一种空心结构类菜花状金属银粉及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种空心结构类菜花状金属银粉的银粉及制备方法，步骤如下：(1)分别制备氧化剂溶液、还原剂溶液和分散剂溶液；(2)在搅拌条件下将氧化剂溶液、还原剂溶液和分散剂溶液以快速混合的方式加入反应釜内进行反应，在完成添加后反应0～10min；(3)将含有银粉的悬浊液经多次离心清洗后，通过抽滤、干燥、粉碎后得到空心菜花状金属银粉；其中，在步骤(2)中，氧化剂溶液在120秒内完成加料且最后加完。本发明专利技术在反应过程中使用快速倾倒氧化剂溶液的方法，使银离子氧化剂与还原剂快速反应，瞬间生成长条形微结构的银固体，长条形微结构的不规则快速聚集使粉体内部产生空心结构而表面形成类菜花状形貌。形成类菜花状形貌。形成类菜花状形貌。

【技术实现步骤摘要】
一种空心结构类菜花状金属银粉及制备方法


[0001]本专利技术属于金属粉体制备
，具体涉及一种空心结构类菜花状金属银粉的银粉及制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着电子信息、医疗器械、光伏电池、柔性电子等行业的发展，电子浆料得到越来越广泛的应用，而具有高导电性、不易氧化、容易制备的银粉成为电子浆料中最关键的导电填料的选择，但是制备银粉的工艺及高成本限制了银粉在领域内的大规模使用。银粉的形貌及尺寸对于银粉的性能有影响。目前空心银粉受到行业内的关注并开展了相应的研究。
[0003]比如，中国专利CN113369490A一种空心球形银粉的制备方法中提及，通过加入咪唑改变银晶核的生长方式从而实现空心银粉的制备；中国专利CN110355382A一种含有空心结构的微晶银粉的制备方法中提及，在合成高结晶度微晶银粉后通过水合肼与乳化剂氧化形成气体，以气体为核心生成含有空心结构的微晶银粉；中国专利CN106041123A一种太阳能电池正银用高活性空心银粉及其制备方法提及在反应中引入纳米气泡制备空心结构的银粉；中国专利CN105834449A一种利用微纳米气泡作为晶种诱导生产银粉的制备方法也是以微纳米气泡为基础制备空心银粉。
[0004]从上面的空心银粉制备方法可以看出，现有的生产工艺复杂，而且条件苛刻，难以达到低成本制备的效果，另外，微米级别的银粉的烧结活性也是限制其应用的关键因素，因此，通过简便工艺制备菜花状空心结构极细银粉是有必要的。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种空心结构类菜花状金属银粉的银粉及制备方法，反应过程中使用快速倾倒氧化剂溶液的方法，使银离子氧化剂与还原剂快速反应，瞬间生成长条形微结构的银固体，并且在表面能的作用下生长聚集成微米级别菜花状结构，长条形微结构的不规则快速聚集使粉体内部产生空心结构，该空心结构的产生不依赖晶种、气泡和乳化等工序，本专利技术反应简单且提高了微米级极细银粉的烧结活性。
[0006]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：
[0007]在本专利技术的第一方面，本专利技术提供一种空心结构类菜花状金属银粉的银粉的制备方法，具体步骤如下：
[0008](1)分别制备氧化剂溶液、还原剂溶液和分散剂溶液；
[0009](2)在搅拌条件下将氧化剂溶液、还原剂溶液和分散剂溶液加入反应釜内混合进行反应，在完成添加后反应0～10min；
[0010](3)将含有银粉的悬浊液经多次离心清洗后，通过抽滤、干燥、粉碎后得到空心菜花状金属银粉；
[0011]其中，在步骤(1)中，氧化剂溶液是含有可溶性银盐的溶液，在步骤(2)中，氧化剂
溶液快速加入，且最后加完。
[0012]本专利技术以快速加入氧化剂溶液的方式来制备空心结构类菜花状的银粉，步骤(2)中氧化剂溶液、还原剂溶液和分散剂溶液的加入方式是多样的，比如三者同时加入，或，先加入分散剂溶液搅拌均匀后再将氧化剂溶液和还原剂溶液并流加入分散剂溶液分钟，或，先加入还原剂溶液和分散剂溶液搅拌均匀后再加入氧化剂溶液。无论采用哪种加入方式，都需要确保氧化剂溶液是最后加完的，也即，确保在反应过程中还原剂相对于氧化剂时刻是过量的，保证氧化剂溶液在反应过程中始终是完全反应。本专利技术进一步优化的加料方式是，先加入还原剂溶液和分散剂溶液搅拌均匀后再加入氧化剂溶液。
[0013]本专利技术采用快速混合的方式，使银离子氧化剂与还原剂快速反应，瞬间生成长条形微结构，并且在表面能的作用下生长聚集成微米级别菜花状结构，长条形微结构的不规则快速聚集使粉体内部产生空心结构。
[0014]本专利技术的银粉的空心结构主要受到氧化剂添加速度的影响。优选的，在步骤(2)中，氧化剂溶液与还原剂溶液混合的时间需要严格控制，氧化剂溶液的加料时间控制在120秒内，更优选的，氧化剂溶液的加料时间控制在5～90秒。
