一种六方片状微米晶银粉的制备方法技术

本发明专利技术涉及金属粉末新材料技术领域，尤其涉及一种六方片状微米晶银粉的制备方法。该六方片状微米晶银粉的制备方法包括纳米银晶种的制备、纳米晶片银的制备、亚微米晶片银的制备、微米晶片银的制备和微米晶片银的分离、洗涤和干燥共五步。该制备方法制得的微米晶银粉为六方片状，粒径和厚度重复可控，具有优异的分散性和尺寸均一性；本发明专利技术制备方法反应周期短、操作简便、反应条件温和、成本低、银粉产量大、纯度高、重复性好，有利于实施工业化生产。

A preparation method of hexagonal micro crystalline silver powder

【技术实现步骤摘要】
一种六方片状微米晶银粉的制备方法
本专利技术涉及金属粉末新材料
，尤其涉及一种六方片状微米晶银粉的制备方法。
技术介绍
随着电子信息行业的快速发展，我国已成为世界上最大的电子产品产消国。在电子信息产业中，电子浆料是生产各种电子器件的关键材料之一。导电填料作为浆料的重要组成部分，直接决定了浆料的性能。导电填料一般为超分散的贵金属粉体颗粒，其中，银粉因其优良的导热导电性以及成本优势，是使用最为广泛且用量最大的一种贵金属材料。银粉的粒径分布和微观形貌是影响银浆的导电性能的主要因素。在市场竞争的压力下，高性能、低成本是电子浆料发展的一种必然趋势，保证浆料性能，降低浆料的银含量成为降低成本的首选，对银粉的性能要求越来越高。与球形银粉相比较，片状银粉由于具有相对较大的比表面积，化学性质稳定、颗粒间是面接触或者线接触，所以导电性较好，可有效降低成膜电阻率，提高浆料电性能。同时片状银粉填料的浆料因粉体特殊的二维结构，具有优良的浆料稳定性、屏蔽效应和附着强度。片状银粉可在一定程度上代替球形超细银粉制备太阳能电池用银浆、中低温导电浆料、导电胶、防静电制品等，是电子元器件的重要功能材料。片状银粉的制备方法有化学直接还原法、蒸发镀膜剥离法、机械球磨法等。目前工业生产主要是利用机械球磨法来制备片状银粉。其优点是制造成本低，易于大批量产业化生产；但是其制备过程中球磨时间长，能耗高，且在球磨工艺中引入大量添加剂致使银粉纯度降低，此外，生产出的银粉表面吸附物较多，不易清洗、烧损率高，对其导电性和物理性能都有较大影响。采用化学还原法制备片状银粉具有操作工艺简便、生产周期短、产量大、纯度高、可控性好、成本低廉等优点，是目前最具潜力的片银制备方法之一，对于传统产品和工艺的升级具有极其重要的意义。近年来，对片状银粉的研究集中在改进制备方法、基本物理性能、导电性能与导电机理等方面，银粉的性能得到一定程度的提升。如专利CN104308183A公布了一种电子浆料用片状银粉的制备方法，通过氧化还原反应、球磨、两次表面改性等步骤得到具有低松装密度、大比表面积的片状银粉。此种方法会存在以下问题：步骤繁琐，耗时较长，表面改性过程复杂且银粉导电性较差。专利CN102133645B公开了一种环境友好的微米级三角银片，该方法通过向葡萄糖还原液中滴加硝酸银溶液，在75-95℃的温度下保持48-72小时得到微米级三边形银片。该制备方法耗时较长、能耗较大，且制备片状银粉厚度薄，在浆料固化过程中收缩严重。专利CN106694904A公开了一种高分散大径厚比微米级片状银粉的制备方法，该方法通过向硝酸银和表面活性剂的混合液中滴加抗坏血酸溶液，于20-30℃的温度下进行还原得到高分散的片状银粉。但该方法制备所得的片状银粉中掺杂了较多的颗粒银。专利CN101200004A公开了一种片状银粉的制备方法，该方法是在强酸体系中通过还原剂直接还原银离子，溶液中不添加络合剂及表面活性剂，该方法简单易行，95％以上为六方片状形貌，此方法的不足之处在于其浓度较低，所以单批次产量较少。上述报道中提到的制备片状银粉的方法要么反应过程繁琐、反应时间较长，要么银粉粒径过大(＞5μm)或过小(＜1μm)且粒径分布不均一，要么产物团聚严重或不够环境友好，无法很好地适用于目前电子行业的快速发展需求。
技术实现思路
