CN116174739B - 一种微晶纳米片聚集型类球状银粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微晶纳米片聚集型类球状银粉及其制备方法,包括以下步骤:(1)分别配制银离子氧化液、还原剂溶液及复合分散剂底液;(2)将反应釜中搅拌加入银离子氧化液、还原剂溶液和复合分散剂底液进行反应,其中,还原剂溶液过量,获得银粉;(3)将得到的银粉经固液分离、清洗、干燥后得到微晶纳米片聚集型类球状银粉;其中,复合分散剂底液包括高分子化合物类分散剂、非离子型表面活性剂和脂肪酸类分散剂,银离子氧化液是由可溶性银盐溶解于水中制成。本发明通过引入复合分散剂,控制生成具有高烧结活性的微晶纳米片结构,并在反应体系的表面能作用下,使纳米片聚集层类球状银粉,有效地控制银粉形貌。
Description
技术领域
本发明属于金属粉体制备技术领域,具体涉及一种微晶纳米片聚集型类球状银粉及其制备方法。
背景技术
银粉由于自身优异的导电导热性能以及稳定的理化性质,被应用于电子浆料,是各种电子器件的关键材料,广泛适用于太阳能电池、厚膜电阻、电磁屏蔽、柔性电路板等领域。银粉的使用性能(如银浆的印刷性和电学性能)与其形貌、粒径、比表面积、振实密度、分散性等性能相关。比如考虑到提高银粉的烧结活性,一般期待银粉形貌接近球形,且粉体表面具有纳米晶结构。
中国专利CN111922356A一种具有纳米银表面结构的微晶银粉及其制备方法中记载,以PVP为分散剂,通过控制反应的pH和硝酸银溶液的加入量,实现了微米晶银粉的纳米表面复合改性,得到微晶银粉具有粒径0.5-3.0μm的可控粒径,具有球形或近似球形的均一形貌。中国专利CN105817641A一种利用新生纳米晶种诱导生产金属粉末的制备方法先还原出纳米银晶种并控制后续银的生长,以有机类PVP/PEG/吐温为分散剂,得到类球型金属粉;专利CN106041123A则是以纳米气泡为载体,以阿拉伯树胶为分散剂,使用抗坏血酸还原硝酸银得到表面粗糙、烧结活性高的球型空心银粉。
上述技术涉及银粉的制备方法,使用单一类别分散剂,未对银粉形貌进行精确的控制,银粉球形度低,得到粉体表面纳米晶结构无序且形状杂乱,相比微晶纳米片烧结活性更低,因此粉体烧结活性仍有很大的提升空间。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种微晶纳米片聚集型类球状银粉及其制备方法,通过引入复合分散剂,控制生成具有高烧结活性的微晶纳米片结构,并在反应体系的表面能作用下,使纳米片聚集层类球状银粉,有效地控制银粉形貌。
为实现上述发明目的,本发明采取的技术方案如下:
在本发明的第一方面,本发明提供一种微晶纳米片聚集型类球状银粉的制备方法,包括以下步骤:
(1)分别配制银离子氧化液、还原剂溶液及复合分散剂底液,其中,所述复合分散剂底液包括高分子化合物类分散剂、非离子型表面活性剂和脂肪酸类分散剂全部三种;
(2)将反应釜中搅拌加入银离子氧化液、还原剂溶液和复合分散剂底液进行反应,获得银粉;
(3)将得到的银粉经固液分离、清洗、干燥后得到微晶纳米片聚集型类球状银粉。
在本发明中,复合分散剂底液是控制银粉形貌的关键之一,由于高分子化合物分散剂的官能团或重复单元与银特定晶面形成强的结合力,比如PVP的重复单元2-吡咯烷酮中氧和氮与银(111)面具有强的结合力,高分子化合物类分散剂可以影响银晶面的生长速率,本发明利用高分子分散剂来控制银不同晶面生长速率达到控制银成核和生长的目的;非离子型表面活性剂和脂肪酸类分散剂可以改变反应体系的表面能,使银纳米片聚集形成微米甚至纳米尺寸的类球状银粉而不会出现团聚为大颗粒的情况,更具体地,非离子型表面活性剂可以在银表面发生定向吸附,降低液体张力,改变银表面的润湿性质,防止发生大颗粒的团聚,脂肪酸类分散剂吸附于生成的银表面,防止生成的纳米片结构团聚成块状,保持纳米片结构的稳定性。
