一种用于导电油墨的纳米银颗粒及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于导电油墨的纳米银颗粒及其制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将银源、包覆剂和有机胺溶液加入溶剂中，混合并搅拌均匀，得到混合液；(2)向得到的混合液中加入还原剂进行还原反应，洗涤并干燥后得到纳米银颗粒。本发明专利技术通过调控原料用量配比，优化制备工艺过程，使制得的纳米银颗粒的粒径和形貌容易控制，生成银纳米银颗粒粒度小且均一，不易团聚；同时，本发明专利技术所述方法工艺简单，成本低廉且可以应用于大规模生产。

Nano silver particle for conductive ink and preparation method thereof

The present invention provides a method for nano silver particles and its preparing method of conductive ink, the method comprises the following steps: (1) the silver source, coating agent and organic amine solution into the mixed solvent, and uniformly stirring to obtain a mixed solution; (2) reduction reaction mixture to get in the reducing agent, washing and drying to obtain nano silver particles. The present invention by regulating the amount of raw materials, optimizing the preparation process of nano silver particles make the particle size and morphology is easy to control, the formation of silver nano silver particle size is small and uniform, is not easy to agglomerate; at the same time, the method has simple process, low cost and can be applied to large scale production.

【技术实现步骤摘要】
一种用于导电油墨的纳米银颗粒及其制备方法
本专利技术属于纳米金属材料领域，涉及一种纳米银颗粒及其制备方法，尤其涉及一种用于导电油墨的纳米银颗粒及其制备方法。
技术介绍
纳米金属油墨具有粒径小、烧结温度低(一般仅为100℃～300℃)、烧结成线后导电率较高等特点，是新一代印制电子技术的主要原料。目前，文献已报道了包括纳米金、纳米银和纳米铜在内的多种金属导电油墨。纳米银由于其导电性比一般金属材料高且化学稳定性强，不易被氧化，在导电油墨领域得到了广泛的应用。目前制备银纳米粒子的方法主要有：微乳液法、离子液体法、溶胶-凝胶法、电化学法和液相化学还原法等。微乳液法和离子液体法虽然能够合成出粒径仅为十几纳米且分散性较好的纳米银粒子，但目前仅局限于实验室操作，还需经过一定时间的模拟和放大才能应用于工业化生产中。溶胶-凝胶法反应温度低，产物颗粒小，粒度分布窄且纯度高，但成本较高并伴随污染。电化学方法设备简单、易于控制、反应条件温和、所得到的纳米微粒纯度高、对环境污染少但制备过程较为繁琐。液相化学还原法设备工艺简单、产率高、便于工业化的生产，制得的银纳米粒子粒度小、重现性好，是目前实验室和工业上广泛采用的方法。但是所制得的纳米银颗粒存在固液分离困难、粒度分布宽、容易团聚等缺点。CN102310200A公开了一种制备银纳米粒子的方法，该方法是混合异丙醇、聚乙烯吡咯烷酮与硝酸银以形成反应溶液；再将该反应溶液加热至低于该异丙醇沸点的温度范围以进行形成银粒子的反应；然后在促进剂存在下持续该反应而得银纳米粒子，其反应条件温和，可大规模生产，但反应周期过长。CN103769603A公开了一种纳米银的制备方法，该方法以生物分子为模板，利用AgNO3溶液提供银离子，调控合成出具有球形形貌的银纳米粒子，该方法虽然成本低、绿色环保无污染，但制备工艺较为复杂。由此可见，目前尚没有一种反应体系简单且制备周期短的关于导电油墨纳米银的制备方法的报道。
技术实现思路
针对现有纳米银颗粒制备方法中存在的工艺复杂、固液分离困难、粒度分布宽、容易团聚以及制备周期长等问题，本专利技术提供了一种用于导电油墨的纳米银颗粒及其制备方法。本专利技术通过调控原料用量配比，优化制备工艺过程，使制得的纳米银颗粒的粒径和形貌容易控制，生成银纳米银颗粒粒度小且均一，不易团聚；同时，本专利技术所述方法工艺简单，成本低廉且可以应用于大规模生产为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种纳米银颗粒的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将银源、包覆剂和有机胺溶液加入溶剂中，混合并搅拌均匀，得到混合液；(2)向步骤(1)得到的混合液中加入还原剂进行还原反应，洗涤并干燥后得到纳米银颗粒。以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)中所述银源为硝酸银、醋酸银或银氨溶液中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：硝酸银和醋酸银的组合，醋酸银和银氨溶液的组合，硝酸银、醋酸银和银氨溶液的组合等，优选为硝酸银。优选地，步骤(1)中所述银源的用量为使混合液中银源浓度为0.0005mol/L～0.1mol/L，例如0.0005mol/L、0.001mol/L、0.005mol/L、0.01mol/L、0.02mol/L、0.03mol/L、0.04mol/L、0.05mol/L、0.06mol/L、0.07mol/L、0.08mol/L、0.09mol/L或0.1mol/L等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为0.0005mol/L～0.05mol/L，进一步优选为0.0005mol/L～0.01mol/L。本专利技术中，所述银源的浓度对制得的纳米银颗粒的粒径具有较大影响，其需控制在一定范围内，以使制得的纳米银颗粒的粒径满足粒度小且均一度高的要求，若银源的浓度过小，无法制得所需粒径的纳米银颗粒；若浓度过大，会使制得纳米银的粒径分布过宽，且易发生团聚现象。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)中所述包覆剂为聚丙烯酸。