CN105618734B - 一种表面改性片状银粉的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种表面改性片状银粉的方法，属于贵金属表面改性技术领域。该表面改性片状银粉的方法，将片状银粉置于表面改性剂溶液中，超声分散后，搅拌反应，反应完成后固液分离、洗涤后真空干燥得到表面改性片状银粉，其中表面改性剂溶液为己二酸、硫酸、三乙醇胺、戊二酸、顺丁烯二酸、丁二酸、丙二酸、正庚酸中的一种或几种任意比例组成的溶液。经本方法改性后的片状银粉具有良好的导电性能、树脂体系中的分散稳定性和复合基体树脂的界面性。

Description

一种表面改性片状银粉的方法
技术领域
本发明涉及一种表面改性片状银粉的方法，属于贵金属表面改性技术领域。
背景技术
片状银粉是指一维厚度小于100nm的片状银粉。片状银粉比表面积较大，比表面能相对较低，粉粒间流动性好且具有较好的面接触或线接触，所以它具有优异的导电性和化学稳定性，已被广泛应用于碳膜电位器、半导电体芯片粘结剂、低温固化浆料、薄膜开关等电子工业产品中。
目前，片状银粉的制备方法主要包括是化学-机械球磨法、热处理法、化学还原模板法等。其中应用化学-机械球磨法得到的片状银粉分散性好，片状化程度高，松装密度可调节，且操作工艺简单利于产业化，是目前生产片状银粉的最主要方法。然而采用化学-机械球磨法制备片状银粉的过程中，需添加适量的润滑剂（一般为高级脂肪酸，例如油酸、硬脂酸等）以防止粉体在球磨过程中产生冷焊现象，通过此法制备的片状银粉表面化学吸附了一层润滑剂，不仅影响了片状银粉的导电性能，也同时影响到导电浆料的各项性能。本发明应用表面改性剂对片状银粉改性提高了导电性能、树脂体系中的分散稳定性和复合基体树脂的界面结合能力等。
采用本发明得到的表面改性片状银粉性能得到了明显提高，可广泛运用于低温固化银浆、导电银胶、电磁屏蔽涂料等电子工业领域。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种表面改性片状银粉的方法。经本方法改性后的片状银粉具有良好的导电性能、树脂体系中的分散稳定性和复合基体树脂的界面性，本发明通过以下技术方案实现。
一种表面改性片状银粉的方法，将片状银粉置于表面改性剂溶液中，超声分散后，搅拌反应，反应完成后固液分离、洗涤后真空干燥得到表面改性片状银粉，其中表面改性剂溶液为己二酸、硫酸、三乙醇胺、戊二酸、顺丁烯二酸、丁二酸、丙二酸、正庚酸中的一种或几种任意比例组成的溶液。
其具体步骤如下：
（1）配置表面改性剂溶液：将己二酸、硫酸、三乙醇胺、戊二酸、顺丁烯二酸、丁二酸、丙二酸、正庚酸中的一种或任意比例几种混合物加入到无水乙醇中形成浓度为5～20g/L的表面改性剂溶液；
（2）将片状银粉置于步骤（1）得到的表面改性剂溶液中，控制每升加入片状银粉50～200g，超声分散后，在温度为25～40℃、搅拌转速为200～300r/min条件下反应3～5h，反应完成后固液分离、洗涤后真空干燥得到表面改性片状银粉。
所述片状银粉为形貌片状，平均粒径3～12μm，松装密度0.5～1.2g/cm3的银粉。
本发明原理为，表面改性剂为己二酸、硫酸、三乙醇胺、戊二酸、顺丁烯二酸、丁二酸、丙二酸、正庚酸等其中的至少一种，含有羧基、氨基、磺酸基的小分子表面改性剂对银粉进行处理时，表面改性剂能有效地取代银粉表面原先吸附的大分子润滑层（例如油酸、硬脂酸等），在银粉表面重新形成一层低分子量的有机润滑层，它不仅能保护银粉被氧化，还能有效提高银粉的导电性能。
