CN116638094B - 一种混合银粉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电子工业用金属粉末的制备技术领域,公开了一种高焊接拉力用混合银粉及其制备方法,采用含银氧化剂的溶液和还原剂溶液,在搅拌状态和至少两种分散性能不同的分散剂存在的情况下进行反应,可以制备得到满足:类球粉为20~90%,其电镜尺寸≤1µm;片粉为10~80%,其电镜尺寸≤6µm。本发明通过加入不同类型的分散剂,在不同的吸附分散作用下,利用分子中的氧、氮等原子与银粒子表面的原子的相互作用,即可在液相还原过程中获得了尺寸两级分化的银粉,继而得到大小粒径占比不同的球片混合银粉,制备工艺简单易控制,生产成本低。

Description

一种混合银粉及其制备方法
技术领域
本发明是一种高焊接拉力用混合银粉及其制备方法,具体涉及一种可实现高焊接拉力的具有大小粒径分散的混合银粉及其制备方法,属于电子工业用金属粉末的制备技术领域。
背景技术
导电银浆是制备太阳能电池电极、电子元器件电极的关键辅材。银粉作为导电银浆的主要成份,其颗粒的立体形态、尺寸、粒度分布等因素直接影响导电性。目前导电银浆主要是采用微米或亚微米银粉,采用这些导电浆料制备的太阳能电池片、电子元件的焊接拉力较小,且在老化后的焊接拉力更低,已经不能满足新技术的要求。
例如:公开号为CN111299608A的发明专利公开的一种硅太阳能电池主栅浆料用银粉,通过将银盐溶液和还原剂溶液同时加入到分散剂溶液中进行还原反应,调整反应溶液的pH,然后经过滤、清洗后加入酒精、包覆剂,再经烘干、粉碎、筛分后即可制得粒径在1.1~1.2um的银粉,由该方法制得的银粉具有较高振实密度、较高分散性、较好球形度等优良性能,性能优良的该银粉可有效提高了硅太阳能电池的光电转化效率,从而可减少主栅浆料银的使用量且能提高主栅浆料的焊接性,但专利中并未记载银粉涉及焊接性能的任何数据,因此,其焊接性能还有待验证。
在实际应用过程中,部分银浆企业为了提升焊接拉力、扩宽焊接窗口,在部分方案中采用不同粒度分布与形貌的混合粉体,或通过添加其他金属粉体制备银浆来解决上述问题。例如,公开号为CN106229031A的发明专利,通过将片状银粉和纳米银粉的混合,制备的太阳电池背面银浆具有背面拉力可达到4N以上、焊接性能强、使用寿命长的特点。公开号为CN115579189A的发明专利,通过在低温银浆中添加一定量的纳米铋粉,可使银浆的焊接拉力得到大幅提高。公开号为CN113284645A的发明专利,通过在纳米银粉中添加一定质量的微米锡基料粉粒,然后与还原剂、分散剂、稀释剂混合均匀后,可用于解决现有纳米银膏在无压焊接时堆垛密度低、孔隙率高、体积收缩剧烈、易出现裂纹、界面焊合率低的问题,进而提高了焊接部位的力学性能与可靠性。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中,通过不同银粉的混合复配或在银浆中添加其它金属粉体的方法,造成的生产过程复杂且成本较高的问题,而提供了一种高焊接拉力用混合银粉及其制备方法,在液相还原制备银粉的反应体系中加入两种分散性能的分散剂,利用分散作用的不同,由此可以获得尺寸两级分化且占比不同的大小混合银粉。进一步,通过大小混合银粉获得球片混合银粉。
本发明通过下述技术方案实现:一种高焊接拉力用混合银粉的制备方法,分别制备含银氧化剂的溶液和还原剂溶液,然后在搅拌状态下,将含银氧化剂的溶液和还原剂溶液在分散剂存在的情况下进行反应,反应结束后,将反应液分离、洗涤和改性,采用机械球磨法制得球片混合银粉,
所述分散剂至少包括两种分散性能不同的分散剂,
