專利名稱：一種用于導電漿料的亞微米級銀粉的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及導電漿料領域，尤指一種用于導電漿料的亞微米級銀粉的制備方法。
背景技術：
導電漿料已廣泛應用于圓片電容器、電位器、厚膜混合集成電路、敏感元件、表面組裝技術等電子行業(yè)的各個領域。目前應用最廣泛的是以銀作為導電相的銀導電漿料。其中，銀以銀粉的形式存在于導電漿料中，銀粉的形狀、大小、松裝比和流動性等粉體特性對導電漿料的綜合性能有著決定性的影響，而銀粉不同的制備方法則賦予銀粉不同的形狀、大小、松裝比和流動性等粉體特性。
目前最常見的制備銀粉的方法是濕化學還原法，是指在銀鹽的水溶液中或者在銀的氧化物、碳酸銀及其他不溶化合物的懸濁液中，添加一定的分散劑及其他形貌控制劑，利用還原劑將銀單質還原出來，同時賦予銀粉特定的形狀、大小等特性，烘干后即得到可用于制備導電漿料的銀粉。此方法雖然具有工藝簡單、操作容易、能耗低等優(yōu)點，但是卻存在著銀粉的粒徑分布范圍寬、形貌不一致、粒徑不均勻、粒徑較大等缺點，導致采用該銀粉的導電漿料的導電性等性能不夠優(yōu)秀。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種用于導電漿料的亞微米級銀粉的制備方法，利用該方法制備的銀粉粒度均勻、分布范圍窄。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于導電漿料的亞微米級銀粉的制備方法，包括在銀鹽水溶液中添加分散劑和還原劑將銀單質還原出來，其特征在于在添加分散劑和還原劑之前先向銀鹽水溶液中加入納米銀粒子，所述納米銀粒子的粒徑為5 10nm，所述納米銀粒子的加入量為銀鹽水溶液中的銀鹽溶質質量的0. 3%飛％。。優(yōu)選地，所述銀鹽水溶液中的Ag+濃度為5 X 10_3 mo I/L 5 X IO-1Hio I/L，溶液的反應溫度為1(T60°C。優(yōu)選地，所述分散劑為十二烷基磺酸鈉、甘油、丙二醇和聚乙二醇10000中的一種或幾種的水溶液，所述分散劑與銀鹽水溶液中的銀鹽溶質的質量比為1:5(Tl: 200，所述分散劑的水溶液濃度為0. 5g/L 5g/L。優(yōu)選地，所述還原劑為抗壞血酸、抗壞血酸鈉、七水硫酸亞鐵、葡萄糖、甲醛或次磷酸鈉的水溶液，所述還原劑與銀鹽水溶液中的Ag+的摩爾比為I: f 2:1，所述還原劑的水溶液濃度為100g/L 500g/L。優(yōu)選地，所述制備方法還包括待反應完全后，先將所得溶液過濾，再分別用去離子水和無水乙醇對過濾所得到的銀粉進行清洗。優(yōu)選地，所述納米銀粒子采用以下方法制備在Ag+濃度為I X 10_4 mol/L 1X 10_2mol/L的銀鹽水溶液中添加分散劑，保持體系溫度在5 10°C，邊攪拌邊加入還原齊IJ;所述制備納米銀粒子的分散劑與制備納米銀粒子的銀鹽水溶液中的銀鹽溶質的質量比為0. 5: f 2:1，所述制備納米銀粒子的分散劑的水溶液濃度為0. lg/L^O. 5g/L ;所述制備納米銀粒子的還原劑與制備納米銀粒子的銀鹽水溶液中的Ag+的摩爾比為0. I: f 1:1。優(yōu)選地，所述制備納米銀粒子的分散劑為聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、明膠和阿拉伯樹膠中的一種或幾種。優(yōu)選地，所述制備納米銀粒子的還原劑為硼氫化鈉、硼氫化鉀或水合肼的水溶液，所述制備納米銀粒子的還原劑的水溶液濃度為lg/L 10g/L。有益效果 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點