本专利技术为了弥补现有技术的不足，提供了一种六方片状微米晶银粉的制备方法，所得微米晶银粉为六方片状，粒径和厚度重复可控，具有优异的分散性和尺寸均一性；本专利技术制备方法反应周期短、操作简便、反应条件温和、成本低、银粉产量大、纯度高、重复性好，有利于实施工业化生产，解决了现有技术中存在的问题。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种六方片状微米晶银粉的制备方法，包括如下操作步骤：(1)纳米银晶种的制备在控温、搅拌条件下，向银盐溶液中加入分散剂和还原剂，反应一定时间，静置陈化得纳米银晶种，备用；(2)纳米晶片银的制备配制银氨溶液、还原剂水溶液A；称取一定量的步骤(1)的纳米银晶种，在控温、搅拌条件下，向纳米银晶种中同时加入银氨溶液和还原剂A水溶液，反应一定时间，得纳米晶片银；(3)亚微米晶片银的制备配制硝酸银溶液，还原剂水溶液B和分散剂溶液；将步骤(2)制得的纳米晶片银分散至一定量分散剂溶液中，控制纳米晶片银重量与分散剂溶液的体积比为0.01-1：1，得体系Ⅰ；在控温、搅拌条件下，向体系Ⅰ中同时加入一定量硝酸银溶液和还原剂水溶液B；反应一定时间，得亚微米晶片银；(4)微米晶片银的制备采用步骤(3)配制的硝酸银溶液，还原剂水溶液B和分散剂溶液；将步骤(3)制得的亚微米晶片银继续分散至分散剂溶液中，控制亚微米晶片银重量与分散剂溶液的体积比为0.1-2：1，得体系Ⅱ；在控温、搅拌条件下，向体系Ⅱ中继续同时加入一定量硝酸银溶液和还原剂水溶液B；反应一定时间，得微米晶片银；(5)微米晶片银的分离、洗涤和干燥将步骤(4)制得的微米晶片银进行分离、洗涤和干燥处理，即得。各步骤的控温条件为10-35℃；搅拌转速为60-200rpm。步骤(1)银盐溶液为硝酸银溶液，所述银盐溶液浓度为0.05-0.1mmol/L；步骤(1)分散剂与银盐溶液中银盐摩尔比为1-100：1，步骤(1)还原剂与银盐溶液中银盐摩尔比为0.2-5：1；步骤(1)反应时间为10-30min；步骤(1)静置陈化时间为24-72h。步骤(1)所述分散剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯比咯烷酮、柠檬酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、明胶、甲基纤维素、柠檬酸的一种或几种；步骤(1)所述还原剂为水合肼、葡萄糖、甲醛、抗坏血酸、甲醇胺、三乙醇胺组合、双氧水、硼氢化钠的一种或几种。步骤(2)银氨溶液浓度为0.05-1mol/L；还原剂水溶液A浓度0.025-1.5mol/L；所述还原剂水溶液A用还原剂为葡萄糖、水合肼、抗坏血酸、甲醛、甲醇胺、三乙醇胺组合、双氧水、硼氢化钠的一种或几种；步骤(2)纳米银晶种的重量/银氨溶液的体积/还原剂水溶液A的体积，三者比例为5-13/1/1；步骤(2)银氨溶液和还原剂水溶液A采用等体积滴加的方式加入，滴加时间控制在10-40min。步骤(3)硝酸银溶液浓度为0.5-1mol/L；还原剂水溶液B中的还原剂浓度为0.1-2.5mol/L；分散剂溶液中分散剂浓度为0.5-10mol/L；还原剂水溶液B用还原剂为葡萄糖、水合肼、抗坏血酸、甲醛、甲醇胺、三乙醇胺组合、双氧水、硼氢化钠的一种或几种；分散剂溶液中分散剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯比咯烷酮、柠檬酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、明胶、甲基纤维素、柠檬酸的一种或几种；步骤(3)纳米晶片银的重量/硝酸银溶液的体积/还原剂水溶液B的体积，三者比例为0.01-0.2/1/1；步骤(3)硝酸银溶液和还原剂水溶液B采用等体积滴加的方式加入，滴加时间控制在10-60min。步骤(4)亚微米晶片银的重量/硝酸银溶液的体积/还原剂水溶液B的体积，三者比例为0.01-0.1/1/1；步骤(4)硝酸银溶液和还原剂水溶液B采用等体积滴加的方式加入，滴加时间控制在10-60min。