所述球片混合银粉满足:类球粉为20~90%,其电镜尺寸≤1µm;片粉为10~80%,其电镜尺寸≤6µm。
所述分散剂包括分散剂A和分散剂B,分散剂A选自丁二酸、油酸钠、硬脂酸钠、山梨酸、甲基纤维素、羧甲基纤维素或羟丙基纤维素中的一种;分散剂B选自阿拉伯胶、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇或聚乙烯亚胺中的一种。
所述分散剂A的用量为含银氧化剂中银含量的0.05~3%。
所述分散剂B的用量为含银氧化剂中银含量的0.1~8%。
将分散剂A加入含银氧化剂的溶液中制得含银氧化剂的分散溶液后,再与还原剂溶液同时加入含有分散剂B的分散水溶液中进行反应;或者将含银氧化剂的溶液和还原剂溶液同时加入含有分散剂A和分散剂B的分散水溶液中进行反应。
所述分散水溶液中,同时加入还原剂溶液、含银氧化剂的溶液/含银氧化剂的分散溶液的时间为5~30min。
所述含银氧化剂的溶液是将含银氧化剂溶于水中,恒温搅拌而制得,含银氧化剂选自氯化银、碳酸银、氧化银、硝酸银中的至少一种。
所述还原剂溶液是将还原剂溶于水中,恒温搅拌而制得,控制还原剂溶液中还原剂的浓度为15~210g/L,还原剂选自甲醛、硼氢化钠、抗坏血酸、水合肼、三乙醇胺和双氧水中的至少一种。
所述机械球磨法采用氧化锆磨球,其质量比为1∶2~10;直径为0.3~5.0mm。
一种高焊接拉力用混合银粉,采用上述方法制备得到。
本发明与现有技术相比,具有以下优点及有益效果:
(1)本发明通过制备球片混合银粉可以获得具有高焊接力的银浆,其制备过程区别于现有采用两种不同粒径银粉混合或添加其他金属粒子来制备混合银粉的方法,而是直接采用液相还原工艺,利用不同水溶性分散剂的分散作用,使氧、氮等原子与银的相互作用不同,即可制备得到尺寸两级分化的银粉,银粉的粒径大小和占比均可根据分散剂的类型选择和用量控制来实现,制备过程简单且易实现。
(2)本发明方法的工艺流程简单,采用液相还原反应,制备过程中只需简单搅拌,再经后续分离、洗涤、改性、干燥和机械球磨或机械球磨和干燥即可完成,设备结构及控制简单,成本低。
(3)本发明方法通过合理筛选不同的分散剂A和分散剂B的组合,根据不同水溶性分散剂的溶解程度以及分散剂分子中的氧、氮等原子与银粒子表面的原子配位作用不同而去搭配不同分散剂,再通过调整用量来改变大小粉的比例,可以实现银粉粒径和占比的有效控制,提高生产效率,易实现批量生产。
综上所述,本发明公开了一种能直接大量稳定合成高焊接拉力用的球片混合银粉的方法,采用液相还原法,根据不同类型的分散剂的组合使用和用量控制,即可获得尺寸两级分化且占比不同的球片混合银粉,制备工艺简单易控制,生产成本低。
附图说明
图1是本发明实施例1中银粉1#的电镜图。
图2为本发明实施例1中银粉1#的粒度分布曲线图。
图3是本发明实施例2中银粉2#的电镜图。
图4为本发明实施例2中银粉2#的粒度分布曲线图。
图5是本发明实施例3中银粉3#的电镜图。
图6为本发明实施例3中银粉3#的粒度分布曲线图。
图7是本发明实施例4中银粉4#的电镜图。
图8为本发明实施例4中银粉4#的粒度分布曲线图。
图9是本发明对比例1中银粉5#的电镜图。
图10为本发明对比例1中银粉5#的粒度分布曲线图。
图11是本发明对比例2中银粉6#的电镜图。
图12为本发明对比例2中银粉6#的粒度分布曲线图。
图13为本发明实施例1中球片混合银粉AB-1的电镜图。
图14为本发明实施例2中球片混合银粉AB-2的电镜图。
图15为本发明实施例3中球片混合银粉AB-3的电镜图。
图16为本发明实施例4中球片混合银粉AB-4的电镜图。
图17为本发明实施例5中球片混合银粉AB-5的电镜图。
