一种用于印刷的导电银浆、球状银粉及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于印刷的导电银浆、球状银粉及制备方法，导电银浆包括球状银粉、粘结剂和有机溶剂，球状银粉的制备步骤如下：分别配置还原液、银离子氧化液和分散底液，在还原液、银离子氧化液或分散底液中加入螯合剂；将三者混合搅拌反应；将悬浊液经处理后得到球状银粉；其中，螯合剂是羧酸类螯合剂以及羧酸盐类螯合剂；螯合剂与银离子氧化液接触后，溶液中同时含有螯合状态的银离子和游离状态的银离子。本发明专利技术引入羧酸类螯合剂，利用液相还原法制备银粉，形成球形度高的粉体，银粉表面为棒状、条状、带状微结构，粉体表面空隙多、比表面积大，本发明专利技术的导电银浆在印刷过程中不易二次团聚，可用于高精度导电线条印刷浆料的制备中。备中。备中。

【技术实现步骤摘要】
一种用于印刷的导电银浆、球状银粉及制备方法


[0001]本专利技术属于导电材料
，具体涉及一种用于印刷的导电银浆、球状银粉及制备方法。

技术介绍

[0002]在导电印刷领域中，比如在印刷电路中，导电线路的印刷效果及导电性能非常重要，或，对于光伏太阳能电池主栅副栅，其导电性能的优劣对于收集太阳能转化为电能的效率有着直接关系。银粉具有优异的导电性而成为电子浆料的重要组成部分，成为电子工业中的关键材料之一，可作为导电印刷的材料，用于印刷电路的印刷浆料，也可用于光伏太阳能电池主栅副栅的制造。银粉形貌、粒径、比表面积、振实密度、烧损等性能严重影响浆料的使用。其中对于高精度印刷往往需要使用粘度高的浆料粘度高的浆料有利于形成高的高宽比，这需要特殊形貌、性能的银粉配合，使银浆保证印刷性的同时可制备高精度图案。
[0003]为了使银粉达到上述要求，银粉应具备比表面积大以保证高的高宽比，同时应具备球形结构满足高的烧结活性。虽然目前对于银粉的制备方法是多种多样的，通过控制反应条件获得不同表面形貌的银粉，但在银粉球形度、比表面积、表面微结构结合等方面仍有空白，粉体烧结活性不能完全满足高粘度浆料的应用，在高精度印刷领域仍有提升空间。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种用于印刷的导电银浆、球状银粉及制备方法，引入羧酸类螯合剂，利用液相还原法制备银粉，在反应过程中银离子与配体的螯合作用有利于形成球形度高的粉体，银粉表面为棒状、条状、带状微结构，粉体表面空隙多、比表面积大，具有非常高的烧结活性，在配成浆料后粉体表面空隙的存在可以获得有效的包覆，在印刷过程中不易二次团聚，在高粘度浆料中又保持一定的分散性，因此可用于精密印刷。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0006]在本专利技术的第一方面，一种用于印刷的导电银浆，包括球状银粉、粘结剂和有机溶剂，用于高精度印刷。
[0007]在本专利技术中，导电银浆由球状银粉作为导电填料，树脂玻璃粉等作为粘结剂，辅以醇类、酮类等有机溶剂使用三辊研磨机混合研磨制备得到。导电银浆中导电相的球状银粉占比45～85%，粘结剂类树脂玻璃粉等占比5～40%，有机溶剂类占比4～20%。粘结剂类主要包括高目数的玻璃粉、丙烯酸类或氯醋类树脂，有机溶剂主要是丁基卡必醇等醇类以及异佛尔酮等酮类。将导电相、粘结剂、有机溶剂混合、脱泡、三辊研磨后得到用于高精度印刷的导电银浆。
[0008]在本专利技术的第二方面，本专利技术提供一种用于印刷的的球状银粉的制备方法，所制得的球状银粉用于制备上述的导电银浆，具体步骤如下：
[0009]S1、分别配置还原液、银离子氧化液和分散底液，在还原液、银离子氧化液或分散
底液中加入螯合剂；
[0010]S2、将分散底液、还原液和银离子氧化液在反应釜内混合搅拌反应，形成银粉悬浊液；
[0011]S3、将得到的银粉悬浊液在沉淀釜中经固液分离、清洗、干燥、粉碎后得到用于制备导电银浆的球状银粉；
[0012]其中，螯合剂是羧酸类螯合剂以及相应的羧酸盐类螯合剂，更具体地，羧酸类螯合剂优选为羧基官能团大于等于2或同时含有羟基、羧基的物质，比如草酸、琥珀酸、对苯二甲酸、马来酸、富马酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、间苯二甲酸等，羧酸盐类螯合剂则是羧酸类螯合剂对应的盐类，比如草酸盐、琥珀酸盐、对苯二甲酸盐、马来酸盐、富马酸盐、苹果酸盐、酒石酸盐、柠檬酸盐、丙二酸盐、戊二酸盐、己二酸盐、间苯二甲酸盐。
[0013]其中，以银离子氧化液中的银离子为基准，螯合剂的总量不足量，即，螯合剂与银离子氧化液接触后，溶液中同时含有螯合状态的银离子和游离状态的银离子。
[0014]本专利技术引入羧酸类螯合剂，使螯合剂与部分银离子螯合从而控制球状粉体的形成。
