CN101862837A

CN101862837A - 一种银粉的制备方法

Info

Publication number: CN101862837A
Application number: CN 201010215347
Authority: CN
Inventors: 刘子英; 任明淑; 王小记; 张艳; 刘宁
Original assignee: China Lucky Film Group Corp; Lucky Film Co Ltd
Current assignee: China Lucky Group Corporation; Lucky Film Co Ltd
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2030-07-02
Also published as: CN101862837B

Abstract

一种银粉的制备方法，它将硝酸银溶解在含有多羟基醇类或缩醇类助分散剂的水溶液中，与含有分散剂的碱溶液混合，在pH值8.0～14.0和10℃～60℃下反应得到氧化银悬浊液，其中，硝酸银、表面活性剂、助分散剂的重量比为100∶0.1∶30～100∶2.0∶300；将还原剂加入到上述氧化银悬浊液中，搅拌反应，经过滤、洗涤、干燥得到银粉。本发明工艺简单，污染小，无银镜反应，银粉收率高，所得银粉凝聚度低，分散性好。

Description

一种银粉的制备方法

技术领域

本发明涉及一种银粉的制备方法。

背景技术

近些年，烧结银粉及银浆用量快速增长。由于环保的要求、以及受到电子行业价格竞争的影响，对银粉制备方法的环保和成本控制的需求越来越强烈。

相比较而言，使用葡萄糖做为还原剂，具有成本低廉，天然无污染的特点。常规方法是用硝酸银与含有分散剂的葡萄糖溶液，在碱性条件下直接反应，得到银粉。这种方法容易引发银镜反应，大量银离子在反应容器表面被还原，生成光亮镀层，致使银粉收率下降。同时，由于还原过程中银的过饱和度很大，晶体析出速度较快，容易造成不同程度的团聚。

银粉作为烧结银浆的填充物，其团聚状态有较高的要求。现有银粉制备技术以液相还原为主，需要在合成过程中使用分散剂或保护剂，用以减少银颗粒的聚集。为了保证银粉的分散性，人们试验了不同分散剂类型、分散剂用量，试图改善银颗粒的团聚状态。例如使用羧酸类及羧酸盐类分散剂。由于羧酸分子量小，亲水基作用弱，在水中的溶解度小，往往不能使还原过程产生的银颗粒充分分散；也有人通过大量使用高分子分散剂(也称作高分子保护剂)，如明胶、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇等提高银粉分散性，但聚合物在后期处理过程中难以去除干净，使用常规方法清洗后，银粉中有机物残留量过大，最终导致银浆烧结性能劣化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种银粉的制备方法，该方法工艺简单，污染小，无银镜反应，银粉的收率高，得到的银粉凝聚度低，分散性好。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种银粉的制备方法，它将硝酸银溶解在含有多羟基醇类或缩醇类助分散剂的水溶液中，与含有分散剂的碱溶液混合，在pH值8.0～14.0和10℃～60℃下反应得到氧化银悬浊液，其中，硝酸银、分散剂、助分散剂的重量比为100∶0.1∶30～100∶2.0∶300；将还原剂加入到上述氧化银悬浊液中，搅拌反应，经过滤、洗涤、干燥得到银粉。

上述制备方法中，所述硝酸银、分散剂、助分散剂的重量比100∶0.2∶50～100∶1.5∶200。

上述制备方法中，所述分散剂是曲拉通、聚氧乙烯醚烷基胺、聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐或它们的混合物。