1、本發(fā)明對現(xiàn)有的制備銀粉的方法進行了改進，通過在反應前添加一定量的納米銀晶種，使得在反應時析出的銀粒子沉積在納米銀晶種上，并且慢慢長成特定的形貌和大小的銀顆粒，此種改進方法制備的銀粉，粒徑可達亞微米級，粒度均勻、分布范圍窄，而且通過控制晶種的數(shù)量及濃度可以很好地控制所制得銀粉的形貌和大?。?br> 2、本發(fā)明提供的制備方法工藝簡單、對設備要求低、原料較環(huán)保、污染小。


圖I為本發(fā)明實施例I制備的銀粉的粒度分布 圖2為本發(fā)明實施例2制備的銀粉的粒度分布 圖3為本發(fā)明實施例3制備的銀粉的粒度分布 圖4為本發(fā)明實施例4制備的銀粉的粒度分布 圖5為本發(fā)明實施例5制備的銀粉的粒度分布圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋，本發(fā)明并不局限于以下實施例。本發(fā)明提供的亞微米級銀粉的制備方法分為兩步
第一步是納米銀粒子的制備在Ag+濃度為1X10_4 mOl/L lX10_2mOl/L的銀鹽水溶液中，按照分散劑與銀鹽水溶液中的銀鹽溶質的質量比0.5:廣2:1添加分散劑，利用冷卻裝置使體系溫度保持在5 10°C，邊攪拌邊加入濃度為lg/L 10g/L的還原劑的水溶液，還原劑的加入量為與銀鹽水溶液中的Ag+的摩爾比為0. I: f 1:1，制備出5 IOnm的銀粒子溶膠溶液。第二步是銀粉的制備向Ag+濃度為5 XKT3 mo I/L 5 X I(T1Iiio I/L的銀鹽水溶液中加入第一步制備的納米銀粒子溶膠溶液作為種子，種子的加入量為銀鹽水溶液中的銀鹽質量的0. 3%0飛％。，保持反應溫度為1(T60°C，邊攪拌邊逐滴加入還原劑與分散劑的水溶液，分散劑與銀鹽水溶液中的銀鹽溶質的質量比為l:5(Tl:200，分散劑的水溶液濃度為0. 5g/L飛g/L，還原劑與銀鹽水溶液中的Ag+的摩爾比為I: f 2:1，還原劑的水溶液濃度為IOOg/L飛00g/L ;待反應完全后過濾，先用去離子水清洗，再用無水乙醇清洗，最后置于干燥箱中，于70°C下干燥15 24小時，得到亞微米級銀粉。粒度的測定測定所用儀器為成都精新粉體測試設備有限公司制造的JL-1166型激光粒度測試儀，方法為取2飛克銀粉樣品，置于測試儀樣品室的水中在超聲分散下測試，在儀器顯示濃度達到5(T80之間，讀出其CF模式下的樣品的D5tl數(shù)值。實施例I
銀粉的制備在反應釜中加入50升去離子水，溶入450克硝酸銀，體系溫度保持在30°C，稱取450克抗壞血酸及3克甘油及I. 5克聚乙二醇，2升去離子水溶解，溫度保持在30°C，緩慢的滴加到硝酸銀溶液中，約30分鐘滴完，再攪拌10分鐘，直至反應完全。停止攪拌，將懸濁液抽濾，先用2升去離子水清洗5遍，再用500毫升無水乙醇清洗2遍，置于真空干燥箱中，于70°C，烘干20小時，得到銀粉，D50=O. 37微米。實施例2
納米銀粒子的制備在反應釜中加入5升去離子水，溶入I. 8克硝酸銀，加入I. 8克明膠，溶解，冷卻裝置使體系降溫到5°C ;稱取0. 3克硼氫化鈉，溶于100毫升水中，也降溫到5°C，然后快速加入到硝酸銀溶液中，攪拌直至反應完全，得到納米銀粒子的溶膠溶液。 銀粉的制備在另一反應釜中加入50升去離子水，溶入450克硝酸銀，劇烈攪拌過程中，將上述納米銀粒子溶膠溶液加入其中作為種子，體系溫度保持在30°C ;稱取450克抗壞血酸及3克甘油及I. 5克聚乙二醇，2升去離子水溶解，溫度保持在30°C，緩慢的滴加到硝酸銀溶液中，約30分鐘滴完，再攪拌10分鐘，直至反應完全。停止攪拌，將懸濁液抽濾，先用2升去離子水清洗5遍，再用500毫升無水乙醇清洗2遍，置于真空干燥箱中，于70°C，烘干20小時，得到銀粉，D50=O. 21微米。實施例3