[0015]优选的，银离子氧化液是由银的氧化物或可溶性银盐溶于去离子水中制备得到，优选的，银盐采用硝酸银，银离子氧化液中银离子浓度为0.1～2.0mol/L，更优选的，银离子氧化液中银离子浓度为0.5～1.2mol/L。
[0016]优选的，还原液是将还原剂溶于去离子水中制备得到，还原剂选自抗坏血酸、水合肼、福尔马林、次磷酸钠、氢醌、硼氢化钠、葡萄糖中的一种或多种，更优选的，还原剂是抗坏血酸、葡萄糖的一种或两种；还原液浓度为0.2～2.0mol/L。
[0017]优选的，螯合剂与银盐中银离子的摩尔比为1:(5～50)，进一步地，螯合剂与银盐中银离子的摩尔比是1:(10～30)。
[0018]优选的，所述分散剂包括脂肪酸类分散剂、表面活性剂类分散剂和高分子类分散剂的一种或多种。
[0019]更优选的，本专利技术通过螯合剂与分散剂配合，控制银粉表面呈现出棒状、片状、条状或块状的微结构，具体如下：
[0020]制备棒状或条状表面微结构的球状银粉优选以柠檬酸、马来酸、酒石酸为螯合剂，且脂肪酸类分散剂、表面活性剂类分散剂和高分子类分散剂的比例是(0～2):(2～5):(0～1)；
[0021]制备块状、片状表面微结构的球状银粉优选以马来酸、富马酸、苹果酸为螯合剂，且脂肪酸类分散剂、表面活性剂类分散剂和高分子类分散剂的比例是(0～1):(0.1～4):(0.2～1)。
[0022]优选的，在步骤S2中，在还原液与银离子氧化液混合反应0～10min后加入形貌控制液，继续搅拌，形貌控制液起到防止粉体团聚以及对粉体表面进行包覆的作用；
[0023]其中，形貌控制液是由形貌控制剂溶解于极性溶剂中得到，以银盐为基准，形貌控制剂的质量是银盐质量的0.02%～5%，优选的，形貌控制剂的质量是银盐质量的0.05%～1%，形貌控制液的浓度为1～10g/L；
[0024]形貌控制剂为脂肪酸类物质，更优选的，形貌控制剂为带羟基官能团的脂肪酸类
物质，与螯合剂中的羟基共同作用进一步使粉体分散均匀，形貌控制剂包括端羟基十二酸、蓖麻油酸、羟基月桂酸、12
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羟基硬脂酸的一种或多种，优选的，形貌控制剂是端羟基十二酸、羟基月桂酸的一种或两种。
[0025]更优选的，步骤S2的反应过程中搅拌速度控制为100～500r/min，在加入形貌控制液前需要将反应釜中搅拌速度增加到600～1000r/min，提高银粉在溶液中的分散性，加入形貌控制液后，继续搅拌反应5～10min。
[0026]在本专利技术的第三方面，本专利技术提供一种用于印刷的球状银粉，通过上述制备方法制得，通过不同的分散剂比例，制备出具有棒状、块状、条状或片状的表面微结构的球状银粉，粉体表面空隙多，比表面积大。
[0027]在本专利技术的第四方面，本专利技术提供一种用于印刷的球状银粉的应用，将球状银粉用于高精度导电线条印刷浆料的制备中，具体地，可以用于光伏太阳能电池主栅副栅的银浆的制备、纸基RFID印刷电路用银浆的制备、半导体芯片互联线银浆的制备。
[0028]有益效果：
[0029]本专利技术提供一种适用于导电印本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于印刷的导电银浆，其特征在于，包括球状银粉、粘结剂和有机溶剂，用于高精度印刷；按质量计算，球状银粉占比45～85%，粘结剂占比5～40%，有机溶剂占比4～20%，其中，粘结剂包括玻璃粉、丙烯酸类树脂或氯醋类树脂，有机溶剂包括丁基卡必醇和异佛尔酮。2.一种用于印刷的球状银粉的制备方法，其特征在于，所制得的球状银粉用于制备如权利要求1中的导电银浆；球状银粉的制备步骤如下：S1、分别配置还原液、银离子氧化液和分散底液，在还原液、银离子氧化液或分散底液中加入螯合剂；S2、将分散底液、还原液和银离子氧化液混合搅拌反应，形成银粉悬浊液；S3、将得到的银粉悬浊液经固液分离、清洗、干燥、粉碎后得到用于制备导电银浆的球状银粉；其中，螯合剂是羧酸类螯合剂以及相应的羧酸盐类螯合剂；其中，螯合剂与银离子氧化液接触后，溶液中同时含有螯合状态的银离子和游离状态的银离子。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，螯合剂与银盐中银离子的摩尔比为1:(5～50)。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，羧酸类螯合剂包括草酸、琥珀酸、对苯二甲酸、马来酸、富马酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、间苯二甲酸的一种或多种，羧酸盐类...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵维巍，谢森培，
申请(专利权)人：深圳市哈深智材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：