本发明的有益效果是：经本方法改性后的片状银粉具有良好的导电性能、树脂体系中的分散稳定性和复合基体树脂的界面性。
附图说明
图1是本发明实施例性能测试试验中将测试导电银浆图通过丝网印刷在PET薄膜上印制的图案。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
该表面改性片状银粉的方法，其具体步骤如下：
（1）配置表面改性剂溶液：将5g三乙醇胺加入到无水乙醇中形成浓度为5g/L的表面改性剂溶液；
（2）将50g片状银粉（片状银粉为形貌片状，平均粒径3μm，松装密度1.2g/cm3的银粉）置于步骤（1）得到的表面改性剂溶液中，控制每升加入片状银粉50g，超声分散后（超声波功率为30KHz，分散时间为20min），在温度为30℃、搅拌转速为200r/min条件下反应3h，反应完成后固液分离、洗涤（用无水乙醇冲洗2~3次，）后真空干燥（80℃条件下干燥2h）得到表面改性片状银粉。
实施例2
该表面改性片状银粉的方法，其具体步骤如下：
（1）配置表面改性剂溶液：将10g己二酸加入到无水乙醇中形成浓度为10g/L的表面改性剂溶液；
（2）将100g片状银粉（片状银粉为形貌片状，平均粒径5μm，松装密度0.5g/cm3的银粉）置于步骤（1）得到的表面改性剂溶液中，控制每升加入片状银粉100g，超声分散后（超声波功率为30KHz，分散时间为20min），在温度为25℃、搅拌转速为250r/min条件下反应5h，反应完成后固液分离、洗涤（用无水乙醇冲洗2~3次，）后真空干燥（80℃条件下干燥2h）得到表面改性片状银粉。
实施例3
该表面改性片状银粉的方法，其具体步骤如下：
（1）配置表面改性剂溶液：将20g正庚酸加入到无水乙醇中形成浓度为20g/L的表面改性剂溶液；
（2）将200g片状银粉（片状银粉为形貌片状，平均粒径12μm，松装密度0.8g/cm3的银粉）置于步骤（1）得到的表面改性剂溶液中，控制每升加入片状银粉200g，超声分散后（超声波功率为30KHz，分散时间为20min），在温度为40℃、搅拌转速为300r/min条件下反应4h，反应完成后固液分离、洗涤（用无水乙醇冲洗2~3次，）后真空干燥（80℃条件下干燥2h）得到表面改性片状银粉。
实施例4
该表面改性片状银粉的方法，将片状银粉置于表面改性剂溶液中，超声分散后，搅拌反应，反应完成后固液分离、洗涤后真空干燥得到表面改性片状银粉，其中表面改性剂溶液为三乙醇胺溶液。
其具体步骤如下：
（1）配置表面改性剂溶液：将10g顺丁烯二酸和5g己二酸加入到无水乙醇中形成浓度为15g/L的表面改性剂溶液；
（2）将150g片状银粉（片状银粉为形貌片状，平均粒径9μm，松装密度1.0g/cm3的银粉）置于步骤（1）得到的表面改性剂溶液中，控制每升加入片状银粉150g，超声分散后（超声波功率为30KHz，分散时间为20min），在温度为25℃、搅拌转速为200r/min条件下反应4h，反应完成后固液分离、洗涤（用无水乙醇冲洗2~3次，）后真空干燥（80℃条件下干燥2h）得到表面改性片状银粉。
实施例5
该表面改性片状银粉的方法，其具体步骤如下：
（1）配置表面改性剂溶液：将10g戊二酸和5g硫酸加入到无水乙醇中形成浓度为15g/L的表面改性剂溶液；
（2）将150g片状银粉（片状银粉为形貌片状，平均粒径7μm，松装密度0.6g/cm3的银粉）置于步骤（1）得到的表面改性剂溶液中，控制每升加入片状银粉150g，超声分散后（超声波功率为30KHz，分散时间为20min），在温度为25℃、搅拌转速为300r/min条件下反应3h，反应完成后固液分离、洗涤（用无水乙醇冲洗2~3次，）后真空干燥（80℃条件下干燥2h）得到表面改性片状银粉。
