CN101811196A

CN101811196A - 一种树枝状微米银粉的制备方法

Info

Publication number: CN101811196A
Application number: CN 201010167932
Authority: CN
Inventors: 任明淑; 刘子英; 刘宁; 王小记; 张艳
Original assignee: China Lucky Film Group Corp; Lucky Film Co Ltd
Current assignee: China Lucky Group Corporation; Lucky Film Co Ltd
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2010-05-11
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2030-05-11
Also published as: CN101811196B

Abstract

一种树枝状微米银粉的制备方法，它包括以下步骤：(1)将品型调节剂磷酸酯加入到浓度为0.2～2.0mol/L的硝酸银水溶液中，搅拌，得到反应液A，其中，晶型调节剂磷酸酯的加入量为硝酸银重量的0.05～3％；(2)将还原剂加入到水中，得到0.2～2.0mol/L的还原液B；(3)在室温和搅拌条件下，将反应液A快速加入到还原液B中进行还原反应，加入完毕后继续搅拌5～10分钟，过滤，冲洗，干燥，得到树干平均长度为3～15微米，单枝平均长度为0.3～1.8微米的树枝状微米银粉。本发明工艺简单，制备过程中不使用强酸等试剂，对设备要求低，且对环境友好，制得的银粉分布均匀，形貌完整，完全为树枝状形态，制备效率高，适合工业化生产。

Description

一种树枝状微米银粉的制备方法

技术领域

本发明涉及一种金属银粉的制备方法，特别涉及一种树枝状微米银粉的制备方法。

背景技术

导电银浆是电子工业领域最重要的材料之一，是以高纯度(＞99.5％)的银粉制成各种各样导电浆料，广泛应用于印刷线路的涂布、电子器件的粘接等。作为导电银浆填料的银粉，属重要的关键性材料。实际上，金属银粉有多种形貌，常见的有球形、片状、多边形、树枝状、棒状等等，由于大小、形貌不同，其用途也不完全相同。实验证明，树枝状银粉的导电性能最为突出。

公开号为CN1369341A的中国专利公开了一种树枝状超细银粉的制备方法，此方法是在保护剂条件下，先用还原剂从硫酸铜溶液中还原出超细铜粉，再将还原出的超细铜粉洗涤、干燥，分散为在水中形成悬浊液，最后将配置好的、加有保护剂的硝酸银溶液加入铜粉悬浊液中，控制反应温度，置换出树枝状超细银粉。此方法需要先置换出铜粉后，再置换银粉，工艺过程较为复杂，且铜粉在还原过程中极易发生超细颗粒的团聚现象，从而影响了后序银粉的置换及形貌，并且置换出的铜离子易吸附在银粉上面，造成银粉纯度低；所得银粉表面被高分子保护剂覆盖，导致导电性能降低。

公开号为CN101579746A的中国专利公开了一种多形貌微米级银粉的制备方法，该方法采用将醇、酸分别加入还原液、氧化液中，混合反应，得松球、花朵或枝状形貌的微米级超细银粉。此方法加入酸、醇量较大，易导致银粉在容器表面生成银膜，且废弃液后处理过程复杂，溶液造成污染。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种树枝状微米银粉的制备方法，该方法工艺单、操作方便、对环境友好；得到的银粉完全具有树枝状形态、并且树干的长度和单枝的长度可控；银粉表面无覆盖物，导电性能好。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种树枝状微米银粉的制备方法，它包括以下步骤：

(1).将晶型调节剂磷酸酯加入到浓度为0.2～2.0mol/L的硝酸银水溶液中，搅拌，得到反应液A，其中，晶型调节剂磷酸酯的加入量为硝酸银重量的0.05～3％；

(2).将还原剂加入到水中，得到0.2～2.0mol/L的还原液B；

(3).在室温和搅拌条件下，将反应液A快速加入到还原液B中进行还原反应，加入完毕后继续搅拌5～10分钟，过滤，冲洗，干燥，得到树干平均长度为3～15微米，单枝平均长度为0.3～1.8微米的间隙型树枝状微米银粉。

