制備的球形銀粉均為顆粒粒徑低于3μm，粒徑分散范圍窄，主要應用于印刷高分辨率線路的電子漿料中；而極少提及大粒徑球形銀粉的制備工藝。

技術實現要素：

本發明的目的是解決現有技術的不足，提供一種大粒徑球形銀粉的制備方法，其所制得銀粉振實密度高、比表面積小，其顆粒具有粒徑大、分布范圍窄、球形度高、表面光滑等特點，其主要應用于電子線路孔隙填充，同時可用于電子元器件端頭及厚膜集成電路漿料中；本發明制備的銀粉可滿足系列化要求，銀粉顆粒粒徑可控可調，可制備4-10μm不同粒徑銀粉，可滿足不同工藝要求。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種大粒徑球形銀粉及其制備方法，其特征在于，步驟如下：

(1)稱取硝酸銀固體加水溶解，然后加水稀釋，攪拌均勻配成硝酸銀體系；

(2)稱取還原劑加水溶解，加入分散劑，最后加水稀釋，攪拌均勻配成還原體系；

(3)將兩體系調節至5～60℃，以還原體系為母體，在設定的攪拌速度下，將硝酸銀體系加入到還原體系中進行反應；

(4)反應完畢后清洗銀粉，至洗滌液電導率≤20μs/cm，過濾抽干銀粉并烘干。

進一步地，所述步驟(1)硝酸銀體系中硝酸銀濃度為100～300g/L，優選地，硝酸銀濃度為150～250g/L。

進一步地，所述步驟(1)中硝酸銀體系的體積與步驟(2)中還原體系的體積比為1︰2～1︰6，優選地，體積比為1︰4。

進一步地，所述步驟(2)還原劑加入量為硝酸銀重量的55％～65％。

優選地，所述步驟(2)還原劑是抗壞血酸。

進一步地，所述步驟(2)中分散劑加入量為硝酸銀重量的0.10％～2.00％。。

進一步地，所述步驟(2)中分散劑是烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、油酸鈉、辛葵醇醚硫酸鈉、木質素磺酸鈣、亞甲基雙萘磺酸鈉、二異丁基萘磺酸鈉、亞甲基雙甲基萘磺酸鈉中的一種或幾種。

進一步地，所述步驟(3)中攪拌速度為40～100r/min。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

1、以往大多數球形銀粉的發明專利中，制備的球形銀粉均為顆粒粒徑低于3μm，粒徑分散范圍窄。本發明提出一種大粒徑球形銀粉的制備工藝，填補行業技術空白，主要應用于印刷高分辨率線路的電子漿料；

2、本發明制備的球形銀粉顆粒粒徑大、振實密度高、比表面積小，具有普通球形銀粉、高振實太陽能球形銀粉不具備的優勢；

3、與應用于電子漿料、汽車除霧線、太陽能電池正銀、厚膜集成電路等領域的常規球形銀粉不同，本發明制備的球形銀粉主要用于電子線路中孔隙或軸承導電填充，厚膜集成電路及導電面噴涂等工藝中；