本发明通过复合分散剂底液促进银的微晶纳米片的形成,有效地阻止微晶纳米片直接团聚形成大颗粒从而失去纳米片状结构,而是促使微晶纳米片聚集形成微米甚至是纳米尺寸的类球状银粉颗粒,复合分散剂底液中的脂肪酸类分散剂是维持纳米片结构的关键,即使在类球状银粉中仍能保持其中的纳米片结构。
以银离子氧化液中的银盐为基准,复合分散剂底液中溶质的总质量为银盐质量的0.5~40%,优选的,复合分散剂底液中溶质的总质量为银盐质量的10~30%。
优选的,本发明的复合分散剂底液是高分子化合物类分散剂、非离子型表面活性剂和脂肪酸类分散剂三者的混合溶液,其中,高分子化合物类分散剂、非离子型表面活性剂和脂肪酸类分散剂的比例是(0.5~5):(0.5~8):(0.1~5),更优选的,高分子化合物类分散剂、非离子型表面活性剂和脂肪酸类分散剂的比例是(1~2):(0.5~5):(0.4~2)。
高分子化合物类分散剂的种类是多样的,能起到与银特定晶面形成强结合力且不与非离子型表面活性剂和脂肪酸类分散剂反应的高分子化合物均可。在本发明中,高分子化合物类分散剂优选为PVP(聚乙烯吡咯烷酮)、明胶、聚乙烯醇、聚乙二醇和聚丙烯酰胺。
非离子型表面活性剂是种类是多样的,能在银表面发生定向吸附且不与高分子化合物类分散剂和脂肪酸类分散剂反应的非离子表面活性剂均可,比如,司盘80、聚氧乙烯脂肪酸酯、吐温和单甘酯等。
脂肪酸类分散剂的种类是多样的,只要能吸附在银表面且不与高分子化合物类分散剂和非离子型表面活性剂反应的脂肪酸类分散剂均可,比如棕榈油酸、亚麻酸、硬脂酸、月桂酸、丙烯酸、油酸、亚油酸的一种或多种。
在步骤(2)中,复合分散剂底液的加入方式可以是,先在反应釜中加入复合分散剂底液搅拌均匀,随后将银离子氧化液和还原剂溶液分别加入复合分散剂底液中进行搅拌混合;或先将复合分散剂底液与银离子氧化液混合,再与还原剂溶液混合反应;或先将复合分散剂底液与还原剂溶液混合,再与银离子氧化液混合反应;或将复合分散剂底液分为两份且分别与银离子氧化液和还原剂溶液混合,随后再全部混合反应。
在本发明中,银离子氧化液是银盐溶液,采用可溶性银盐溶于去离子水中制成,其中,可溶性银盐是硝酸银、氟化银、氯酸银、高氯酸银等,在本发明中,银离子氧化液优选是硝酸银溶液,浓度为0.1~5mol/L,更优选的,浓度为0.3~2mol/L。
本发明的还原剂溶液的作用是将银离子还原转化为银单质,还原剂溶液可以是葡萄糖、抗坏血酸、水合肼、硼氢化钠、次磷酸钠或福尔马林中的一种或多种。从成本及反应效率考虑,本发明的还原剂溶液优选为抗坏血酸、水合肼或福尔马林中的一种或多种,且以银离子氧化液为基准,还原剂溶液应当过量,也即,还原剂溶液中还原剂与银离子氧化液中银离子的摩尔比是(0.51~4):1,更优选的,还原剂与银离子的摩尔比是(0.51~2):1,确保将银离子尽可能地转化为银单质。
优选的,还原剂溶液的浓度为0.1~5mol/L,更优选的,浓度为0.3~2mol/L。
为防止在反应过程中生成的银单质过度聚集形成大尺寸的颗粒,本发明在步骤(1)中制备的银离子氧化液、还原剂溶液或复合分散剂底液中加入螯合剂,容易理解的是,螯合剂可以仅添加于银离子氧化液、还原剂溶液或复合分散剂底液其中一种或两种溶液内,也可以分别添加于三种溶液中,为了提高螯合剂的效果,本发明优选将螯合剂添加于银离子氧化液内。