一种优选方案，所述晶型调节剂磷酸酯选自烷基聚氧乙烯醚磷酸酯、全氟烷基醚磷酸酯、脂肪醇醚磷酸酯中的一种或几种。

一种优选方案，所述还原剂为抗坏血酸、甲酸、甲酸盐中的一种或几种。

树枝状银粉由于具有突出的的导电性能，被广泛用作导电银浆的填料，特别是导电胶的制备。采用现有公开的方法得到的银粉，存在诸如成本高、生产工艺过程复杂、产品所需形貌的粒子所占比例小，即得到的银粉不完全具备树枝形状等缺点，从而影响了填充银粉的导电效果。而本发明则可以得到完全的树枝形态、并且树干的长度和单枝的长度可控。

本发明中，使用磷酸酯作为晶型调节剂，反应中不需要再使用高分子保护剂或分散剂。在反应过程中，磷酸酯有可能作用于银核的某个晶面，改变银核晶面的表面状态，使得银核晶粒的生长沿着特定方向进行，直接得到完全具有树枝状形貌的银粉。为了控制银粉的树干的长度和单枝的长度，本发明中的晶型调节剂磷酸酯的加入量为硝酸银重量的0.05～3％。当晶型调节剂磷酸酯的加入量低于硝酸银重量的0.05％时，起不到调节晶型的作用，即得到的银粉不具有树枝形状；当晶型调节剂磷酸酯的加入量高于硝酸银重量的3％时，银粉的树干长度和单枝长度不易控制，同时容易产生其他形状的银粉。适用于本发明中的磷酸酯可选自烷基聚氧乙烯醚磷酸酯、全氟烷基醚磷酸酯、脂肪醇醚磷酸酯中的一种或几种。其中，烷基聚氧乙烯醚磷酸酯可以使用市售的十二烷氧聚乙烯醚磷酸酯、十八烷氧聚乙烯醚磷酸酯等；全氟烷基醚磷酸酯可以使用市售的聚氧乙烯醚型氟碳表面活性剂FC-13；脂肪醇醚磷酸酯可以使用市售的脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P。

化学还原法制备银粉的过程是用还原剂将金属银粉从其盐液或配合物中以粉末的形式沉积出来。还原剂的种类较多，不同种类的还原剂的还原速率不同，与银粉的反应速度不同，得到的银微晶的形态也不同。为了得到完全具有树枝状的银粉，本发明中的还原剂可选自抗坏血酸、甲酸、甲酸盐中的一种或几种，优选抗坏血酸。

为了控制银晶粒的生长环境一致，使得到的树枝状银粉的形状相同、尺寸大小均匀，本发明采用了将反应液A快速加入到还原液B中进行还原反应、加入完毕后继续搅拌一段时间的方法，所述快速加入是指在小于5秒的时间内将反应液A加入到还原液B中进行还原反应。

使用本发明中所述方法制备的树枝状银粉的树于是间隙型，树干的平均长度为3～15微米。若长度大于15微米，制成导电胶后浆料细度过大，印刷精度降低；若长度小于3微米，制成的导电胶浆料粘度过大，同样不能满足印刷要求。