4、本發明制備的銀粉可滿足系列化要求，銀粉顆粒粒徑可控可調，可制備4-10μm不同粒徑銀粉，可滿足不同工藝要求；

5、本發明制備流程簡單、工藝易控，制備的銀粉穩定性好，易于工業生產的放大。

附圖說明

圖1是本發明的實施例1的大粒徑球形銀粉掃描電鏡圖；

圖2是本發明的實施例2的大粒徑球形銀粉掃描電鏡圖；

圖3是本發明的實施例3的大粒徑球形銀粉掃描電鏡圖；

圖4是本發明的實施例4的大粒徑球形銀粉掃描電鏡圖；

圖5是本發明的實施例5的大粒徑球形銀粉掃描電鏡圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。

實施例1：

本實施例的大粒徑球形銀粉及其制備方法，步驟如下：

(1)稱取硝酸銀固體1kg置于配料桶，加入純水4L進行溶解；最后加純水將體系稀釋至5L，配成硝酸銀含量約200g/L的硝酸銀體系；

(2)稱取抗壞血酸0.6kg加入純水18L溶解，加入預先溶解好的十二烷基硫酸鈉5g；攪拌均勻并加純水將體系稀釋至20L，攪拌均勻配成還原體系；

(3)將硝酸銀體系與還原體系溫度調整至20℃，以還原體系為母體，在80r/min的攪拌速度下，將硝酸銀體系1min內加入至還原體系中進行反應；

(4)反應完畢并陳化5min后，銀粉移至過濾槽進行清洗過濾，清洗至濾出液電導率≤20μs/cm為止；將所得銀粉移至烘箱中70℃烘干。

本實施例制得約0.63kg的土灰色銀粉，銀粉電鏡分析顆粒均勻(見圖1)，粒徑大小在8～10μm之間，粉體振實密度為6.0-7.0g/ml。

實施例2：

本實施例的大粒徑球形銀粉及其制備方法，步驟如下：

(1)稱取硝酸銀固體1kg置于配料桶，加入純水4L進行溶解；最后加純水將體系稀釋至5L，配成硝酸銀含量約200g/L的硝酸銀體系；

(2)稱取抗壞血酸0.6kg加入純水18L溶解，加入預先溶解好的油酸鈉5g；攪拌均勻并加純水將體系稀釋至20L，攪拌均勻配成還原體系；

(3)將硝酸銀體系與還原體系調整至20℃，以還原體系為母體，在80r/min的攪拌速度下，將硝酸銀體系1min內加入至還原體系中進行反應；

(4)反應完畢并陳化5min后，銀粉移至過濾槽進行清洗過濾，清洗至濾出液電導率≤20μs/cm為止；將所得銀粉移至烘箱中70℃烘干，烘干后進行打粉。

本實施例制得約0.63kg的土灰色銀粉，銀粉電鏡分析顆粒均勻(見圖2)，粒徑大小在7～8μm之間，粉體振實密度為6.0-6.5g/ml。

實施例3：

本實施例的大粒徑球形銀粉及其制備方法，步驟如下：

(1)稱取硝酸銀固體1kg置于配料桶，加入純水4L進行溶解；最后加純水將體系稀釋至5L，配成硝酸銀含量約200g/L的硝酸銀體系；

(2)稱取抗壞血酸0.6kg加入純水18L溶解，加入預先溶解好的木質素磺酸鈣5g；攪拌均勻并加純水將體系稀釋至20L，攪拌均勻配成還原體系；

(3)將硝酸銀體系與還原體系調整至15℃，以還原體系為母體，在80r/min的攪拌速度下，將硝酸銀體系1min內加入至還原體系中進行反應；

(4)反應完畢并陳化5min后，銀粉移至過濾槽進行清洗過濾，清洗至濾出液電導率≤20μs/cm為止；將所得銀粉移至烘箱中70℃烘干。

本實施例制得約0.63kg的土灰色銀粉，銀粉電鏡分析顆粒均勻(見圖3)，粒徑大小在5～6μm之間，粉體振實密度為6.0-6.5g/ml。

實施例4：

本實施例的大粒徑球形銀粉及其制備方法，步驟如下：

(1)稱取硝酸銀固體1kg置于配料桶，加入純水4L進行溶解；最后加純水將體系稀釋至5L，配成硝酸銀含量約200g/L的硝酸銀體系；

(2)稱取抗壞血酸0.6kg加入純水18L溶解，加入預先溶解好的木質素磺酸鈣5g；攪拌均勻并加純水將體系稀釋至20L，攪拌均勻配成還原體系；

(3)將硝酸銀體系與還原體系調整至30℃，以還原體系為母體，在80r/min的攪拌速度下，將硝酸銀體系1min內加入至還原體系中進行反應；

