一種高分散大徑厚比微米級片狀銀粉的制備方法與流程

本發明涉及一種高分散大徑厚比微米級片狀銀粉的制備方法，具體涉及采用液相還原法制備微米級片狀銀粉，從而替代傳統的機械球磨法，可直接應用于電子漿料及微電子元件中，屬于貴金屬納米材料制備技術領域。

技術背景

銀粉作為一種重要的貴金屬粉末，由于具有良好的導電-導熱性能和優異的化學穩定性，已作為導體、電阻、介質電子漿料的重要導電功能材料而得到廣泛應用，且用量在不斷增大。材料的結構決定材料的性能，不同形貌的銀粉在相同的使用環境下，其性能會有很大差異。銀粉有片狀銀粉和非片狀銀粉之分。其中，片狀銀粉由于銀粉粒子之間存在線接觸或面接觸的聯系，具有較大的接觸面，因此，片狀銀粉的電阻比非片狀銀粉低，導電性能更強，故往往作為填料成為電子漿料的重要組成部分。隨著電子產品微型化、集成化、智能化趨勢的發展，使用片狀銀粉，一方面可以節約銀粉用量，另一方面可以減少涂層的厚度，有利于電子元器件的小型化，對未來科技發展和資源有效利用起著至關重要的作用。

目前，片狀銀粉制備方法很多，主要有機械球磨法、光誘導法、模板法、液相還原法和超聲輔助法等。其中液相還原法由于整體操作工藝簡便，投入小，產出大，耗損少，性能好而成為目前最具潛力的制備方法之一，對于傳統產品升級以及新技術與新材料的開發，具有極其重要的意義。

中國專利文獻CN102133645B公開了一種環境友好的微米級三角形銀片的制備方法，該方法通過滴加硝酸銀氧化液到葡萄糖的還原液中，然后恒溫在75-95℃溫度中48-72h得到微米級三邊形銀片。

中國專利文獻CN102161103A公開了一種鋸齒狀微米級片狀納米銀粉，該方法通過將對苯二胺加入到苯中，攪拌12-36h，抽濾得到對苯二胺將其包裹在片狀納米銀粉，其反應靜止2-24h得到銀片尺寸為10-30μm。

中國專利文獻CN102756131A公開了一種微米級銀片的制備方法，該方法通過硝酸銀水溶液中向加入誘導劑硫酸或可溶性硫酸鹽溶液和抗壞血酸反應得到粒徑在20μm的微米級銀片。

中國專利文獻CN102974837A公開一種片狀納米銀粉的制備方法，該方法優選溫度40-80℃，在含有表面活性劑的銀鹽水溶液和亞鐵溶液反應得到形狀不規則的銀片。

中國專利文獻CN104690286A公開一種片狀和球狀混合銀粉及其制備方法，該方法通過抗壞血酸還原含有濃硫酸的硝酸銀溶液制備出微米銀片和納米銀球。

上述報道的制備片狀銀粉的方法或者反應過程繁瑣、反應時間長、產物團聚嚴重；或者使用試劑對環境不夠友好；或者得到的片狀銀粉平均粒徑大于5μm且粒徑分布不均一，無法很好地應用于目前高分辨率印刷設備及適應產品微型化的快速發展需求。

技術實現要素：

本發明解決的技術問題在于提供一種高分散大徑厚比微米級片狀銀粉的高效快速制備方法，由該方法制備的微米級片狀銀粉具有優異的分散性和顆粒大小均一性，且徑厚比在50-100，單晶超薄。尤其是其合成過程簡單、快速、后續處理簡便且重復性高，從而有利于實施工業化生產。

實現本發明目的的技術方案是一種高分散大徑厚比微米級片狀銀粉的制備方法，由體系pH在0.5-4.0下，含有分散劑的銀鹽水溶液與抗壞血酸水溶液反應獲得。

所述銀鹽為硝酸銀、醋酸銀、硫酸銀、高氯酸銀、磷酸銀中的一種或幾種。

所述表面活性劑具體包括檸檬酸、檸檬酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮、吐溫-80、十二烷基硫酸鈉、聚丙烯酸鈉、聚乙二醇、山梨醇、十二烷基磺酸鈉、聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨、阿拉伯樹膠中的一種或幾種。