納米銀粒子的制備在反應釜中加入5升去離子水，溶入I. 8克硝酸銀，加入2. 0克聚丙烯酸鈉，溶解，冷卻裝置使體系降溫到5°C ;稱取0. 25克水合肼，溶于100毫升水中，也降溫到5°C，然后快速加入到硝酸銀溶液中，攪拌直至反應完全，得到納米銀粒子的溶膠溶液。銀粉的制備在另一反應釜中加入50升去離子水，溶入450克硝酸銀，劇烈攪拌過程中，將上述納米銀粒子溶膠溶液加入其中作為種子，體系溫度保持在25°C。稱取695克七水硫酸亞鐵、5克丙二醇及2克聚乙二醇，2升去離子水溶解，保持溫度在25°C，緩慢的滴加到硝酸銀溶液中，約30分鐘滴完，再攪拌10分鐘，直至反應完全。停止攪拌，將懸濁液抽濾，先用2升去離子水清洗5遍，再用500毫升無水乙醇清洗2遍，置于真空干燥箱中，700C，烘干20小時，得到銀粉，D50=O. 19微米。實施例4
納米銀粒子的制備在反應釜中加入5升去離子水，溶入2. 7克硝酸銀，加入0. 5克明膠和0. 5克聚丙烯酸鈉、0. 5克阿拉伯樹膠，溶解，冷卻裝置使體系降溫到5°C ;稱取0. 4克硼氫化鈉，溶于100毫升水中，也降溫到5°C，然后快速加入到硝酸銀溶液中，攪拌直至反應完全，得到納米銀粒子的溶膠溶液。銀粉的制備在另一反應釜中加入50升去離子水，溶入300克硝酸銀，劇烈攪拌過程中，將上述納米銀粒子溶膠溶液加入其中作為種子，體系溫度保持在40°C。稱取500克抗壞血酸鈉及2克十二烷基磺酸鈉、2克甘油，2升去離子水溶解，溫度保持在40°C，緩慢的滴加到硝酸銀溶液中，約30分鐘滴完，再攪拌10分鐘,直至反應完全。停止攪拌,將懸濁液抽濾，先用2升去離子水清洗5遍，再用500毫升無水乙醇清洗2遍，置于真空干燥箱中，700C，烘干20小時，得到銀粉，D50=O. 17微米。實施例5納米銀粒子的制備在反應釜中加入5升去離子水，溶入3. 6克硝酸銀，加入I. O克明膠和I. O克聚丙烯酸鈉，溶解，冷卻裝置使體系降溫到5°C;稱取0. 86克硼氫化鉀，溶于100毫升水中，也降溫到5°C，然后快速加入到硝酸銀溶液中，攪拌直至反應完全，得到納米銀粒子的溶膠溶液。銀粉的制備在另一反應釜中加入50升去離子水，溶入450克硝酸銀，劇烈攪拌過程中，將上述納米銀粒子溶膠溶液加入其中作為種子，體系溫度保持在50°C。稱取450克葡萄糖及4. 5克十二烷基磺酸鈉，2升去離子水溶解，溫度保持在50°C，緩慢的滴加到硝酸銀溶液中，約30分鐘滴完，再攪拌10分鐘，直至反應完全。停止攪拌,將懸濁液抽濾,先用2升去離子水清洗5遍，再用500毫升無水乙醇 清洗2遍，70°C，烘干20小時，得到銀粉，D50=O. 16 微米。粒度分布檢測
對實施例I至實施例5所制備的銀粉進行粒度分布檢測，檢測所用儀器為成都精新粉體測試設備有限公司制造的幾-1166型激光粒度測試儀，，方法為取2飛克銀粉樣品，置于測試儀樣品室的水中在超聲分散下測試，在儀器顯示濃度達到5(T80之間，測出粒度分布曲線圖。檢測結果見附圖I至附圖5 :圖I為實施例I所制備的銀粉的粒度分布圖，即空白對照試驗，從圖中可以看出，該方法制備的銀粉的粒度分布峰低矮、平緩，說明銀粉粒度的分布范圍較寬，粒度大小不均勻，另外，銀粉粒度有部分僅達到微米級，并未達到導電漿料所需的亞微米級；圖2至圖5分別為實施例2至實施例5所制備的銀粉的粒度分布圖，從圖中可以看出，四個實施例所制備的銀粉的粒度分布峰尖且高，說明銀粉的粒度分布窄，均勻性好，且銀粉的粒度均在亞微米級范圍內。
權利要求
