CN115889801A

CN115889801A - 一种汽车玻璃银浆用球形银粉及其制备方法

Info

Publication number: CN115889801A
Application number: CN202211426643.3A
Authority: CN
Inventors: 陈静升; 马倩; 赵超; 兰峰; 毛磊磊; 杨文�; 宋信博
Original assignee: Shaanxi Coal and Chemical Technology Institute Co Ltd
Current assignee: Shaanxi Coal and Chemical Technology Institute Co Ltd
Priority date: 2022-11-14
Filing date: 2022-11-14
Publication date: 2023-04-04

Abstract

本发明公开了一种汽车玻璃银浆用球形银粉及其制备方法，属于导电金属粉体制备技术领域。本发明公开了一种汽车玻璃银浆用球形银粉的制备方法，具体步骤为：将硝酸银溶液匀速加入还原溶液中进行反应得到银粉悬浊液，随后经包覆处理、过滤、洗涤和固液分离后得到银粉湿物料，最后经干燥和气流解聚得到球形银粉。通过控制物料浓度、加料速度、反应转速、表面改性剂种类以及解聚气压力等，可精确控制银粉粒径大小、表面形貌和表面特性，制备过程操作简单，原料来源广泛，工艺稳定，对设备要求不高，易于实现工业化生产。所制备得到球形银粉，球形度好、粒径分布集中、分散性好、杂质含量低，适合作为调制汽车玻璃银浆用的优质原料。

Description

一种汽车玻璃银浆用球形银粉及其制备方法

技术领域

本发明属于导电金属粉体制备技术领域，具体涉及一种汽车玻璃银浆用球形银粉及其制备方法。

背景技术

汽车玻璃除雾线是将银导电浆按设计好的线路印制在汽车玻璃及黑釉的表面，玻璃经钢化之后牢固的附着于玻璃及黑釉的表面形成除雾线银膜，主要用于汽车玻璃加热快速除霜除雾，从而影响汽车的舒适性和安全性。汽车玻璃除雾线银膜长期暴露于潮湿、暴晒、风沙甚至酸雨等恶劣环境中，易受环境影响而产生断线、老化甚至脱落，从而影响除雾线的功效。银粉作为汽车玻璃银浆的关键功能组分，是汽车玻璃银浆制备的关键技术壁垒，目前市面上汽车玻璃银浆用银粉存在分散性差、粒径分布宽、与有机溶剂匹配性差等问题，从而限制了高端汽车玻璃银浆的生产及应用，因此如何制备高品质导电银粉对于汽车玻璃加热线银浆开发具有至关重要的意义。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种汽车玻璃银浆用球形银粉及其制备方法，拟开发出球形度好、粒径分布集中、分散性好、润湿性优良的球形银粉，满足汽车玻璃银浆调制要求。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种汽车玻璃银浆用球形银粉的制备方法，包括以下步骤：

S1：在搅拌的条件下，将硝酸银溶液匀速加入还原溶液中，进行反应后得到银粉悬浊液；在银粉悬浊液中加入表面改性剂进行包覆处理，随后进行过滤、洗涤、固液分离后得到银粉湿物料；

S2：将银粉湿物料进行干燥处理，得到干燥后的银粉，随后对干燥后的银粉进行气流解聚，得到汽车玻璃银浆用球形银粉。

进一步地，S1中，所述硝酸银溶液、还原溶液、表面改性剂的质量比为(150～250)g：(433～538)g：(0.09～0.15)g。

进一步地，S1中，所述硝酸银溶液浓度为250～500g/L；所述还原溶液由还原剂、分散剂和超纯水配制而成；所述还原溶液中还原剂的浓度为60～80g/L，分散剂的浓度为10～20g/L；所述硝酸银溶液和还原溶液的温度均为28～32℃；所述超纯水的电阻率大于18.25MΩ。

进一步地，S1中，所述还原剂为葡萄糖、抗坏血酸、水合肼中的一种或多种；所述分散剂为吐温-80、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇中的一种或多种。