上述制备方法中，所述助分散剂是乙二醇、甘油、二甘醇、三甘醇或它们的混合物。

上述制备方法中，所述还原剂为葡萄糖。

在银粉的制备过程中，由于氧化银的分散状态会影响到最终获得的银粉的分散状态，所以，通过氧化银还原制备银粉，关键在于控制氧化银颗粒分散度。在银的沉淀和还原过程中，氧化银或银的过饱和度很大，晶体析出速度较快，而分散剂的吸附过程是在晶体从溶液中析出之后发生的，分散剂在颗粒表面的吸附过程与颗粒碰撞聚集过程存在竞争关系。因此需要采取措施，在分散剂形成充分吸附之前，降低晶体碰撞几率，以延缓颗粒的聚集。本发明中，通过加入羟基醇类或缩醇类助分散剂来增加反应体系的粘度，减缓颗粒的布朗运动，减小晶体之间的碰撞几率；同时在进行沉淀和还原反应时能够有效增强分散剂在晶体表面的吸附，防止银粉团聚；另外，由于葡萄糖还原剂在多羟基醇或缩醇助分散剂中的溶解度比较小，多羟基醇类或缩醇类助分散剂的加入还减小了还原剂的扩散速度，降低了反应的剧烈程度，又进一步减小了团聚发生的可能，本发明提供的方法中，硝酸银、分散剂、助分散剂的重量比为100∶0.1∶30～100∶2.0∶300，优选为100∶0.2∶50～100∶1.5∶200。

适合本发明的分散剂可以是聚氧乙烯醚类分散剂，这类分散剂含有亲水链---聚氧乙烯基，容易与水、醇等形成氢键，在水中形成稳定的分散体系，其临界胶束浓度(CMC)值比传统的分散剂低，用量少，具有成本优势。其做为氧化银制备、银粉还原和银粉表面处理过程的分散剂，可以在吸附量较小的情况下保护银颗粒不发生聚集。本发明中采用的分散剂优选曲拉通、聚氧乙烯醚烷基胺、聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐或它们的混合物。

本发明中的羟基醇类或缩醇类助分散剂含有多个羟基，可以与水分子、聚氧乙烯醚类分散剂中的乙氧基上的氧原子形成氢键，既增加了分子间的作用力，又不会像聚合物保护剂那样清洗困难。本发明中采用的羟基醇类或缩醇类助分散剂优选乙二醇、甘油、二甘醇、三甘醇或它们的混合物。

与现有技术相比，本发明通过羟基醇类或缩醇类助分散剂和聚氧乙烯醚类分散剂的组合使用，并将硝酸银、分散剂和助分散剂三者的重量比控制在100∶0.1∶30～100∶2.0∶300的范围内，使氧化银颗粒在银粉制备过程中的分散度保持最大、稳定，消除了银镜反应问题，防止了银粉在后期处理过程的聚集，保证了银粉的分散性；将容易分散的氧化银颗粒的沉淀制备过程与生成单质银的还原过程分开，有效的解决银粉分散性问题。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，当并不限于此。

实施例1

取0.1重量份的曲拉通X-100溶解到100重量份的水中，加入NaOH溶液调整pH到14.0，得到碱液A；取150重量份的葡萄糖溶解到为300重量份的水中，得到还原液B；取30重量份的甘油溶解到500重量份的水中，加入为100重量份的硝酸银，搅拌溶解，做为银溶液。将银溶液与碱液A混合，保持反应容器50℃，10-60秒后将还原液B注入混合液中，反应10-60秒，进行分离，用去离子水洗涤三次，无水乙醇洗涤三次，干燥，得到一次颗粒平均为0.18微米、激光粒度平均直径0.26微米的银粉63.0重量份，收率99.2％，540℃热失重小于0.4％。

实施例2

取0.2重量份的聚氧乙烯醚脂肪醇胺溶解到100重量份的水中，加入NaOH溶液调整pH到11.0，得到碱液A；取150重量份的葡萄糖溶解到300重量份的水中得到还原液B；取50重量份的乙二醇溶解到310重量份的水中，加入100重量份的硝酸银，搅拌溶解做为银溶液。将碱液A与银溶液混合，保持反应容器40℃，搅拌1-10分钟，将还原液B注入混合液中，搅拌30分钟，进行过滤，用去离子水洗涤三次，无水乙醇洗涤三次，干燥，得到一次颗粒平均为0.26微米、激光粒度平均直径0.36微米的银粉63.3重量份，收率99.6％，540℃热失重小于0.4％。

