一種高結(jié)晶片狀銀粉的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高結(jié)晶片狀銀粉的制備方法，以硝酸銀和微量硝酸鈀為添加劑，以二乙二醇為溶劑組成的前驅(qū)體溶液，將前驅(qū)體溶液滴加到以二乙二醇為溶劑的含有PEG-20000和過氧化氫的還原液中混合反應(yīng)；繼續(xù)向其中滴加以二乙二醇為溶劑的銀氨溶液，繼續(xù)反應(yīng)至反應(yīng)完全，所得沉淀經(jīng)清洗干燥后即為高結(jié)晶片狀銀粉。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備得到的銀粉具有振實密度高、粒徑分散范圍窄、表面光滑、吸油率低等優(yōu)點。
【專利說明】—種高結(jié)晶片狀銀粉的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子器材制備領(lǐng)域，特別在太陽能電池【技術(shù)領(lǐng)域】的電子漿料銀粉及方法，尤其是涉及一種高結(jié)晶片狀銀粉的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著貴金屬漿料廣泛應(yīng)用于混合微電路的封裝工藝中，貴金屬粉末的性能受到日益廣泛的關(guān)注，其中作為導(dǎo)體、電阻、介質(zhì)電子漿料的重要導(dǎo)電功能材料——超細(xì)銀粉的需求量不斷增加，而且對金屬銀粉末的性能如粒徑及分布、形貌、比表面積等的要求亦日趨嚴(yán)格。目前銀粉的形態(tài)大致有球形、鱗片狀、樹枝狀及片狀。片狀銀粉作為填料導(dǎo)電時其相互間是面或線接觸，
[0003]球狀銀粉是點接觸，所以片狀銀粉較之球狀銀粉的電阻要低得多，甚至在較低銀含量和較薄印刷涂層時仍具有較高的電導(dǎo)率，因此廣泛應(yīng)用于碳膜電位器端頭、薄膜開關(guān)、濾波器等電子元器件中。片狀銀粉的物理性能是影響銀漿電性能的重要因素，當(dāng)片狀銀粉的粒徑達(dá)到亞微米級尺度，形貌為光亮的片狀時，對電子電路的印刷效果，包括均勻性、平整度等均有明顯改善，并可節(jié)約貴金屬用量30%?50%。隨著自然環(huán)境的惡化和傳統(tǒng)燃料能源的逐步減少，人們對可再生的清潔能源需求日益迫切。
[0004]與此同時，光伏發(fā)電以其獨特的優(yōu)勢成為最受關(guān)注的可再生清潔能源。豐富的太陽輻射是取之不盡，用之不竭的，無污染，廉價，且可以安全自由使用的。隨著科技的進(jìn)步，要求不斷的提高太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率來獲得更多的電能，因此要求從太陽能電池的結(jié)構(gòu)、工藝和材料上進(jìn)行創(chuàng)新。尤其是在太陽能背面銀漿的制備，片狀銀粉品質(zhì)優(yōu)良直接影響轉(zhuǎn)化效率。
[0005]目前，世界上制備片狀銀粉，大多數(shù)是先化學(xué)或物理法制備的球形或不規(guī)則銀粉，然后通過球磨工藝獲得。如申請公布號:CN102794453A，其制備過程中球磨時間長、且在球磨過程中引入大量添加劑使銀粉純度降低、制備工藝耗費大量電能等諸多不利。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種振實密度高、粒徑分散范圍窄、表面光滑、吸油率低并且易于大規(guī)模生產(chǎn)的高結(jié)晶片狀銀粉的制備方法。
[0007]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0008]一種高結(jié)晶片狀銀粉的制備方法，采用以下步驟:
[0009](I)以硝酸銀和微量硝酸鈀為添加劑，以二乙二醇為溶劑組成的前驅(qū)體溶液，將前驅(qū)體溶液滴加到以二乙二醇為溶劑的含有PEG-20000和過氧化氫的還原液中混合反應(yīng)；
[0010](2)繼續(xù)向其中滴加以二乙二醇為溶劑的銀氨溶液，繼續(xù)反應(yīng)至反應(yīng)完全，所得沉淀經(jīng)清洗干燥后即為高結(jié)晶片狀銀粉。
[0011]所述的前驅(qū)體溶液中硝酸銀的濃度為0.5?3g/L，硝酸鈀的摩爾量為硝酸銀的KT2-1Q-3 倍。[0012]所述的還原液中含有硝酸銀摩爾量8?10倍的過氧化氫以及硝酸銀摩爾量KT2-1O-3倍的PEG-20000，并采用氨水作為pH穩(wěn)定劑。
[0013]所述的銀氨溶液中，硝酸銀的濃度為17_35g/L，氨水的濃度為55_150g/L。
[0014]步驟(I)是在高速攪拌的條件下，控制反應(yīng)溫度在25-40°C，將前驅(qū)物溶液在
0.5-30min加入到還原液中，待反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)攪拌，待用。
[0015]步驟(2)在20_60min內(nèi)將銀氨溶液滴加到步驟(I)得到的混合溶液中，反應(yīng)完成后沉降30-90min，去除上清反應(yīng)液，得到的沉淀為片狀銀粉。