进一步地，S1中，所述搅拌的速度为400～500r/min；所述硝酸银溶液加入还原溶液中的加料速度为0.1～0.2L/min。

进一步地，S1中，所述表面改性剂由表面活性剂和润湿剂组成；所述表面活性剂为油酸、硬脂酸或棕榈酸其中一种，润湿剂为十八醇；所述表面活性剂和润湿剂的质量比为7：3。

进一步地，S1中，所述过滤采用真空过滤，所述真空过滤的真空度为-0.06～-0.08MPa；所述洗涤是洗涤至过滤溶液的电导率≤10ms；所述包覆处理的时间为30～60min。

进一步地，S2中，所述干燥是采用真空干燥，所述干燥的温度为60℃～80℃，干燥的时间为18～24h；所述气流解聚采用圆盘式气流磨进行，所述气流解聚的气体压力为0.7～1.0MPa。

本发明还公开了采用上述制备方法制备得到的汽车玻璃银浆用球形银粉。

进一步地，所述汽车玻璃银浆用球形银粉的平均粒径为1.7～2.0um，振实密度大于6.20g/cm³，比表面积为0.40～0.45m²/g，在538℃下的烧损均小于0.6％，杂质含量小于3ppm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种汽车玻璃银浆用球形银粉的制备方法，通过控制物料浓度、加料速度、反应转速、表面改性剂种类、解聚气压力等，可精确控制银粉粒径大小、表面形貌和表面特性，制备过程操作简单，原料来源广泛，工艺稳定，对设备要求不高，易于实现工业化生产。

进一步地，采用复合表面改性剂对银粉表面进行改性，有效保证了银粉高分散性和良好浸润性，能有效提高银粉在有机载体中的兼容性、分散性和稳定性。

本发明还公开了采用上述制备方法制备得到的球形银粉，所制备得到球形银粉，球形度好、粒径分布集中、分散性好。根据相关实验结果证明，所述汽车玻璃银浆用球形银粉的平均粒径为1.7～2.0um，振实密度大于6.20g/cm³，比表面积为0.40～0.45m²/g，在538℃下的烧损均小于0.6％，杂质(氯、铜、铁、铅、镍)含量均小于3ppm，适合作为调制汽车玻璃银浆用的优质原料。

附图说明

图1为实施例1制备得到的汽车玻璃银浆用球形银粉的SEM图和粒径分布图；

其中：a-SEM图；b-粒径分布图；

图2为实施例2制备得到的汽车玻璃银浆用球形银粉的SEM图和粒径分布图；

其中：c-SEM图；d-粒径分布图；

图3为为实施例3制备得到的汽车玻璃银浆用球形银粉的SEM图和粒径分布图；

其中：e-SEM图；f-粒径分布图。

具体实施方式

为使本领域技术人员可了解本发明的特点及效果，以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，均为本领域技术人员对于本发明所了解的通常意义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。

本文描述和公开的理论或机制，无论是对或错，均不应以任何方式限制本发明的范围，即本发明内容可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。

本文中，所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征如数值、数量、含量与浓度仅是为了简洁及方便。据此，数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值(包括整数与分数)。

本文中，若无特别说明，“包含”、“包括”、“含有”、“具有”或类似用语涵盖了“由……组成”和“主要由……组成”的意思，例如“A包含a”涵盖了“A包含a和其他”和“A仅包含a”的意思。

本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

下列实施例中使用本领域常规的仪器设备。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。下列实施例中使用各种原料，除非另作说明，都使用常规市售产品，其规格为本领域常规规格。在本发明的说明书以及下述实施例中，如没有特别说明，“％”都表示重量百分比，“份”都表示重量份，比例都表示重量比。

实施例1

一种汽车玻璃银浆用球形银粉的制备方法，包括以下步骤：

S1：将1kg硝酸银溶于2L超纯水中，充分溶解后恒温至30℃，得到硝酸银溶液；将600g抗坏血酸、160g聚乙烯醇依次溶于10L超纯水中，充分溶解后恒温至30℃，得到还原溶液；

在400r/min搅拌转速下，将3kg的硝酸银溶液匀速加入到10.76kg的还原溶液中，边加料边反应得到银粉悬浊液；其中硝酸银溶液加料速度控制为0.1L/min；

反应结束后，在银粉悬浊液中加入3.0g复合表面改性剂在高剪切力的作用下进行包覆处理30min，表面改性剂为硬脂酸和十八醇的混合物，硬脂酸和十八醇的添加量分别为2.10g和0.90g，随后进行过滤和洗涤4次，洗涤至过滤溶液电导率≤10ms，所述过滤是采用真空过滤，真空度为-0.06MPa；固液分离得到银粉湿物料；