螯合剂起到控制银粉粒径以及防止颗粒团聚的作用,螯合剂为咪唑、恶唑、吡唑、苯并三唑、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、马来酸、草酸、甘油酸的一种或多种,优选的,螯合剂是柠檬酸、马来酸、苯并三唑中的一种或多种。在本发明中,螯合剂的添加量与银离子相关,以银离子氧化液的银离子含量为基准,螯合剂与银离子的摩尔比是1:(10~30),优选的,螯合剂与银离子的摩尔比是1:(15~20)。
优选的,步骤(1)还配制表面处理液,步骤(2)中反应完毕后再加入表面处理液稳固银粉的形貌,防止银粉二次团聚。
在本发明中,表面处理液是脂肪酸类处理剂或有机类表面活性剂的一种或多种,优选的,表面处理液是月桂酸、棕榈酸或十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的一种或多种。
在步骤(2)中,按质量计算,表面处理液的添加量(指其中的溶质质量)是银离子氧化液中可溶性银盐质量的0.1~15%,更优选的,表面处理液的添加量是可溶性银盐质量的0.2~2.5%。
优选的,表面处理液中溶质质量分数为0.1~10%,优选的,表面处理液中溶质质量分数为0.1~1%。
在步骤(2)中,搅拌方式对于银粉形貌控制也有影响,具体地,步骤(2)的反应釜采用上层浆式而下层涡轮式的复合搅拌方法,也即,将反应釜的内部空间分为上下两部分,在上层空间采用浆式结构进行搅拌,防止生成的微晶纳米片过快沉降,在下层空间采用圆盘式涡轮结构进行搅拌,目的是更好地分散乳浊液反应体系,有利于形成尺寸更均匀的微晶纳米片聚集型类球状银粉。
容易理解的是,上层的浆式结构与下层的圆盘式涡轮结构可以是同轴或不同轴,在本发明中优选为同轴搅拌的结构,上层的浆式结构的搅拌叶片可以是两片、三片、四片或以上,搅拌叶片形式是多样的,比如搅拌叶片是折页式或平直式,下层的圆盘式结构的搅拌叶片形式也是多样的,比如搅拌叶片的形式可以是直叶、斜叶、箭叶或弧叶等。
在步骤(3)中,为加快银粉的干燥以及防止在干燥过程中出现银粉的团聚,可以使用循环大气干燥机、真空干燥机、气流干燥机等干燥后分散得到银粉,干燥温度为40~90℃,干燥时间为2~48小时,优选的,干燥温度为50~70℃,干燥时间为5~15小时。
在本发明的第二方面,本发明提供一种微晶纳米片聚集型类球状银粉,由上述制备方法制成,由银的微晶纳米片聚集形成类球状结构,在类球状结构中仍保留纳米片的结构。
有益效果:
本发明的制备方法制得的银粉形貌均一,比表面积适中,具有较高的烧结活性,配成浆料后银粉堆积紧密,具有很好的流平性和触变性,易于印刷且导电优良。
本发明在银粉制备过程中引入复合分散剂底液,控制纳米片的形成及聚集,具体地,高分子化合物类分散剂控制银不同晶面生长速率,生产高烧结活性的微晶纳米片结构,非离子表面活性和脂肪酸类分散剂改变反应体系的表面能,使银纳米片聚集成类球状银粉,本发明通过设计并调节复合分散剂底液的比例,达到精确控制银粉形貌的目的,得到纳米片聚集成的类球状银粉。
本发明采用上层浆式搅拌,促使反应物料在反应釜内循环流动,有效防止先生成的纳米片结构沉降,本发明也采用下层圆盘式涡轮搅拌,在反应釜内形成湍流并使反应液径向流动,有助于微溶或不溶于水的分散剂在反应体系中分散,更好地形成乳浊液,从而保证形成大小均匀的微晶纳米片,从而提高银粉的烧结活性。
附图说明
图1所示为实施例1~4的微晶纳米片聚集型类球状银粉SEM图;
图2所示为实施例1的银粉XRD表征图像;
图3所示为对比例1的银粉SEM图;
图4所示为对比例2的银粉SEM图;
图5所示为对比例3的银粉SEM图;