图18为本发明实施例6中球片混合银粉AB-6的电镜图。
具体实施方式
下面将本发明的发明目的、技术方案和有益效果作进一步详细的说明。
应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对所要求的本发明提供进一步的说明,除非另有说明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
本发明旨在提供一种适用于高焊接拉力用混合银粉,即球片混合银粉。现有技术如CN106229031A、CN115579189A和CN113284645A虽然提供了一种高焊接性能的银粉,但其制备方法分别是采用两种粒径不同的银粉进行混合,或采用银粉和纳米铋粉/微米锡基料粉粒混合来进行制备,其制备步骤复杂,且生产成本高,并不利于工业化的大规模生产。本发明所述球片混合银粉是采用液相还原法一步而制得,其实质是在液相还原氧化银的过程中,利用不同类型的分散剂的组合,在特定的分散状态下,使分子中的氧、氮等原子与银粒子表面的原子配位,形成紧密的吸附层,亲油基则使得银粒子很好的悬浮在溶液中,从而在液相还原过程中获得尺寸两级分化的银粉,并由此获得不同占比的大小混合银粉。
本发明的技术方案可进一步的概括如下:
首先,分别制备含银氧化剂的溶液和还原剂溶液,其中,含银氧化剂的溶液的制备是将含银氧化剂溶于水中,于20~70℃下恒温搅拌而制得,采用的含银氧化剂可列举的如:氯化银、碳酸银、氧化银、硝酸银中的至少一种。还原剂溶液的制备是将还原剂溶于水中,于20~70℃恒温搅拌而制得,其中还原剂的浓度控制在15~210g/L,所选的还原剂可列举的如:甲醛、硼氢化钠、抗坏血酸、水合肼、三乙醇胺和双氧水中的至少一种。
其次,再制备分散水溶液,分散水溶液可以是在20~70℃的恒温水中依次加入分散剂A和分散剂B搅拌而制得,所选分散剂A可列举的包括:丁二酸、油酸钠、硬脂酸钠、山梨酸、甲基纤维素、羧甲基纤维素或羟丙基纤维素中的一种;分散剂B可列举的包括:阿拉伯胶、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇或聚乙烯亚胺中的一种。亦可以仅在20~70℃的恒温水中仅加入分散剂B,并恒温搅拌,制得含有分散剂B的分散水溶液,将分散剂A加入上述含银氧化剂的溶液中制得含银氧化剂的分散溶液。
然后,在100~1000rpm的搅拌状态下,将上述含银氧化剂的溶液和还原剂溶液在5~30min内同时加入分散水溶液(此时分散水溶液中含有分散剂A和分散剂B,当分散水溶液中仅含有分散剂B时,则加入含银氧化剂的分散溶液和还原剂溶剂)中进行反应,分散水溶液、含银氧化剂的溶液和还原剂溶液的体积比为通常为1~4.5∶1~4.5∶1~2,待反应结束后,再将反应液固液分离、洗涤和改性,然后经干燥和机械球磨或机械球磨和干燥制得球片混合银粉。本发明采用机械球磨法能够将制备的银粉中的大粉体部分片化,且得到的片粉电镜尺寸不超过6µm,可继续片化,因此,制得的球片混合银粉满足:类球粉为20~90%,其电镜尺寸≤1µm;片粉为10~80%,其电镜尺寸≤6µm,且可以满足太阳能银浆、电子浆料等的使用。