S2：将银粉湿物料进行真空干燥，干燥温度为60℃，干燥时间24h，烘干至水分≤0.1％，得到干燥后的银粉，将干燥后的银粉进行气流解聚，解聚气压力控制在0.8MPa，银粉物料充分解聚，得到汽车玻璃银浆用球形银粉；所得汽车玻璃银浆用球形银粉的平均粒径D50＝1.73um，振实密度为6.34g/cm³，比表面积为0.45m²/g，烧损0.59％，杂质(氯、铜、铁、铅、镍)含量均小于3ppm。

实施例2

一种汽车玻璃银浆用球形银粉的制备方法，包括以下步骤：

S1：将1kg硝酸银溶于4L超纯水中，充分溶解后恒温至32℃，得到硝酸银溶液；将580g葡萄糖、80g聚乙烯吡咯烷酮依次溶于8L超纯水中，充分溶解后恒温至32℃，得到还原溶液；

在500r/min搅拌转速下，将5kg的硝酸银溶液均匀加入到8.66kg还原溶液中，边加料边反应得到银粉悬浊液；其中硝酸银溶液加料速度控制为0.2L/min；

反应结束后，在银粉悬浊液中加入1.8g复合表面改性剂在高剪切力的作用下进行包覆处理60min，表面改性剂为油酸和十八醇的混合物，油酸和十八醇的添加量分别为1.27g和0.54g，随后进行过滤和洗涤4次，洗涤至过滤溶液电导率≤10ms，所述过滤是采用真空过滤，真空度为-0.08MPa；固液分离得到银粉湿物料；

S2：将银粉湿物料进行真空干燥，干燥温度为80℃，干燥时间18，烘干至水分≤0.1％，得到干燥后的银粉，将干燥后的银粉进行气流解聚，解聚气压力控制在0.7MPa，银粉物料充分解聚，得到汽车玻璃银浆用球形银粉；所得汽车玻璃银浆用球形银粉的平均粒径D50＝1.73um，振实密度为6.39g/cm³，比表面积为0.40m²/g，烧损0.45％，杂质(氯、铜、铁、铅、镍)含量均小于3ppm。

实施例3

一种汽车玻璃银浆用球形银粉的制备方法，包括以下步骤：

S1：将1kg硝酸银溶于3L超纯水中，充分溶解后恒温至30℃，得到硝酸银溶液；将585g抗坏血酸、60g聚乙烯醇、60g聚乙烯吡咯烷酮依次溶于9L超纯水中，充分溶解后恒温至30℃，得到还原溶液；

在450r/min搅拌转速下，将4kg的硝酸银溶液匀速加入到9.705kg的还原溶液中，边加料边反应得到固液混合物；其中硝酸银溶液加料速度控制为0.15L/min；

反应结束后，在银粉悬浊液加入2.1g复合表面改性剂在高剪切力的作用下进行包覆处理45min，表面改性剂为油酸和十八醇混合物，油酸和十八醇的添加量分别为1.47g和0.63g，随后进行过滤和洗涤4次，洗涤至过滤溶液电导率≤10ms，所述过滤是采用真空过滤，真空度为-0.06MPa；固液分离得到银粉湿物料；

S2：将银粉湿物料进行真空干燥，干燥温度为70℃，干燥时间20h，烘干至水分≤0.1％，得到干燥后的银粉，将干燥后的银粉进行气流解聚，解聚气压力控制在0.75MPa，银粉物料充分解聚，得到汽车玻璃银浆用球形银粉；所得汽车玻璃银浆用球形银粉的平均粒径D50＝1.81um，振实密度为6.35g/cm³，比表面积为0.43m²/g，烧损0.52％，杂质(氯、铜、铁、铅、镍)含量均小于3ppm。

实施例4

一种汽车玻璃银浆用球形银粉的制备方法，包括以下步骤：

S1：将1kg硝酸银溶于3L超纯水中，充分溶解后恒温至28℃，得到硝酸银溶液；将640g抗坏血酸、160g吐温-80依次溶于8L超纯水中，充分溶解后恒温至28℃，得到还原溶液；