实施例3

取1.0重量份的聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐溶解到100重量份的水中，加入NaOH溶液调整pH到12.0，得到碱液A；取150重量份的葡萄糖溶解到300重量份的水中得到还原液B；取100重量份的二甘醇和100重量份的乙二醇溶解到310重量份的水中，加入100重量份的硝酸银，搅拌溶解做为银溶液。将碱液A与银溶液混合，保持反应容器60℃，搅拌4-6分钟，将还原液B注入混合液中，搅拌30分钟，进行过滤，用去离子水洗涤三次，无水乙醇洗涤三次，干燥，得到一次颗粒平均为0.22微米、激光粒度平均直径0.30微米的银粉63.3重量份，收率99.6％，540℃热失重小于0.4％。

实施例4

取1.5重量份的聚氧乙烯醚脂肪醇胺溶解到100重量份的水中，加入NaOH溶液调整pH到10.0，得到碱液A；取150重量份的葡萄糖溶解到300重量份的水中得到还原液B；取110重量份的三甘醇和120重量份的乙二醇溶解到300重量份的水中，加入100重量份的硝酸银，搅拌溶解得到银溶液。将碱液A与银溶液混合，保持反应容器10℃，搅拌8-10分钟，将还原液B注入混合液中，搅拌50分钟，进行过滤，用去离子水洗涤三次，无水乙醇洗涤三次，干燥，得到一次颗粒平均为0.32微米、，激光粒度平均直径0.40微米的银粉63.1重量份，收率99.3％，540℃热失重小于0.4％。

实施例5

取1重量份的曲拉通、1重量份的聚氧乙烯醚烷基胺溶解到100重量份的水中，加入NaOH溶液调整pH到8.0，得到碱液A；取150重量份的葡萄糖溶解到300重量份的水中得到还原液B；取300重量份的二甘醇溶解到310重量份的水中，加入100重量份的硝酸银，搅拌溶解做为银溶液。将碱液A与银溶液混合，保持反应容器30℃，搅拌5-6分钟，将还原液B注入混合液中，搅拌30分钟，进行过滤，用去离子水洗涤三次，无水乙醇洗涤三次，干燥，得到一次颗粒平均为0.24微米、激光粒度平均直径0.34微米的银粉63.1重量份，收率99.3％，540℃热失重小于0.4％。

对比例

取200重量份的葡萄糖溶解到300重量份的水中，加入NaOH溶液调整pH到12.0，然后加入110重量份的吐温20，得到还原液；取100重量份的硝酸银，搅拌溶解做为银溶液。二者混合，保持反应容器60℃，搅拌15-20分钟，进行过滤，用去离子水洗涤三次，无水乙醇洗涤三次，干燥，得到一次颗粒平均为0.32微米、激光粒度平均直径0.61微米的银粉61.0重量份，收率96％，540℃热失重小于0.5％。

表中：用激光粒度仪测试银粉的颗粒分布，取得测定数据D50(一个样品的累计粒度分布数达到50％时所对应的粒径)；用扫描电镜图像解析测量银粉一次颗粒平均粒径D1A，用D50/D1A得到凝聚度。

凝聚度的数值越接近1，表明银粉的颗粒越接近单分散，分散性越好。由表中数据可以看出，采用本发明方法获得的银粉的一次颗粒平均粒径在0.18～0.32微米之间，凝聚度一般在1.25～1.44之间，分散性良好。

Claims

1.一种银粉的制备方法，其特征在于，将硝酸银溶解在含有多羟基醇类或缩醇类助分散剂的水溶液中，与含有分散剂的碱溶液混合，在pH值8.0～14.0和10℃～60℃下反应得到氧化银悬浊液，其中，硝酸银、分散剂、助分散剂的重量比为100∶0.1∶30～100∶2.0∶300；将还原剂加入到上述氧化银悬浊液中，搅拌反应，经过滤、洗涤、干燥得到银粉。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硝酸银、分散剂、助分散剂的重量比为100∶0.2∶50～100∶1.5∶200。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂为曲拉通、聚氧乙烯醚烷基胺、聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐或它们的混合物。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述助分散剂为多羟基醇类或缩醇类，可以是乙二醇、甘油、二甘醇、三甘醇或它们的混合物。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述还原剂为葡萄糖。