[0016]得到的沉淀用去離子水清洗至電導(dǎo)率10_20us/cm，再用無水丙酮或酒精清洗2_4次，最后在鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)50-60°C，干燥10-20小時，制備得到高結(jié)晶片狀銀粉。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明振實密度高、粒徑分散范圍窄、表面光滑、吸油率低。較傳統(tǒng)水相濕法冶金比較，由于本發(fā)明采用在二乙二醇的有機(jī)相中反應(yīng)，因此，反應(yīng)體系的極性小，對晶體生長時的影響因素少，從而使長出的片裝銀顆粒具有結(jié)晶度高、表面光滑、振實密度大等優(yōu)良特點。同時，該方法制備工藝簡單，方便大規(guī)模生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019]實施例1
[0020]清洗后的反應(yīng)器及配液槽去離子水洗凈烘干。配制前驅(qū)體溶液，以二乙二醇作溶齊U，其中硝酸銀0.8g/L硝酸鈀20mg/L ;配制銀氨溶液，以二乙二醇作溶劑，其中硝酸銀30g/L、氨水100g/L ;配制混合還原液，過氧化氫68.5g、PEG-200002g、氨水20g用去二乙二醇配制成混合還原液。高速攪拌混合還原液的同時，將前驅(qū)體溶液和混合還原液均勻混合進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度在50°C，反應(yīng)時間lOmin。反應(yīng)完全后繼續(xù)攪拌，并在30min內(nèi)將銀氨溶液滴加其中。待反正后沉降50min后將上清反應(yīng)液倒去取其沉淀。待反正后沉降45min后將上清反應(yīng)液倒去，然后把沉淀的銀粉用去離子水清洗至電導(dǎo)率10μ s/cm，再用無水酒精清洗2次。將洗凈的銀粉在鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)60°C，干燥11小時，最后將干燥后即得到高結(jié)晶片狀銀粉。所制片銀振實密度:4.3g/cc、粒度分布:D1Q0.8umD50l.1um D90L 5um。
[0021]實施例2
[0022]清洗后的反應(yīng)器及配液槽去離子水洗凈烘干。配制前驅(qū)體溶液，以二乙二醇作溶齊U，其中硝酸銀2g/L硝酸鈀14mg/L ;配制銀氨溶液，以二乙二醇作溶劑，其中硝酸銀20g/L、氨水130g/L ;配制混合還原液，過氧化氫100g、PEG-200001.5g、氨水45g用去二乙二醇配制成混合還原液。高速攪拌混合還原液的同時，將前驅(qū)體溶液和混合還原液均勻混合進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度在30°C，反應(yīng)時間30min。反應(yīng)完全后繼續(xù)攪拌，并在45min內(nèi)將銀氨溶液滴加其中。待反正后沉降60min后將上清反應(yīng)液倒去取其沉淀。待反正后沉降65min后將上清反應(yīng)液倒去，然后把沉淀的銀粉用去離子水清洗至電導(dǎo)率15μ s/cm，再用丙酮清洗3次。將洗凈的銀粉在鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)56°C，干燥13小時，最后將干燥后即得到高結(jié)晶片狀銀粉。所制片銀振實密度:4.4g/cc、粒度分布:D100.7um D50L 3um D90L 6um。
[0023]實施例3
[0024]清洗后的反應(yīng)器及配液槽去離子水洗凈烘干。配制前驅(qū)體溶液，以二乙二醇作溶齊U，其中硝酸銀2.5g/L硝酸鈀50mg/L ;配制銀氨溶液，以二乙二醇作溶劑，其中硝酸銀18g/L、氨水80g/L ;配制混合還原液,過氧化氫80g、PEG-200000.5g、氨水15g用去二乙二醇配制成混合還原液。高速攪拌混合還原液的同時，將前驅(qū)體溶液和混合還原液均勻混合進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度在25°C，反應(yīng)時間15min。反應(yīng)完全后繼續(xù)攪拌，并在20min內(nèi)將銀氨溶液滴加其中。待反正后沉降60min后將上清反應(yīng)液倒去取其沉淀。待反正后沉降90min后將上清反應(yīng)液倒去，然后把沉淀的銀粉用去離子水清洗至電導(dǎo)率16μ s/cm，再用無水酒精清洗2次。將洗凈的銀粉在鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)60°C，干燥18小時，最后將干燥后即得到高結(jié)晶片狀銀粉。所制片銀振實密度:4.lg/cc、粒度分布:D1(10.6umD50l.0um D90L 4um。
[0025]實施例4
[0026]一種高結(jié)晶片狀銀粉的制備方法，采用以下步驟:
[0027](I)以硝酸銀和微量硝酸鈀為添加劑，以二乙二醇為溶劑組成的前驅(qū)體溶液，將前驅(qū)體溶液滴加到以二乙二醇為溶劑的含有PEG-20000和過氧化氫的還原液中混合反應(yīng)，反應(yīng)時是在高速攪拌的條件下，控制反應(yīng)溫度在25°C，將前驅(qū)物溶液在30min加入到還原液中，待反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)攪拌，其中，前驅(qū)體溶液中硝酸銀的濃度為0.5g/L，硝酸鈀的摩爾量為硝酸銀的10_2倍，還原液中含有硝酸銀摩爾量8倍的過氧化氫以及硝酸銀摩爾量10_2倍的PEG-20000，并采用氨水作為pH穩(wěn)定劑；