1.一種用于導電漿料的亞微米級銀粉的制備方法，包括在銀鹽水溶液中添加分散劑和還原劑將銀單質還原出來，其特征在于在添加分散劑和還原劑之前先向銀鹽水溶液中加入納米銀粒子，所述納米銀粒子的粒徑為5 10nm，所述納米銀粒子的加入量為銀鹽水溶液中的銀鹽溶質質量的0. 3% 6%。。
2.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于所述銀鹽水溶液中的Ag+濃度為5X10—3 mo I/L 5 X I O-1Hio I/L，溶液的反應溫度為 1(T60°C。
3.根據權利要求I或2所述的制備方法，其特征在于所述分散劑為十二烷基磺酸鈉、甘油、丙二醇和聚乙二醇10000中的一種或幾種的水溶液，所述分散劑與銀鹽水溶液中的銀鹽溶質的質量比為1:5(Tl: 200，所述分散劑的水溶液濃度為0. 5g/L飛g/L。
4.根據權利要求I或2所述的制備方法，其特征在于所述還原劑為抗壞血酸、抗壞血酸鈉、七水硫酸亞鐵、葡萄糖、甲醛或次磷酸鈉的水溶液，所述還原劑與銀鹽水溶液中的Ag+的摩爾比為I: I 2:1，所述還原劑的水溶液濃度為100g/L 500g/L。
5.根據權利要求I或2所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括待反應完全后，先將所得溶液過濾，再分別用去離子水和無水乙醇對過濾所得到的銀粉進行清洗。
6.根據權利要求I或2所述的制備方法，其特征在于，所述納米銀粒子采用以下方法制備在Ag+濃度為I X 10_4 mol/L^l X 10_2mol/L的銀鹽水溶液中添加分散劑，保持體系溫度在5 10°C，邊攪拌邊加入還原劑；所述制備納米銀粒子的分散劑與制備納米銀粒子的銀鹽水溶液中的銀鹽溶質的質量比為0.5:廣2:1，所述制備納米銀粒子的分散劑的水溶液濃度為0. lg/L^O. 5g/L ;所述制備納米銀粒子的還原劑與制備納米銀粒子的銀鹽水溶液中的Ag+的摩爾比為0. I: f 1:1。
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于所述制備納米銀粒子的分散劑為聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、明膠和阿拉伯樹膠中的一種或幾種。
8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于所述制備納米銀粒子的還原劑為硼氫化鈉、硼氫化鉀或水合肼的水溶液，所述制備納米銀粒子的還原劑的水溶液濃度為Ig/L 10g/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及導電漿料領域，尤指一種用于導電漿料的亞微米級銀粉的制備方法。本發(fā)明的目的是提供一種用于導電漿料的亞微米級銀粉的制備方法，包括在銀鹽水溶液中添加分散劑和還原劑將銀單質還原出來，其特征在于在添加分散劑和還原劑之前先向銀鹽水溶液中加入納米銀粒子，所述納米銀粒子的粒徑為5~10nm，所述納米銀粒子的加入量為銀鹽水溶液中的銀鹽溶質質量的0.3‰~6‰。本發(fā)明提供的制備方法工藝簡單、對設備要求低、原料較環(huán)保、污染小、利用該方法制備的銀粉粒度均勻、分布范圍窄。
文檔編號B22F9/24GK102764897SQ20121028107
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月9日 優(yōu)先權日2012年8月9日
發(fā)明者劉宗義, 葉志龍 申請人:深圳市圣龍?zhí)仉娮佑邢薰?br>