为实现银粉中大小粒径及其占比的有效控制,在制备过程中,还需要进一步的在上述分散剂A和分散剂B中选择特定的分散剂进行组合,并根据不同分散剂组合的用量,实现大小粉体的形成和比例的控制。具体的,从分散剂A和分散剂B的选择和不同组合出发,可以在液相还原过程中实现大小混合粉体的合成,通常,丁二酸、油酸钠、硬脂酸钠、山梨酸、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素等水溶性分散剂与银源中银作用力较强,容易制备较细的颗粒;而其他类型的分散剂与银源作用力弱,分散剂控制粒度效果略差,制备颗粒相对较大,如阿拉伯胶、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯亚胺等。从分散剂A和分散剂B的用量出发,可以进一步的控制混合粉体中大小粒径的比例。因此在本发明中,可以通过在分散水溶液中,控制分散剂A的浓度为0.04~14g/L,以及分散剂A的用量为含银氧化剂中银含量的0.05~3%,控制分散剂B的浓度为0.09~37g/L,以及分散剂B的用量为含银氧化剂中银含量的0.1~8%,由此来实现,其控制方式简单易操作。另外,在分散水溶液、含银氧化剂的溶液和还原剂溶液的制备过程中,均采用恒温控制,还可以进一步的减小温度对粉体的影响,因此,在实际生产时,各溶液的温度可进行统一,并易于控制。
本发明在反应结束后,还需要对反应液进行固液分离、洗涤和改性,可在改性后以湿粉或者干粉两种形式进行粉体片化,即先对大小混合银粉干燥后再采用机械球磨,或先采用机械球磨再进行干燥。具体的,固液分离具体可采用抽滤、离心或者倾倒。洗涤是在倾倒、离心或者抽滤等方式去除液相后,用去离子水反复多次洗涤粉体,直至洗涤液电导率低于一定值为止。改性可利用含有亲水基和亲油基的物质将粉体包覆起来,防止放置过程中发生粘连。干燥是将改性后的粉体置于50~80℃的恒温烘箱中,干燥时间12~24h,具体干燥时长视烘干温度、粉体含水量而定。
进一步的,本发明所述机械球磨法是以改性后制备的大小混合银粉为前体,采用机械球磨法处理混合粉,在球磨的过程中,银粉与研磨球碰撞,导致银粉片化。同等条件下,银粉粒径越大,越容易或者说相对较快的片化。具体的,机械球磨法采用氧化锆磨球,银粉和氧化锆的质量比为1∶2~10;氧化锆直径为0.3~5.0mm。
在机械球磨法中,由于磨损增加,虽然可以减小银粉的粒径,但对银粉的粒径几乎无影响,即使有影响也可以忽略,因为本发明方法制备的粒径不同的大小混合银粉,是通过不同分散剂的不同作用而产生的,与球磨工艺无关。
下面以几个典型实施例来列举说明本发明的具体实施方式,当然,本发明的保护范围并不局限于以下实施例。(因其他需要,以下实施例的粉体片化均是在粉体干燥后进行。)
实施例1:制备球片混合银粉AB-1
S1.制备硝酸银溶液:准确称取硝酸银1583.3g溶于8L去离子水中,搅拌并恒温在40℃。
S2.制备抗坏血酸溶液:准确称取抗坏血酸933.3g溶于8L去离子水中,搅拌并恒温在40℃。
S3.制备分散水溶液:准确称取1000g去离子水,搅拌并恒温在40℃,向其中加入9g甲基纤维素,同时加入12g聚乙烯吡咯烷酮搅拌1h。
S4.在一定的搅拌速度下,将上述硝酸银溶液和抗坏血酸溶液在15min内同时加入分散水溶液中进行反应,反应结束后,固液分离出银粉,经洗涤、改性、干燥银粉#1。
S5.将100g银粉#1与1000g φ2mm氧化锆球投入聚四氟乙烯球磨罐中,并放入行星式球磨机,设定频率为25Hz,球磨1h。
S6.将球磨后的混合物(磨球与银粉)使用200目筛网筛分,得到球片混合银粉AB-1。
实施例2:制备球片混合银粉AB-2
S1.制备含硝酸银的分散溶液:准确称取硝酸银1583.3g溶于8L去离子水中,搅拌并恒温在30℃,向其中加入15g甲基纤维素,继续搅拌1h。
S2.制备抗坏血酸溶液:准确称取抗坏血酸933.3g溶于8L去离子水中,搅拌并恒温在30℃。
S3.制备分散水溶液:准确称取800g去离子水,搅拌并恒温在30℃,向其中加入10g聚乙二醇,继续搅拌1h。
S4.在一定的搅拌速度下,将上述硝酸银的分散溶液和抗坏血酸溶液在15min内同时加入分散水溶液中进行反应,反应结束后,固液分离出银粉,经洗涤、改性、干燥后获得银粉#2。
