CN101347841A - 粒度可控高振实密度银粉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种粒度可控高振实密度银粉的制备方法,该方法将银盐和分散剂的混合液与还原剂,或者还原剂和分散剂的混合液与银盐,采用倾倒法在pH为2~4反应,反应温度为20~50℃,制备的银粉颗粒为圆球形,振实密度为2.5~5g/ml。本发明操作简便,适合大规模工业生产,可实现银粉的粒度、形貌、振实密度的可控生产。
Description
技术领域
本发明涉及银粉的制备方法,具体来说,涉及粒度可控高振实密度银粉的制备方法。
背景技术
银粉是电子工业中制作电子浆料、导电涂料、导电油墨、导电橡胶、导电塑料、导电陶瓷和电磁屏蔽涂料等的主要功能原材料,国内外普遍采用。近年来我国经济持续健康快速发展,电子工业也蓬勃发展,带动银粉需求量急剧增加。
我国是白银生产大国之一,但高附加值的银粉整体生产水平比较低。目前国内企业生产的银粉存在颗粒团聚、分散性差等问题,生产高档电子元件所需要的银粉仍主要依赖进口,其主要原因是缺乏制备粒度可控(1~5个微米)的高振实密度银粉(2.5~5g/mL)的方法。
银粉的制备方法主要有气相法、液相法和固相法。气相法投资大、能耗大、产率低;固相法制备的银粉粒径偏大而且粒径分布范围宽;液相化学还原法是目前低成本小批量制备银粉的常用方法。KrassimirP.Velikov(Krassimir P.Velikov,Gabby E.Zegers,and Alfons vanBlaaderen.Systhesis and Characterization of Large Colloidal SilverParticles.Langmuir 2003,19,1384-1389)提供了一种抗坏血酸和阿拉伯树胶制备球形银粉的方法,但其反应物浓度很低,不适于工业大规模生产,且相当耗时。Wei Song等人(Wei Song,Huiying Jia,Qian Cong,Bing Zhao,Silver microflowers and large spherical particles:Controlledpreparation and their wetting properties.Journal of Colloid and InterfacdScience 2007 311 456-460)用间苯二胺作还原剂得到了平均粒径1.2微米的银粉颗粒,同样存在反应物浓度太小,一次投料的产量太低,且产物需要大量的四氢呋喃来洗涤,无疑增加了生产成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种低成本、无污染,可大规模制备表面光滑、粒度均匀可控、振实密度高的银粉的方法,克服现有技术的不足。
本发明的实现过程如下:
制备粒度可控高振实密度银粉的方法:将银盐和分散剂的混合液与还原剂,或者还原剂和分散剂的混合液与银盐,采用倾倒法在pH为2~4反应,反应温度为20~50℃,制备的银粉颗粒为圆球形,振实密度为2.5~5g/ml,且颗粒粒度可控。
所述银盐与还原剂的物质的量比为1~10∶1之间,还原剂为抗坏血酸、对苯二酚或水合肼;银盐与分散剂的物质的量比例在0.5~3∶1,分散剂选自油酸、三乙醇胺、聚乙二醇、聚乙烯醇-1799、聚乙烯吡咯烷酮。
本发明的优点:本发明采用倾倒法,该方法操作简便,适合大规模工业生产,通过倾倒法进行氧化还原反应,会使每个银粉颗粒成核与成长的时间保持一致,保证了颗粒粒度的均一性。更重要的是,本方法可实现银粉的粒度、形貌、振实密度的可控生产。
附图说明
图1银粉(粒度为1~2μm,振实密度为4.8g/ml)的SEM图;
图2银粉(粒度为3~4μm,振实密度为3.2g/ml)的SEM图。
具体实施方式
本发明采用液相化学还原法,将还原剂和分散剂配成的水溶液A与硝酸银水溶液B或者是还原剂水溶液A与硝酸银和分散剂配成的水溶液B,在一定的温度和pH下,采用倾倒法,边混边搅拌;然后将混合液沉降后过滤,洗涤,取沉淀物烘干,研细,收集即可得到粒径可控高振实密度银粉。
本发明工艺参数的优化:
表1四水平五因素正交表
通过五因素四水平正交实验,探索和优化了银离子浓度、还原剂浓度、还原剂过量程度、反应pH、分散剂用量等五个实验影响因素,见表1。
从表1可见,对粒度可控高振实密度银粉生成的影响因素大小的顺序是:pH>硝酸银浓度、抗坏血酸的用量>抗坏血酸浓度、分散剂的用量。
实施例1:
采用倾倒法,在25℃和700r/min下,将1g硝酸银水溶液B倒入由2g抗坏血酸和油酸、三乙醇胺、乙醇混合溶液(质量比2∶1∶4)配成的水溶液A中,边混边搅拌,过程中控制pH为2.5;然后将混合液沉降后过滤,洗涤,取沉淀物烘干,研细,收集即可得到粒径为1~2μm左右、振实密度为4.8g/ml的银粉(见图1)。
物料:硝酸银+抗坏血酸+(油酸+三乙醇胺+乙醇)
反应:Ag++C6H6O4(OH)2→Ag↓+C6H6O6
实施例2:
采用倾倒法,在35℃和2000r/min下,将7g硝酸银和0.75g聚乙二醇配成的水溶液B倒入4g抗坏血酸或水合肼水溶液A中,边混边搅拌,过程中控制pH为2.7;然后将混合液沉降后过滤,洗涤,取沉淀物烘干,研细,收集即可得到粒径为3~4μm左右、振实密度为3.2g/ml的(见图2)银粉。
物料:硝酸银+水合肼+聚乙二醇
反应:Ag++N2H4·H2O+H2O→Ag↓+N2↑+NH4OH
Claims (6)
1、制备粒度可控高振实密度银粉的方法,其特征在于:
将银盐和分散剂的混合液与还原剂,或者还原剂和分散剂的混合液与银盐,采用倾倒法在pH为2~4反应。
2、根据权利要求1所述的制备粒度可控高振实密度银粉的方法,其特征在于:反应温度为20~50℃。
3、根据权利要求1所述的制备粒度可控高振实密度银粉的方法,其特征在于:银盐与还原剂的物质的量比为1~10∶1之间,银盐与分散剂的物质的量比例在0.5~3∶1。
4、根据权利要求1至3任意之一所述的制备粒度可控高振实密度银粉的方法,其特征在于:制备的银粉颗粒为圆球形,振实密度为2.5~5g/ml。
5、根据权利要求1至3任意之一所述的制备粒度可控高振实密度银粉的方法,其特征在于:所述还原剂为抗坏血酸、对苯二酚或水合肼。
6、根据权利要求1至3任意之一所述的制备粒度可控高振实密度银粉的方法,其特征在于:所述分散剂选自油酸、三乙醇胺、聚乙二醇、聚乙烯醇-1799、聚乙烯吡咯烷酮。
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