图6所示为对比例4的银粉SEM图;
图7所示为对比例5的银粉SEM图;
图8所示为对比例6的银粉SEM图;
图9所示为对比例7的银粉SEM图;
图10所示为对比例8的银粉SEM图;
图11所示为对比例9不进行表面处理的银粉与进行表面处理的银粉粒径分布图;
图12所示为本发明的搅拌结构。
实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,并获得其他的实施方式。
本发明提供一种微晶纳米片聚集型类球状银粉,银粉形貌得到控制器银粉颗粒的尺寸均一,微晶纳米片结构在银粉颗粒中得以保存,使银粉具有高烧结活性。本发明也涉及具体的制备方法,通过引入复合分散剂底液来控制银粉形貌,还加入螯合剂和表面处理液来辅助控制形貌,同时在制备过程中采用独特的上层浆式浆式下层圆盘式涡轮式结构搅拌的方式作为辅助手段,具体的,反应釜中的搅拌结构如图12所示,本发明整体制备方法简单,银粉球形度高,微晶纳米片的结构得以保留,本发明的制备方法便于控制银粉颗粒形貌,有利于提高银粉的烧结活性。
本发明的制备方法具体如下:
(1)分别配制银离子氧化液、还原剂溶液、复合分散剂底液以及表面处理液,其中,复合分散剂底液由高分子化合物类分散剂、非离子型表面活性剂和脂肪酸类分散剂三种分散剂组成,在银离子氧化液、还原剂溶液或复合分散剂底液中加入螯合剂;
(2)先将复合分散剂底液加入反应釜中搅拌,然后分别将银离子氧化液和还原剂溶液以一定速率加入反应釜中开始进行反应,反应完毕后加入表面处理液稳固银粉形貌;
(3)将得到的银粉经固液分离、清洗、干燥后得到类球状银粉。
下面以具体实施例详细介绍本发明的技术方案。
实施例
实施例1
(1)将68g硝酸银、3.84g柠檬酸溶解于500ml去离子水中搅拌均匀得到银离子氧化液A;使用37g抗坏血酸溶解于500ml去离子水中搅拌均匀得到还原剂溶液B;将4.0g PVP、8g吐温60、1.6g油酸溶解于800ml去离子水中充分搅拌溶解得到复合分散剂底液C;将1.36g月桂酸溶解于50ml酒精中制成表面处理液T。
(2)反应过程:将还原剂溶液B和复合分散剂底液C混合均匀置于反应釜中,搅拌方式为上层3片桨叶式搅拌,下层圆盘涡轮式直叶搅拌,速度为250r;然后将银离子氧化液A加入底液中进行反应,反应完毕后马上加入表面处理液T稳固形貌。
(3)粉体后处理:对反应得到的粉体离心清洗多次后,进行抽滤、干燥和粉碎即得到约43g微晶纳米片聚集的类球状银粉。
(4)微晶结构的表征:对得到的银粉进行XRD表征,如附图2所示,并利用谢乐公式计算得到表面片状晶粒的尺寸分别为36.3nm、25.1nm、32.3nm、29.6nm、48nm,具有高的烧结活性。
(5)浆料配置:取8.5g上述实施例得到的银粉,以及0.2g玻璃粉、0.4g丙烯酸树脂和氯醋树脂,以及0.8g有机溶剂丁基卡必醇和卡必醇乙酸酯混合搅拌,然后加入有机助剂0.1g并使用公转式真空脱泡机混合脱泡,然后通过三辊研磨机进行分散研磨得到银浆,并通过丝网印刷机印刷得到1×100mm的线条,在650℃干燥15min,测试其电阻率为4.22×10-6Ω·cm。
实施例2
(1)将102g硝酸银和3.48g马来酸溶解在500ml去离子水中,搅拌混合均匀得到银离子氧化液A;使用55g抗坏血酸溶解于500ml去离子水中得到还原剂溶液B;取聚乙烯醇6.5g、吐温-80 1.3g、月桂酸0.9g,溶解在800ml去离子水中,充分搅拌溶解得到复合分散剂底液C;将2.04g棕榈酸溶解于50ml酒精中配成表面处理液T。
(2)反应过程:同实施例1,银离子氧化液A和还原剂溶液B同时加入复合分散剂底液C中,B液加料速度略高于A液加料速度。