S5.将100g银粉#2与900g φ3mm氧化锆球投入聚四氟乙烯球磨罐中,并放入行星式球磨机,设定频率为25Hz,球磨0.2h。
S6.将球磨后的混合物(磨球与银粉)使用200目筛网筛分,得到球片混合银粉AB-2。
实施例3:制备球片混合银粉AB-3
S1.制备含硝酸银的分散溶液:准确称取硝酸银2375.0g溶于15L去离子水中,搅拌并恒温在30℃,向其中加入9g甲基纤维素,继续搅拌1h。
S2.制备抗坏血酸溶液:准确称取抗坏血酸1500g溶于15L去离子水中,搅拌并恒温在30℃。
S3.制备分散水溶液:准确称取1500g去离子水,搅拌并恒温在30℃,向其中加入7.5g聚乙烯吡咯烷酮,继续搅拌1h。
S4.在一定的搅拌速度下,将上述硝酸银的分散溶液和抗坏血酸溶液在20min内同时加入分散水溶液中进行反应,反应结束后,固液分离出银粉,经洗涤、改性、干燥后获得银粉#3。
S5.将100g银粉#3与200g φ2mm氧化锆球投入聚四氟乙烯球磨罐中,并放入行星式球磨机,设定频率为30Hz,球磨5h。
S6.将球磨后的混合物(磨球与银粉)使用200目筛网筛分,得到球片混合银粉AB-3。
实施例4:制备球片混合银粉AB-4
S1.制备含硝酸银的分散溶液:准确称取硝酸银2375.0g溶于15L去离子水中,搅拌并恒温在40℃,向其中加入12g甲基纤维素,继续搅拌1h。
S2.制备抗坏血酸溶液:准确称取抗坏血酸1500g溶于15L去离子水中,搅拌并恒温在40℃。
S3.制备分散水溶液:准确称取1500g去离子水,搅拌并恒温在40℃,向其中加入15g明胶,继续搅拌1h。
S4.在一定的搅拌速度下,将上述硝酸银的分散溶液和抗坏血酸溶液在30min内同时加入分散水溶液中进行反应,反应结束后,固液分离出银粉,经洗涤、改性、干燥后获得银粉#4。
S5.将100g银粉#4与800g φ4mm氧化锆球投入聚四氟乙烯球磨罐中,并放入行星式球磨机,设定频率为15Hz,球磨2h。
S6.将球磨后的混合物(磨球与银粉)使用200目筛网筛分,得到球片混合银粉AB-4。
对比例1:
S1.制备硝酸银溶液:准确称取硝酸银1583.3g溶于8L去离子水中,搅拌并恒温在40℃。
S2.制备抗坏血酸溶液:准确称取抗坏血酸933.3g溶于8L去离子水中,搅拌并恒温在40℃。
S3.制备分散水溶液:准确称取1000g去离子水,搅拌并恒温在40℃,向其中加入9g甲基纤维素搅拌1h。
S4.在一定的搅拌速度下,将上述硝酸银溶液和抗坏血酸溶液在15min内同时加入分散水溶液中进行反应,反应结束后,固液分离出银粉,经洗涤、改性、干燥后获得银粉#5。
S5.将100g银粉#5与1000g φ2mm氧化锆球投入聚四氟乙烯球磨罐中,并放入行星式球磨机,设定频率为25Hz,球磨1h。
S6.将球磨后的混合物(磨球与银粉)使用200目筛网筛分,得到球片混合银粉AB-5。
对比例2:
S1.制备含硝酸银的分散溶液:准确称取硝酸银1583.3g溶于8L去离子水中,搅拌并恒温在30℃,向其中加入15g聚乙二醇,继续搅拌1h。
S2.制备抗坏血酸溶液:准确称取抗坏血酸933.3g溶于8L去离子水中,搅拌并恒温在30℃。
S3.制备分散水溶液:准确称取800g去离子水,搅拌并恒温在30℃,向其中加入10g聚乙二醇,继续搅拌1h。
S4.在一定的搅拌速度下,将上述硝酸银的分散溶液和抗坏血酸溶液在15min内同时加入分散水溶液中进行反应,反应结束后,固液分离出银粉,经洗涤、改性、干燥后获得银粉#6。
S5.将100g银粉#6与900g φ3mm氧化锆球投入聚四氟乙烯球磨罐中,并放入行星式球磨机,设定频率为25Hz,球磨0.2h。