与现有技术相比，本发明具有以下显著特点：

1.本发明制备方法工艺简单，不使用高分子保护剂或分散剂，所得银粉的表面没有覆盖物，故导电性能好。

2.制备过程中不使用强酸等试剂，对设备要求低，且环境友好。

3.制得的银粉粒度分布均匀，形貌完整，完全为树枝状形态，并且树干平均长度为3～15微米，单枝平均长度为0.3～1.8微米，结构稳定。

4.反应时间短、收率高，适合工业化生产。

附图说明

图1是本发明实施例1制备的树枝状微米银粉的示意图；

图2是本发明实施例2制备的树枝状微米银粉的示意图；

图3是本发明实施例3制备的树枝状微米银粉的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于此。

实施例1

取85g的硝酸银溶解于去离子水中，配成0.5mol/L的硝酸银溶液，加入0.05g十二烷氧聚乙烯醚磷酸酯，溶解搅拌均匀，得到反应液A。

取50g的抗坏血酸溶解到去离子水中，搅拌溶解，得到2.0mol/L的还原液B。

室温、搅拌条件下，将反应液A快速倒入还原液B中反应，继续搅拌10分钟，过滤，用去离子水、无水乙醇分别洗涤3-5次，干燥，得到树干平均长度10微米、单枝平均长度1.0微米的树枝状银粉。

实施例2

取85g的硝酸银溶解于去离子水中，配成0.5mol/L的硝酸银溶液，加入0.5g十二烷氧聚乙烯醚磷酸酯，溶解搅拌均匀，得到反应液A。

取50g的抗坏血酸、50ml的甲酸溶液溶解到去离子水中，搅拌溶解，配成1.5mol/L的还原液B；

室温、搅拌下，将反应液A快速倒入还原液B中，继续搅拌8分钟，过滤，用去离子水、无水乙醇分别洗涤3-5次，干燥，得到树干平均长度7微米、单枝平均长度0.6微米的树枝状银粉。

实施例3

取68g的硝酸银溶解于去离子水中，配成0.2mol/L的硝酸银溶液，加入0.5g聚氧乙烯醚型氟碳表面活性剂FC-13、1.5g脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P，溶解搅拌均匀，得到反应液A。

取40g的甲醛溶解到去离子水中，搅拌均匀，配成1.0mol/L的还原液B。

室温、搅拌条件下，将反应液A快速倒入还原液B中反应，继续搅拌10分钟，过滤，用去离子水、无水乙醇分别洗涤3-5次，干燥，得到树干平均长度14微米、单枝平均长度0.5微米的树枝状银粉。

实施例4

取68g的硝酸银溶解于去离子水中，配成2.0mol/L的硝酸银溶液，加入1.4g脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P，溶解搅拌均匀，得到反应液A。

取100g的甲酸铵溶解到去离子水中，搅拌均匀，配成1.0mol/L的还原液B。

室温、搅拌下，将反应液A快速倒入还原液B中，继续搅拌7分钟，过滤，用去离子水、无水乙醇分别洗涤3-5次，干燥，得到树干平均长度4微米、单枝平均长度0.3微米的树枝状银粉。

实施例5

取68g的硝酸银溶解于去离子水中，配成1.0mol/L的硝酸银溶液，加入0.7g聚氧乙烯醚型氟碳表面活性剂FC-13，溶解搅拌均匀，得到反应液A。

取100g的甲酸溶解到去离子水中，搅拌均匀，配成0.2mol/L的还原液B。

室温、搅拌下，将反应液A快速倒入还原液B中，继续搅拌5分钟，过滤，用去离子水、无水乙醇分别洗涤3-5次，干燥，得到树干平均长度12微米、单枝平均长度1.8微米的树枝状银粉。

Claims

1.一种树枝状微米银粉的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

a.将晶型调节剂磷酸酯加入到浓度为0.2～2.0mol/L的硝酸银水溶液中，搅拌，得到反应液A，其中，晶型调节剂磷酸酯的加入量为硝酸银重量的0.05～3％；

b.将还原剂加入到水中，得到0.2～2.0mol/L的还原液B；

c.在室温和搅拌条件下，将反应液A快速加入到还原液B中进行还原反应，加入完毕后继续搅拌5～10分钟，过滤，冲洗，干燥，得到树干平均长度为3～15微米，单枝平均长度为0.3～1.8微米的树枝状微米银粉。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述晶型调节剂磷酸酯为烷基聚氧乙烯醚磷酸酯、全氟烷基醚磷酸酯、脂肪醇醚磷酸酯中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述还原剂为抗坏血酸、甲酸、甲酸盐中的一种或几种。