所述酸為鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、高氯酸、硫代硫酸、高錳酸、酒石酸、草酸、甲酸、乙酸、硬脂酸、丙烯酸中一種或幾種。

所述微米級片狀銀粉制備反應溫度為20–30℃。

所述微米級片狀銀粉制備反應時間為15–30min。

所述微米級片狀銀粉制備pH在0.5-4.0之間。

所述微米級片狀銀粉制備滴加速率0.030-0.080mL·s^-1

所述微米級片狀銀粉制備攪拌速度為200-500rpm。

所述微米級片狀銀粉中片狀銀粉的成片率在50％以上。

所述微米級片狀銀粉中片狀銀粉的片徑為1-5μm，片厚為0.01-0.5μm。

附圖說明

圖1是實施例1制得的銀粉的掃描電鏡照片。

圖2是實施例2制得的銀粉的掃描電鏡照片。

圖3是實施例3制得的銀粉的掃描電鏡照片。

圖4是實施例4制得的銀粉的掃描電鏡照片。

具體實施方案

為了更好地解釋本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施例，凡根據本發明精神實質所做的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。

實施例1

(1)將2.5g硝酸銀溶于50mL去離子水中制得硝酸銀溶液，并向該硝酸銀溶液中滴加質量分數為65％的濃硝酸使其溶液pH為0.5，得到溶液A；

(2)將5.2g抗壞血酸溶于50mL的去離子水中制得抗壞血酸溶液，并向該硝酸銀溶液中滴加質量分數為65％的濃硝酸使其溶液pH為0.5，得到混合溶液B；

(3)將0.3g吐溫-80溶于200mL去離子水中制得吐溫-80溶液，并向該硝酸銀溶液中滴加質量分數為65％的濃硝酸使其溶液pH為0.5，得到混合溶液C；

(4)室溫下，邊攪拌邊向混合溶液C中加入混合溶液A混合均勻，得到混合溶液D；

(5)室溫下，邊攪拌邊向混合溶液B中加入混合溶液D，反應20min；

(6)停止攪拌，離心并用去離子水(4次)和無水乙醇(4次)洗滌，分離固體和液體，干燥后得到相應產物；

(7)在掃描電子顯微鏡下觀察所得產物(如圖1所示)，該銀粉中片狀銀粉約90％，其中，微米級片狀銀粉的平均片徑為3.2μm，平均片厚為0.05μm。

實施例2

在實施例1的基礎上，只需將步驟(1)、(2)、(3)改為：滴加乙酸使其溶液pH為0.5，其余步驟按照實施例1進行。產物如圖2所示，該混合銀粉中片狀銀粉約占85％，其中，超細片狀銀粉的平均片徑為3.8μm，平均片厚為0.08μm。

實施例3

在實施例2的基礎上，只需將步驟(1)、(2)、(3)改為：滴加乙酸使其溶液pH為4.0，其余步驟按照實施例2進行。產物如圖3所示，該混合銀粉中片狀銀粉約占70％，其中，超細片狀銀粉的平均片徑為4.2μm，平均片厚為0.07μm。

實施例4

(1)將2.5g硝酸銀溶于50mL去離子水中制得硝酸銀溶液，并向該硝酸銀溶液中滴加乙酸使其溶液pH為4.0，制得混合溶液A；

(2)將5.2g抗壞血酸溶于50mL的去離子水中制得抗壞血酸溶液，并向該硝酸銀溶液中滴加乙酸使其溶液pH為4.0，得到混合溶液B；

(3)將0.3g阿拉伯樹膠溶于200mL去離子水中制得阿拉伯樹膠溶液，并向該硝酸銀溶液中滴加乙酸使其溶液pH為4.0，得到混合溶液C；

(4)室溫下將混合溶液C按體積等分兩份分別加入到混合溶液A和B中，得到混合溶液D和E；

(5)室溫下，邊攪拌邊向混合溶液E中加入混合溶液D，反應20min；

(6)停止攪拌，離心并用去離子水(4次)和無水乙醇(4次)洗滌，分離固體和液體，干燥后得到相應產物；

(7)在掃描電子顯微鏡下觀察所得產物(如圖4所示)，該銀粉中片狀銀粉約88％，其中，微米級片狀銀粉的平均片徑為1.5μm，平均片厚為0.13μm。