S6.将球磨后的混合物(磨球与银粉)使用200目筛网筛分,得到球片混合银粉AB-6。
将上述实施例1至实施例4、对比例1和对比例2制得的银粉#1~#6,进行粉体粒度和比表测试,测试结果见下表1所示。
表1实施例和对比例的银粉测试数据表
由表1的结果可知,本发明实施例1至实施例4中,通过在液相还原法中使用分散剂A和分散剂B的组合使用,合成的银粉#1~#4粒径分布较宽。而在对比例1和对比例2中,由于未采用上述分散剂的组合,合成的银粉#5和#6的粒径较为集中或粉体粒径分布较窄,并无明显两极分化,因此,无法达到大小混合银粉同时合成的目的。
进一步参见图1至图8所示,即银粉#1~#4的电镜图和粉体粒径分布曲线可知,粉体尺寸存在两极分化,是大小混合银粉,通过电镜图可知本申请合成的银粉分散性较好,且粉体中大小粉的比例和粒径,可通过复合分散剂种类、用量、添加位置等方式来进行调整。参见图9至图12所示,为银粉#5和#6的电镜图和粉体粒径分布曲线,银粉粒径较为集中,并未见明显的粉体尺寸的两级分化。
本发明的球片混合银粉是基于大小混合银粉采用机械球磨法而制得,通过对上述实施例1至实施例4的球片混合银粉AB-1~AB-4,对比例1和对比例2的球片混合银粉AB-5和AB-6,以相同的配方制得的银浆进行焊接拉力性能测试,将一系列数据去除最大值和最小值,剩余数据取平均值,得到焊接拉力性能测试结果,测试结果见下表2所示。
表2 实施例和对比例的焊接拉力性能数据表
由上表2的结果可知,本发明首次通过制备大小混合银粉并进一步球磨片化制得球片混合银粉,银粉片化后,片状银粉在堆积过程中形成横向的面接触和纵向的面接触,接触的更加紧密,烧结后的导电膜或者栅线的致密性提高,使得其焊接拉力提高,因此,银浆的焊接拉力得到提高,相比普通银浆,球片混合银粉的 焊接拉力提高了1倍以上。
进一步参见图13至图16,即球片混合银粉AB-1~AB-4的电镜图,可见,AB-1~AB-4均为小球粉与一定量片粉的组合,粉体的分散性较好,粉体间的空隙极少,致密性较好。参见图17至图18,即球片混合银粉AB-5和AB-6的电镜图,可见,AB-5为大球粉与片粉的组合,粉体间的间隙较多,致密性较差;AB-6为小球粉与极少片粉的组合,粉体分散性差,片粉少,导致粉体接触不紧密,间隙较多。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明做任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化,均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种混合银粉的制备方法,其特征在于:分别制备含银氧化剂的溶液和还原剂溶液,然后在搅拌状态下,将含银氧化剂的溶液和还原剂溶液在分散剂存在的情况下进行反应,反应结束后,将反应液分离、洗涤和改性,采用机械球磨法制得球片混合银粉,
所述分散剂包括分散剂A和分散剂B,分散剂A选自丁二酸、油酸钠、硬脂酸钠、山梨酸、甲基纤维素、羧甲基纤维素或羟丙基纤维素中的一种;分散剂B选自阿拉伯胶、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇或聚乙烯亚胺中的一种;
所述分散剂A的用量为含银氧化剂中银含量的0.05~3%,所述分散剂B的用量为含银氧化剂中银含量的0.1~8%;
所述改性是利用含有亲水基和亲油基的物质将粉体包覆起来,防止放置中发生粘连;