(4)反應完畢并陳化5min后，銀粉移至過濾槽進行清洗過濾，清洗至濾出液電導率≤20μs/cm為止；將所得銀粉移至烘箱中70℃烘干。

本實施例制得約0.63kg的土黃色銀粉，銀粉電鏡分析顆粒均勻(見圖4)，粒徑大小在4～5μm之間，粉體振實密度為5.5-6.5g/ml。

實施例5：

本實施例的大粒徑球形銀粉及其制備方法，步驟如下：

(1)稱取硝酸銀固體1kg置于配料桶，加入純水4L進行溶解；最后加純水將體系稀釋至8L，配成硝酸銀含量約125g/L的硝酸銀體系；

(2)稱取抗壞血酸0.6kg加入純水18L溶解，加入預先溶解好的木質素磺酸鈣5g；攪拌均勻并加純水將體系稀釋至32L，攪拌均勻配成還原體系；

(3)將硝酸銀體系與還原體系調整至40℃，以還原體系為母體，在80r/min的攪拌速度下，將硝酸銀體系1min內加入至還原體系中進行反應；

(4)反應完畢并陳化5min后，銀粉移至過濾槽進行清洗過濾，清洗至濾出液電導率≤20μs/cm為止；將所得銀粉移至烘箱中70℃烘干；

本實施例制得約0.63kg的土黃色銀粉，銀粉電鏡分析顆粒均勻(見圖5)，粒徑大小在3～4μm之間，粉體振實密度為5.5-6.0g/ml。

實施例6：

本實施例的大粒徑球形銀粉及其制備方法，步驟如下：

(1)稱取硝酸銀固體1kg加水溶解，然后加水稀釋至10L，攪拌均勻配成硝酸銀含量為100g/L硝酸銀體系；

(2)稱取抗壞血酸0.55kg加水溶解，加入預先溶解好的烷基苯磺酸鈉1g，最后加水稀釋至20L，攪拌均勻配成還原體系；

(3)將兩體系調節至5℃，以還原體系為母體，在40r/min的攪拌速度下，將硝酸銀體系加入到還原體系中進行反應；

(4)反應完畢后清洗銀粉，至洗滌液電導率≤20μs/cm，過濾抽干銀粉并烘干。

實施例7：

本實施例的大粒徑球形銀粉及其制備方法，步驟如下：

(1)稱取硝酸銀固體1.2kg加水溶解，然后加水稀釋至4L，攪拌均勻配成硝酸銀含量為300g/L硝酸銀體系；

(2)稱取抗壞血酸0.78kg加水溶解，加入預先溶解好的辛葵醇醚硫酸鈉24g，最后加水稀釋至24L，攪拌均勻配成還原體系；

(3)將兩體系調節至60℃，以還原體系為母體，在100r/min的攪拌速度下，將硝酸銀體系加入到還原體系中進行反應；

(4)反應完畢后清洗銀粉，至洗滌液電導率≤20μs/cm，過濾抽干銀粉并烘干。

實施例8：

本實施例的大粒徑球形銀粉及其制備方法，步驟如下：

(1)稱取硝酸銀固體0.9kg加水溶解，然后加水稀釋至6L，攪拌均勻配成硝酸銀含量為150g/L硝酸銀體系；

(2)稱取抗壞血酸0.54kg加水溶解，加入預先溶解好的亞甲基雙萘磺酸鈉9g，最后加水稀釋至18L，攪拌均勻配成還原體系；

(3)將兩體系調節至30℃，以還原體系為母體，在60r/min的攪拌速度下，將硝酸銀體系加入到還原體系中進行反應；

(4)反應完畢后清洗銀粉，至洗滌液電導率≤20μs/cm，過濾抽干銀粉并烘干。

實施例9：

本實施例的大粒徑球形銀粉及其制備方法，步驟如下：

(1)稱取硝酸銀固體1kg加水溶解，然后加水稀釋至4L，攪拌均勻配成硝酸銀含量為250g/L硝酸銀體系；

(2)稱取抗壞血酸0.58kg加水溶解，加入預先溶解好的二異丁基萘磺酸鈉15g，最后加水稀釋至20L，攪拌均勻配成還原體系；

(3)將兩體系調節至50℃，以還原體系為母體，在50r/min的攪拌速度下，將硝酸銀體系加入到還原體系中進行反應；

(4)反應完畢后清洗銀粉，至洗滌液電導率≤20μs/cm，過濾抽干銀粉并烘干。

本發明并不局限于上述實施方式，如果對本發明的各種改動或變形不脫離本發明的精神和范圍，倘若這些改動和變形屬于本發明的權利要求和等同技術范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變形。