实施例6
该表面改性片状银粉的方法，其具体步骤如下：
（1）配置表面改性剂溶液：将8g丁二酸和4g丙二酸加入到无水乙醇中形成浓度为12g/L的表面改性剂溶液；
（2）将50g片状银粉（片状银粉为形貌片状，平均粒径5μm，松装密度1.0g/cm3的银粉）置于步骤（1）得到的表面改性剂溶液中，控制每升加入片状银粉50g，超声分散后（超声波功率为30KHz，分散时间为20min），在温度为30℃、搅拌转速为200r/min条件下反应4h，反应完成后固液分离、洗涤（用无水乙醇冲洗2~3次，）后真空干燥（80℃条件下干燥2h）得到表面改性片状银粉。
性能检测试验：
（1）导电银浆制备，导电银浆有以下质量百分比组分：片状银粉45%；树脂粘结相（SK-812聚酯树脂）10%；溶剂（环己酮和乙二醇丁醚醋酸酯质量比为1:3混合溶剂）45%，片状银粉为实施例1至6中未改性的片状银粉和已改性的片状银粉；
（2）导电银浆的电阻测试：
将导电银浆通过丝网印刷印制在PET薄膜上，印制所得的图案如图1所示，线宽度为0.4mm，长度为100mm，线与线之间间距为2mm，导电银浆的印刷厚度为4μm，印刷后的电路条PET薄膜经150℃，60分钟烘干，制成测试片，测试电路线电阻值。
（3）导电银浆的抗弯折性测试：
将测试完电路线电阻值的PET薄膜在中间作180°弯折，然后在弯折处压上一块重2kg的砝码，压住并保持60秒，之后迅速将测试片反向弯折180°按同上方法试验，方向弯折保持60秒后，立即用精度为0.1Ω的电阻测试仪测试电路线的电阻变化，电阻的变化不大于初始电阻的3倍为合格此为一次弯折，电阻的变化合格，则继续试验，直到电阻变化不合格为止，此得到抗弯折次数。
（4）导电银浆的稳定性测试：
将制备好的导电银浆装在玻璃量筒中，并密封瓶口，再在室温条件下将其静置50天，测试其浆料的相对沉降高度（RSH），通过RSH分析浆料的稳定性。
实施例1至实施例6中片状银粉和表面改性片状银粉制得的导电银浆测试结果见表1，表1数据表明经过表面改性的片状银粉在导电浆料的各项性能均得到了提高。。
表1
实施例7
该表面改性片状银粉的方法，其具体步骤如下：
（1）配置表面改性剂溶液：将12g丁二酸和8g丙二酸加入到无水乙醇中形成浓度为20g/L的表面改性剂溶液；
（2）将200g片状银粉（片状银粉为形貌片状，平均粒径5μm，松装密度1.0g/cm3的银粉）置于步骤（1）得到的表面改性剂溶液中，控制每升加入片状银粉200g，超声分散后（超声波功率为30KHz，分散时间为20min），在温度为40℃、搅拌转速为300r/min条件下反应4h，反应完成后固液分离、洗涤（用无水乙醇冲洗2~3次，）后真空干燥（80℃条件下干燥2h）得到表面改性片状银粉。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (1)

1.一种表面改性片状银粉的方法，其特征在于：其具体步骤如下：
（1）配置表面改性剂溶液：将10g戊二酸和5g硫酸加入到无水乙醇中形成浓度为15g/L的表面改性剂溶液；
（2）将150g片状银粉置于步骤（1）得到的表面改性剂溶液中，控制每升加入片状银粉150g，超声分散后，在温度为25℃、搅拌转速为300r/min条件下反应3h，反应完成后固液分离、洗涤后真空干燥得到表面改性片状银粉。
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