(3)粉体后处理:同实施例1,最后得到约64g微晶纳米片聚集型类球状银粉。
实施例3
(1)将102g硝酸银和3.48g马来酸溶解在500ml去离子水中,搅拌混合均匀配成银离子氧化液A;将55g抗坏血酸溶解于去离子水中配成还原剂溶液B;取PVP 6.5g、吐温-6013g和亚油酸0.9g溶解于800ml去离子水中,搅拌均匀得到复合分散剂底液C;将2.04g月桂酸溶解于50ml酒精中配成表面处理液T。
(2)反应过程:同实施例1,搅拌速度为500r。
(3)粉体后处理:同实施例1,最后经干燥得到约64g微晶纳米片聚集型类球状银粉。
实施例4
(1)取3.4kg硝酸银和192g柠檬酸均匀搅拌溶解于20L去离子水中得到银离子氧化液A;将1778g抗坏血酸溶解于20L去离子水中,充分搅拌溶解得到还原剂溶液B;取140gPVP、280g吐温-6、56g油酸混合溶解于35L去离子水中,充分搅拌得到复合分散剂底液C;在2L酒精中溶解68g月桂酸配成表面处理液T。
(2)反应过程:将35L复合分散剂底液C和20L还原剂溶液B加入反应釜中,以复合搅拌的方式在反应釜中250r搅拌混合均匀,然后加入银离子氧化液A,添加完毕后5min加入表面处理液T稳固形貌。
(3)粉体后处理:同实施例1,干燥粉碎后得到约2160g银粉。
实施例5
(1)将.19.15g氯酸银溶解在500ml去离子水中,搅拌混合均匀配成银离子氧化液A;将10.7g抗坏血酸溶解于去离子水中配成还原剂溶液B;取PVP-K30 1.4g、吐温-80 2.81g和油酸0.47g溶解于800ml去离子水中,搅拌均匀得到复合分散剂底液C;将0.25g棕榈酸溶解于50ml酒精中配成表面处理液T。
(2)反应过程:同实施例1,搅拌速度为500r。
(3)粉体后处理:同实施例1,最后经干燥得到约10g微晶纳米片聚集型类球状银粉。
对比例
对比例1
将68g硝酸银和3.48g马来酸溶解于500ml去离子水中配成银离子氧化液A,将37g抗坏血酸溶解于500ml去离子水中配成还原剂溶液B,仅使用PVP单一分散剂13.2g溶解于800ml去离子水中配成分散液;在250r的复合搅拌方式下将A液与B液添加到分散液中,添加完毕后继续反应5min停止,静置沉淀,离心干燥粉碎后得到约40g银粉。
使用上述的银粉8.5g,辅以0.2g玻璃粉、0.4g丙烯酸和氯醋树脂以及0.8g有机溶剂丁基卡必醇和卡必醇乙酸酯混合搅拌均匀,加入0.1g有机助剂后在公转式真空脱泡机中脱泡处理,随后通过三辊研磨机进行分散研磨得到银浆,将该银浆使用丝网印刷的方式印刷成1×100mm线条,在650℃干燥15min,测得该银浆固化后电阻率为11.2×10-6Ω·cm。
对比例2
类似实施例3,将102g硝酸银溶解和3.48g马来酸在500ml去离子水中,搅拌混合均匀配成银离子氧化液A;将55g抗坏血酸溶解于去离子水中配成还原剂溶液B;取PVP 6.5g、吐温-60 13g和亚油酸0.9g溶解于800ml去离子水中,搅拌均匀得到分散底液C;将2.04g月桂酸溶解于50ml酒精中配成表面处理液T。
反应过程同实施例3,搅拌方式变为单纯桨式搅拌,桨叶数量为2。
粉体后处理:同实施例3,最后经干燥得到约64g银粉。
对比例3
类似实施例3,将102g硝酸银和3.48g马来酸溶解在500ml去离子水中,搅拌混合均匀配成银离子氧化液A;将55g抗坏血酸溶解于去离子水中配成还原剂溶液B;取吐温-8020.4g溶解于800ml去离子水中,搅拌均匀得到分散底液C;将2.04g月桂酸溶解于50ml酒精中配成表面处理液T。