优选地，所述聚丙烯酸的重均分子量为800～5000，例如800、900、1000、1500、2000、2500、3000、3500、4000、4500或5000等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为2000～5000，进一步优选为3000～5000。优选地，步骤(1)中所述银源和包覆剂的摩尔体积比以mol/mL计为(0.0005～0.1):(1～20)，例如0.0005:(1～20)、0.001:(1～20)、0.005:(1～20)、0.01:(1～20)、0.02:(1～20)、0.03:(1～20)、0.04:(1～20)、0.05:(1～20)、0.06:(1～20)、0.07:(1～20)、0.08:(1～20)、0.09:(1～20)或0.1:(1～20)等，又如(0.0005～0.1):1、(0.0005～0.1):3、(0.0005～0.1):5、(0.0005～0.1):7、(0.0005～0.1):10、(0.0005～0.1):13、(0.0005～0.1):15、(0.0005～0.1):17或(0.0005～0.1):20等，更进一步的可为0.0005:1、0.001:2、0.005:3、0.01:4、0.02:5、0.03:6、0.04:8、0.05:10、0.06:12、0.07:14、0.08:16、0.09:18或0.1:20等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为(0.0005～0.01):(1～10)，进一步有优选为:(0.0005～0.001):(2～5)。本专利技术中，所述包覆剂主要起到保护和修饰纳米银颗粒的作用，防止纳米银聚结和氧化。若包覆剂的添加量过多，会使合成的银纳米粒子聚结现象更严重；若包覆剂的添加量过少，会使合成的银纳米粒子形貌不均一。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)中所述有机胺为乙二胺、乙醇胺或三醇乙胺中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：乙二胺和乙醇胺的组合，乙醇胺和三醇乙胺的组合，乙二胺、乙醇胺和三醇乙胺的组合等，优选为乙醇胺。优选地，步骤(1)中所述有机胺溶液的浓度为0.01～1mol/L，例如0.01mol/L、0.05mol/L、0.1mol/L、0.3mol/L、0.5mol/L、0.7mol/L或1mol/L等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为0.01～0.5mol/L，进一步优选为0.05～0.1mol/L。优选地，步骤(1)中所述银源和有机胺溶液中的有机胺的摩尔体积比以mol/mL计为(0.0005～0.1):(1～20)，例如0.0005:(1～20)、0.001:(1～20)、0.005:(1～20)、0.01:(1～20)、0.02:(1～20)、0.03:(1～20)、0.04:(1～20)、0.05:(1～20)、0.06:(1～20)、0.07:(1～20)、0.08:(1～20)、0.09:(1～20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米银颗粒的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将银源、包覆剂和有机胺溶液加入溶剂中，混合并搅拌均匀，得到混合液；(2)向步骤(1)得到的混合液中加入还原剂进行还原反应，洗涤并干燥后得到纳米银颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种纳米银颗粒的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将银源、包覆剂和有机胺溶液加入溶剂中，混合并搅拌均匀，得到混合液；(2)向步骤(1)得到的混合液中加入还原剂进行还原反应，洗涤并干燥后得到纳米银颗粒。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述银源为硝酸银、醋酸银或银氨溶液中任意一种或至少两种的组合，优选为硝酸银；优选地，步骤(1)中所述银源的用量为使混合液中银源浓度为0.0005mol/L～0.1mol/L，优选为0.0005mol/L～0.05mol/L，进一步优选为0.0005mol/L～0.01mol/L。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述包覆剂为聚丙烯酸；优选地，所述聚丙烯酸的重均分子量为800～5000，优选为2000～5000，进一步优选为3000～5000；优选地，步骤(1)中所述银源和包覆剂的摩尔体积比以mol/mL计为(0.0005～0.1):(1～20)，优选为(0.0005～0.01):(1～10)，进一步有优选为:(0.0005～0.01):(2～5)。4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述有机胺为乙二胺、乙醇胺或三醇乙胺中任意一种或至少两种的组合，优选为乙醇胺；优选地，步骤(1)中所述有机胺溶液的浓度为0.01～1mol/L，优选为0.01～0.5mol/L，进一步优选为0.05～0.1mol/L；优选地，优选地，步骤(1)中所述银源和有机胺溶液中的有机胺的摩尔体积比以mol/mL计为(0.0005～0.1):(1～20)，优选为(0.0005～0.01):(1～10)，进一步有优选为:(0.0005～0.001):(5～10)。5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述溶剂为乙醇、乙二醇或丙三醇中任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(1)中所述银源、包覆剂和有机胺溶液依次加入溶剂中；优选地，步骤(1)中所述搅拌温度为15℃～30℃。6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述还原剂为水合肼、抗坏血酸、葡萄糖或硼氢化钠中任意一种或至少两种的组合，优选为水合肼；优选地，步骤(2)中所述银源和还原剂的摩尔体积比以mol/mL计为(0.0005～0.1):(0.001～20)；优选地，步骤(2)中所述还原剂为水合肼时，所述银源和水合肼的摩尔体积比以mol/mL计为(0.0005～0.1):(0.001～20)，优选为(0.0005～0.01):(1～10)，进一步优选为(0.0005～0.001):(5～10)；优选地，步骤(2)中所述还原剂为抗坏血酸时，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙蓉，邵伟芳，朱朋莉，胡友根，赵涛，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44