在450r/min搅拌转速下，将4kg的硝酸银溶液匀速加入到8.8kg的还原溶液中，边加料边反应得到固液混合物；其中硝酸银溶液加料速度控制为0.2L/min；

反应结束后，在银粉悬浊液加入2.1g复合表面改性剂在高剪切力的作用下进行包覆处理50min，表面改性剂为棕榈酸和十八醇混合物，油酸和十八醇的添加量分别为1.47g和0.63g，随后进行过滤和洗涤5次，洗涤至过滤溶液电导率≤10ms，所述过滤是采用真空过滤，真空度为-0.06MPa；固液分离得到银粉湿物料；

S2：将银粉湿物料进行真空干燥，干燥温度为75℃，干燥时间22h，烘干至水分≤0.1％，得到干燥后的银粉，将干燥后的银粉进行气流解聚，解聚气压力控制在1.0MPa，银粉物料充分解聚，得到汽车玻璃银浆用球形银粉。

表1所示为本发明得到球形银粉的性能指标，从表1可以看出，所制备得到的银粉振实密度均大于6.20g/cm³，平均粒径为1.7～2.0um，最大颗粒粒径小于4um，比表面积为0.40～0.45m²/g，538℃烧损均小于0.6％，杂质(氯、铜、铁、铅、镍)含量均小于3ppm，具有振实密度高、粒径均匀、比表面积适中、杂质含量低等特点。

表1本发明得到球形银粉的性能指标

图1～图3所示为实施例1～实施例3制备得到的汽车玻璃银浆用球形银粉的SEM图和粒径分布图，从图中可以看到所制备得到的银粉球形度好、银粉颗粒表面光滑、分散性好、粒径分布集中，适用于调试高品质汽车玻璃银浆。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims

1.一种汽车玻璃银浆用球形银粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种汽车玻璃银浆用球形银粉的制备方法，其特征在于，S1中，所述硝酸银溶液、还原溶液、表面改性剂的质量比为(150～250)g：(433～538)g：(0.09～0.15)g。

3.根据权利要求1所述的一种汽车玻璃银浆用球形银粉的制备方法，其特征在于，S1中，所述硝酸银溶液浓度为250～500g/L；所述还原溶液由还原剂、分散剂和超纯水配制而成；所述还原溶液中还原剂的浓度为60～80g/L，分散剂的浓度为10～20g/L；所述硝酸银溶液和还原溶液的温度均为28～32℃；所述超纯水的电阻率大于18.25MΩ。

4.根据权利要求3所述的一种汽车玻璃银浆用球形银粉的制备方法，其特征在于，S1中，所述还原剂为葡萄糖、抗坏血酸、水合肼中的一种或多种；所述分散剂为吐温-80、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种汽车玻璃银浆用球形银粉的制备方法，其特征在于，S1中，所述搅拌的速度为400～500r/min；所述硝酸银溶液加入还原溶液中的加料速度为0.1～0.2L/min。

6.根据权利要求1所述的一种汽车玻璃银浆用球形银粉的制备方法，其特征在于，S1中，所述表面改性剂由表面活性剂和润湿剂组成；所述表面活性剂为油酸、硬脂酸或棕榈酸其中一种，润湿剂为十八醇；所述表面活性剂和润湿剂的质量比为7：3。

7.根据权利要求1所述的一种汽车玻璃银浆用球形银粉的制备方法，其特征在于，S1中，所述过滤采用真空过滤，所述真空过滤的真空度为-0.06～-0.08MPa；所述洗涤是洗涤至过滤溶液的电导率≤10ms；所述包覆处理的时间为30～60min。

8.根据权利要求1所述的一种汽车玻璃银浆用球形银粉的制备方法，其特征在于，S2中，所述干燥是采用真空干燥，所述干燥的温度为60℃～80℃，干燥的时间为18～24h；所述气流解聚采用圆盘式气流磨进行，所述气流解聚的气体压力为0.7～1.0MPa。

9.一种汽车玻璃银浆用球形银粉，其特征在于，采用权利要求1～9中任一项所述的一种汽车玻璃银浆用球形银粉的制备方法制备得到。

10.权利要求9所述的一种汽车玻璃银浆用球形银粉，其特征在于，所述汽车玻璃银浆用球形银粉的平均粒径为1.7～2.0um，振实密度大于6.20g/cm³，比表面积为0.40～0.45m²/g，在538℃下的烧损均小于0.6％，杂质含量小于3ppm。