[0015]优选的，在步骤(2)中，可以通过控制搅拌速度来调控空心结构类菜花状金属银粉的粒径，在120秒的氧化剂溶液添加时间内，维持搅拌速度小于或等于1500r/min，更优选的，反应釜搅拌速度控制在400～1000r/min。
[0016]优选的，氧化剂溶液中银离子的浓度为0.1～2mol/L。
[0017]优选的，还原剂溶液包括无机还原剂和有机还原剂的一种或多种，比如水合肼、葡萄糖、抗坏血酸、柠檬酸钠、次亚磷酸钠、硼氢化钠、尿素、福尔马林中的一种或多种，更优选的，还原剂溶液包括葡萄糖和抗坏血酸中的一种或两种。
[0018]优选的，还原剂溶液中还原剂浓度为0.2～2mol/L。
[0019]优选的，还原剂在氧化还原反应中能够提供电子的转移量与银离子的摩尔比是(1.02～4):1，更优选的，还原剂在氧化还原反应中能够提供电子的转移量与银离子的摩尔比是(1.02～2):1。
[0020]优选的，分散剂包括β
‑
糊精、吐温、PVP、PEG、明胶、PVA、阿拉伯胶、柠檬酸钠中的一种或多种，更优选的，分散剂包括PVP
‑
K30或PVP
‑
K15的一种或两种。
[0021]优选的，以氧化剂溶液中银盐质量为基准，分散剂溶液中分散剂的质量是银盐质量的5～40％，更优选的，分散剂质量是银盐质量的10～30％。
[0022]优选的，分散剂溶液浓度为0.05～0.5mol/L。
[0023]优选的，在步骤(1)中，还制备表面处理液；
[0024]在步骤(2)中，在氧化还原反应完成后，加入表面处理液在10minn内进行处理，防止生产的银粉发生二次团聚；
[0025]其中，表面处理液是具有表面活性的物质，包括CTAB、十二烷基磺酸钠、苯并三唑、OP
‑
10、十二烷基苯磺酸钠、月桂酸、硬脂酸、棕榈酸、硅烷偶联剂中的一种或多种，更优选的，表面处理液包括月桂酸、苯并三唑的一种或两种。
[0026]优选的，以氧化剂溶液中银盐质量为基准，表面处理液的溶质质量是银盐质量的0.01～2％。
[0027]优选的，表面处理液溶质质量分数为0.1～2％。
[0028]优选的，在步骤(3)中，干燥时间为2～48h，优选为4～10h，干燥温度不超过90℃。
[0029]在本专利技术的第二方面，本专利技术提供一种空心结构类菜花状金属银粉，由上述制备方法制得，具有高烧结活性。
[0030]有益效果：
[0031]本专利技术以液相还原法制备空心结构类菜花状金属银粉，通过反应液快速倾倒的工艺设计，使氧化剂溶液和还原剂溶液的快速混合反应，瞬间生成长条形微结构，并且在表面能的作用下生长聚集成微米级别菜花状结构，长条形微结构的不规则快速聚集使粉体内部产生空心结构，该空心结构的产生不依赖晶种、气泡和乳化等工序，反应简单且提高了微米级极细银粉的烧结活性。整个反应过程工艺简单，设备成本低，反应条件温和且重复性高，可满足批量化生产的需求。
附图说明
[0032]图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空心结构类菜花状金属银粉的银粉的制备方法，其特征在于，(1)分别制备氧化剂溶液、还原剂溶液和分散剂溶液；(2)在搅拌条件下将氧化剂溶液、还原剂溶液和分散剂溶液加入反应釜内混合进行反应，在完成添加后反应0～10min；(3)将含有银粉的悬浊液经多次离心清洗后，通过抽滤、干燥、粉碎后得到空心菜花状金属银粉；其中，在步骤(1)中，氧化剂溶液是含有可溶性银盐的溶液，在步骤(2)中，氧化剂溶液快速加入，且最后加完。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，氧化剂溶液的加料时间控制在120秒内；优选的，氧化剂溶液的加料时间控制在5～90秒。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，反应釜的搅拌速度小于或等于1500r/min；优选的，反应釜的搅拌速度控制在400～1000r/min。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化剂溶液中银离子的浓度为0.1～2mol/L。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还原剂溶液包括无机还原剂和有机还原剂的一种或多种；优选的，还原剂溶液包括水合肼、葡萄糖、抗坏血酸、柠檬酸钠、次亚磷酸钠、硼氢化钠、尿素、福尔马林中的一种或多种；更优选的，还原剂溶液包括葡萄糖和抗坏血酸中的一种或两种。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还原剂在氧化还原...

【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：