所述球片混合银粉满足:类球粉为20~90%,其电镜尺寸≤1µm;片粉为10~80%,其电镜尺寸≤6µm。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:将分散剂A加入含银氧化剂的溶液中制得含银氧化剂的分散溶液后,再与还原剂溶液同时加入含有分散剂B的分散水溶液中进行反应;或者将含银氧化剂的溶液和还原剂溶液同时加入含有分散剂A和分散剂B的分散水溶液中进行反应。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:所述分散水溶液中,同时加入还原剂溶液、含银氧化剂的溶液/含银氧化剂的分散溶液的时间为5~30min。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述含银氧化剂的溶液是将含银氧化剂溶于水中,恒温搅拌而制得,含银氧化剂选自氯化银、碳酸银、氧化银、硝酸银中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述还原剂溶液是将还原剂溶于水中,恒温搅拌而制得,控制还原剂溶液中还原剂的浓度为15~210g/L,还原剂选自甲醛、硼氢化钠、抗坏血酸、水合肼、三乙醇胺和双氧水中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述机械球磨法采用氧化锆磨球,其质量比为1∶2~10;直径为0.3~5.0mm。
7.一种混合银粉,其特征在于:采用权利要求1~6任一项所述方法制备得到。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008088453A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Dowa Holdings Co Ltd 銀粉およびその製造方法
CN112475311A (zh) * 2020-10-30 2021-03-12 山东建邦胶体材料有限公司 一种粒径可精确控制的类球形银粉及其制备方法
CN112570728A (zh) * 2020-12-10 2021-03-30 长沙新材料产业研究院有限公司 一种片状银粉及其制备方法和应用
CN114178543A (zh) * 2021-12-15 2022-03-15 苏州银瑞光电材料科技有限公司 一种类球形银粉的制备方法
CN114850480A (zh) * 2022-05-28 2022-08-05 中船重工黄冈贵金属有限公司 一种触摸屏银浆用高导电性片状银粉的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008088453A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Dowa Holdings Co Ltd 銀粉およびその製造方法
CN112475311A (zh) * 2020-10-30 2021-03-12 山东建邦胶体材料有限公司 一种粒径可精确控制的类球形银粉及其制备方法
CN112570728A (zh) * 2020-12-10 2021-03-30 长沙新材料产业研究院有限公司 一种片状银粉及其制备方法和应用
CN114178543A (zh) * 2021-12-15 2022-03-15 苏州银瑞光电材料科技有限公司 一种类球形银粉的制备方法
CN114850480A (zh) * 2022-05-28 2022-08-05 中船重工黄冈贵金属有限公司 一种触摸屏银浆用高导电性片状银粉的制备方法

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