[0028](2)繼續(xù)向其中滴加以二乙二醇為溶劑的銀氨溶液，銀氨溶液中，硝酸銀的濃度為17g/L，氨水的濃度為55g/L，反應(yīng)時是20min內(nèi)將銀氨溶液滴加到步驟(I)得到的混合溶液中，反應(yīng)完成后沉降30min，去除上清反應(yīng)液，得到的沉淀為片狀銀粉，用去離子水清洗至電導(dǎo)率10us/cm,再用無水丙酮或酒精清洗2次,最后在鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)50°C,干燥20小時,制備得到高結(jié)晶片狀銀粉。
[0029]實施例5
[0030]一種高結(jié)晶片狀銀粉的制備方法，采用以下步驟:
[0031](I)以硝酸銀和微量硝酸鈀為添加劑，以二乙二醇為溶劑組成的前驅(qū)體溶液，將前驅(qū)體溶液滴加到以二乙二醇為溶劑的含有PEG-20000和過氧化氫的還原液中混合反應(yīng)，反應(yīng)時是在高速攪拌的條件下，控制反應(yīng)溫度在40°C，將前驅(qū)物溶液在0.5min加入到還原液中，待反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)攪拌，其中，前驅(qū)體溶液中硝酸銀的濃度為3g/L，硝酸鈀的摩爾量為硝酸銀的10_3倍，還原液中含有硝酸銀摩爾量10倍的過氧化氫以及硝酸銀摩爾量10_3倍的PEG-20000，并采用氨水作為pH穩(wěn)定劑；
[0032](2)繼續(xù)向其中滴加以二乙二醇為溶劑的銀氨溶液，銀氨溶液中，硝酸銀的濃度為35g/L，氨水的濃度為150g/L，反應(yīng)時是60min內(nèi)將銀氨溶液滴加到步驟(I)得到的混合溶液中，反應(yīng)完成后沉降90min，去除上清反應(yīng)液，得到的沉淀為片狀銀粉，用去離子水清洗至電導(dǎo)率20us/cm，再用無水丙酮或酒精清洗4次，最后在鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)60°C，干燥10小時，制備得到高結(jié)晶片狀銀粉。
【權(quán)利要求】
1.一種高結(jié)晶片狀銀粉的制備方法，其特征在于，該方法采用以下步驟: (1)以硝酸銀和微量硝酸鈀為添加劑，以二乙二醇為溶劑組成的前驅(qū)體溶液，將前驅(qū)體溶液滴加到以二乙二醇為溶劑的含有PEG-20000和過氧化氫的還原液中混合反應(yīng)； (2)繼續(xù)向其中滴加以二乙二醇為溶劑的銀氨溶液，繼續(xù)反應(yīng)至反應(yīng)完全，所得沉淀經(jīng)清洗干燥后即為高結(jié)晶片狀銀粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高結(jié)晶片狀銀粉的制備方法，其特征在于，所述的前驅(qū)體溶液中硝酸銀的濃度為0.5?3g/L，硝酸鈀的摩爾量為硝酸銀的10_2-10_3倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高結(jié)晶片狀銀粉的制備方法，其特征在于，所述的還原液中含有硝酸銀摩爾量8?10倍的過氧化氫以及硝酸銀摩爾量10_2-10_3倍的PEG-20000，并采用氨水作為pH穩(wěn)定劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高結(jié)晶片狀銀粉的制備方法，其特征在于，所述的銀氨溶液中，硝酸銀的濃度為17_35g/L，氨水的濃度為55-150g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高結(jié)晶片狀銀粉的制備方法，其特征在于，步驟(I)是在高速攪拌的條件下，控制反應(yīng)溫度在25-40°C，將前驅(qū)物溶液在0.5-30min加入到還原液中，待反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)攬祥，待用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高結(jié)晶片狀銀粉的制備方法，其特征在于，步驟(2)在20-60min內(nèi)將銀氨溶液滴加到步驟(I)得到的混合溶液中，反應(yīng)完成后沉降30_90min，去除上清反應(yīng)液，得到的沉淀為片狀銀粉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種高結(jié)晶片狀銀粉的制備方法，其特征在于，得到的沉淀用去離子水清洗至電導(dǎo)率10-20US/cm，再用無水丙酮或酒精清洗2-4次，最后在鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)50-60°C，干燥10-20小時，制備得到高結(jié)晶片狀銀粉。
【文檔編號】B22F9/24GK103831444SQ201410087807
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】胡曉斌, 宗志杰, 鄭鐃 申請人:上海交通大學(xué)