反应过程同实施例3,只是仅使用非离子型表面活性剂作为分散剂。
粉体后处理:同实施例1,最后经干燥得到约64g银粉。
对比例4
类似实施例3,将102g硝酸银和3.48g马来酸溶解在500ml去离子水中,搅拌混合均匀配成银离子氧化液A;将55g抗坏血酸溶解于去离子水中配成还原剂溶液B;取油酸15.5g溶解于800ml去离子水中,搅拌均匀得到分散底液C;将2.04g月桂酸溶解于50ml酒精中配成表面处理液T。
反应过程同实施例3,只是仅使用脂肪酸类物质为分散剂。
粉体后处理:同实施例1,最后经干燥得到约64g银粉。
对比例5
类似实施例3,将102g硝酸银和3.48g马来酸溶解在500ml去离子水中,搅拌混合均匀得到银离子氧化液A;使用55g抗坏血酸溶解于500ml去离子水中得到还原剂溶液B;取PVP-K30 6.5g、吐温-80 14g,溶解在800ml去离子水中,充分搅拌溶解得到复合分散剂底液C,其中未使用脂肪酸类分散剂;将2.04g棕榈酸溶解于50ml酒精中配成表面处理液T。
反应过程:同实施例3,只是仅使用高分子化合物类分散剂和非离子型表面活性剂为分散剂。
粉体后处理:同实施例3,最后得到约64g微晶纳米片聚集型类球状银粉。
对比例6
类似实施例3,将102g硝酸银和3.48g马来酸溶解在500ml去离子水中,搅拌混合均匀得到银离子氧化液A;使用55g抗坏血酸溶解于500ml去离子水中得到还原剂溶液B;取PVP-K30 10.5g、亚油酸4g,溶解在800ml去离子水中,充分搅拌溶解得到复合分散剂底液C,其中未使用非离子型表明活性剂类分散剂;将2.04g月桂酸溶解于50ml酒精中配成表面处理液T。
反应过程:同实施例3,只是仅使用高分子化合物类分散剂和脂肪酸类分散剂为分散剂。
粉体后处理:同实施例3,最后得到约64g微晶纳米片聚集型类球状银粉。
对比例7
类似实施例3,将102g硝酸银和3.48g马来酸溶解在500ml去离子水中,搅拌混合均匀得到银离子氧化液A;使用55g抗坏血酸溶解于500ml去离子水中得到还原剂溶液B;取吐温-80 15g、油酸3.5g,溶解在800ml去离子水中,充分搅拌溶解得到复合分散剂底液C,其中未使用高分子类分散剂;将2.04g棕榈酸溶解于50ml酒精中配成表面处理液T。
反应过程:同实施例3,只是仅使用非离子型表面活性剂和脂肪酸类分散剂为分散剂。
粉体后处理:同实施例3,最后得到约64g微晶纳米片聚集型类球状银粉。
对比例8
同实施例1,其中在氧化液中不添加螯合剂。
对比例9
同实施例1,在后处理过程中不进行表面处理。
将实施例1及对比例9所制得银粉进行粒径分布分析,结果如图11所示,其中,图11中左图为实施例1的粒径分布图,粉体粒径D10为0.864μm,D50为1.356μm,D90为2.251μm,D100为4μm,右图为对比例9的粒径分布图,D10为1.363μm,D50为2.203μm,D90为3.523μm,D100为6μm,不进行表面处理过程,粉体颗粒有一定的团聚。
图1为实施例1-4所制得银粉的SEM图(依次为a,b,c,d),图3-10依次为对比例1-8所制得银粉的SEM图,比较附图中的SEM图像,本发明的实施例得到的微晶纳米片聚集型类球状银粉,其表面存在纳米片状结构,且根据附图2的XRD结果表明,表面片状结构为纳米尺度。根据对比例1及3-7的SEM图可知,无论对比例中采用单分散剂合成银粉,还是只采用两类分散剂合成的银粉,其得到的银粉表面为大块状或长条状结构,并没有微晶纳米片的存在。另外采用简单桨式搅拌或不使用表明处理液进行后处理,其得到的银粉表面也为大块状结构,粒径较大。