步骤(5)微米晶片银的分离采用对步骤(4)制得的微米晶片银表面改性后进行自然沉降分离；洗涤采用去离子水、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种六方片状微米晶银粉的制备方法，其特征在于，包括如下操作步骤：(1)纳米银晶种的制备在控温、搅拌条件下，向银盐溶液中加入一定量的分散剂和还原剂，反应一定时间，静置陈化得纳米银晶种，备用；(2)纳米晶片银的制备配制银氨溶液、还原剂水溶液A；称取一定量的步骤(1)的纳米银晶种，在控温、搅拌条件下，向纳米银晶种中同时加入银氨溶液和还原剂水溶液A，反应一定时间，得纳米晶片银；(3)亚微米晶片银的制备配制硝酸银溶液，还原剂水溶液B和分散剂溶液；将步骤(2)制得的纳米晶片银分散至一定量分散剂溶液中，控制纳米晶片银重量与分散剂溶液的体积比为0.01‑1：1，得体系Ⅰ；在控温、搅拌条件下，向体系Ⅰ中同时加入一定量硝酸银溶液和还原剂水溶液B，反应一定时间，得亚微米晶片银；(4)微米晶片银的制备采用步骤(3)配制的硝酸银溶液，还原剂水溶液B和分散剂溶液；将步骤(3)制得的亚微米晶片银继续分散至一定量分散剂溶液中，控制亚微米晶片银重量与分散剂溶液的体积比为0.1‑2：1，得体系Ⅱ；在控温、搅拌条件下，向体系Ⅱ中继续同时加入一定量硝酸银溶液和还原剂水溶液B，反应一定时间，得微米晶片银；(5)微米晶片银的分离、洗涤和干燥将步骤(4)制得的微米晶片银进行分离、洗涤和干燥处理，即得。...

【技术特征摘要】
1.一种六方片状微米晶银粉的制备方法，其特征在于，包括如下操作步骤：(1)纳米银晶种的制备在控温、搅拌条件下，向银盐溶液中加入一定量的分散剂和还原剂，反应一定时间，静置陈化得纳米银晶种，备用；(2)纳米晶片银的制备配制银氨溶液、还原剂水溶液A；称取一定量的步骤(1)的纳米银晶种，在控温、搅拌条件下，向纳米银晶种中同时加入银氨溶液和还原剂水溶液A，反应一定时间，得纳米晶片银；(3)亚微米晶片银的制备配制硝酸银溶液，还原剂水溶液B和分散剂溶液；将步骤(2)制得的纳米晶片银分散至一定量分散剂溶液中，控制纳米晶片银重量与分散剂溶液的体积比为0.01-1：1，得体系Ⅰ；在控温、搅拌条件下，向体系Ⅰ中同时加入一定量硝酸银溶液和还原剂水溶液B，反应一定时间，得亚微米晶片银；(4)微米晶片银的制备采用步骤(3)配制的硝酸银溶液，还原剂水溶液B和分散剂溶液；将步骤(3)制得的亚微米晶片银继续分散至一定量分散剂溶液中，控制亚微米晶片银重量与分散剂溶液的体积比为0.1-2：1，得体系Ⅱ；在控温、搅拌条件下，向体系Ⅱ中继续同时加入一定量硝酸银溶液和还原剂水溶液B，反应一定时间，得微米晶片银；(5)微米晶片银的分离、洗涤和干燥将步骤(4)制得的微米晶片银进行分离、洗涤和干燥处理，即得。2.根据权利要求1所述的六方片状微米晶银粉的制备方法，其特征在于，控温条件为10-35℃；搅拌转速为60-200rpm。3.根据权利要求1所述的六方片状微米晶银粉的制备方法，其特征在于，步骤(1)银盐溶液为硝酸银溶液，所述银盐溶液浓度为0.05-0.1mmol/L；步骤(1)分散剂与银盐溶液中银盐摩尔比为1-100：1；步骤(1)还原剂与银盐溶液中银盐摩尔比为0.2-5：1；步骤(1)反应时间为10-30min；步骤(1)静置陈化时间为24-72h。4.根据权利要求1或3所述的六方片状微米晶银粉的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述分散剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯比咯烷酮、柠檬酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、明胶、甲基纤维素、柠檬酸的一种或几种；步骤(1)所述还原剂为水合肼、葡萄糖、甲醛、抗坏血酸、甲醇胺、三乙醇胺组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈波，马跃跃，许文艳，王艳云，陈朋，
申请(专利权)人：山东建邦胶体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37