比较实施例1和对比例1的银粉配成的浆料固化后的电阻率,两者相差一个数量级,本发明制得的银粉的电阻率明显更低,本发明表面存在微晶纳米片的银粉更易于烧结,配成浆料烧结固化后电阻率低,表明本发明得到的银粉具有较高的烧结活性。
本发明制得的银粉配成浆料时再搅拌过程中均匀性更好,而且在印刷过程中浆料易过网,不会黏附在网板上,本发明的银粉形貌均一,比表面积适中,具有较高的烧结活性,配成浆料后银粉堆积紧密,具有很好的流平性和触变性,易于印刷且导电优良
本发明是在上层桨式、下层圆盘涡轮式复合搅拌的反应釜中,采用复合分散剂的配方,得到表面微晶纳米片的存在的类球状银粉,具备高的烧结活性。
以上对本发明所提供的实施例进行了详细阐述。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的原理的前提下,还可以本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种微晶纳米片聚集型类球状银粉的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)分别配制银离子氧化液、还原剂溶液及复合分散剂底液;
(2)将反应釜中搅拌加入银离子氧化液、还原剂溶液和复合分散剂底液进行反应,获得银粉,其中,反应釜采用上层桨式而下层涡轮式的复合搅拌方式;
(3)将得到的银粉经固液分离、清洗、干燥后得到微晶纳米片聚集型类球状银粉;
其中,所述复合分散剂底液包括高分子化合物类分散剂、非离子型表面活性剂和脂肪酸类分散剂,高分子化合物类分散剂、非离子型表面活性剂和脂肪酸类分散剂的比例是(0.5~5):(0.5~8):(0.1~5),所述银离子氧化液是由可溶性银盐溶解于水中制成;
其中,所述高分子化合物类分散剂是PVP聚乙烯吡咯烷酮、明胶、聚乙烯醇、聚乙二醇和聚丙烯酰胺中的一种或多种;
所述非离子型表面活性剂是司盘80、聚氧乙烯脂肪酸酯、吐温和单甘酯中的一种或多种;
所述脂肪酸类分散剂是棕榈油酸、亚麻酸、硬脂酸、月桂酸、丙烯酸、油酸和亚油酸中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,以银离子氧化液中的银盐为基准,复合分散剂底液的总质量为银盐质量的0.5~40%。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述银离子氧化液、所述还原剂溶液或所述复合分散剂底液中加入螯合剂,以银离子氧化液的银离子含量为基准,螯合剂与银离子的摩尔比是1:(10~30);
所述螯合剂为咪唑、恶唑、吡唑、苯并三唑、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、马来酸、草酸、甘油酸中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中还配制表面处理液,所述表面处理液是脂肪酸类处理剂或有机类表面活性剂的一种或多种;
步骤(2)中反应完毕后再加入表面处理液稳固银粉的形貌;
按质量计算,表面处理液的添加量是银离子氧化液中可溶性银盐质量的0.1~15%。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,表面处理液是月桂酸、棕榈酸或十六烷基三甲基溴化铵的一种或多种。
6.一种微晶纳米片聚集型类球状银粉,其特征在于,通过如权利要求1-5任一项所述的制备方法制得。
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