CN116967461A - 一种高分散、低烧损的超细银粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高分散、低烧损的超细银粉及其制备方法，包括以下步骤：首先配制硝酸银溶液A，还原溶液B，还原底液C，控制各溶液温度18‑28℃；然后同时将硝酸银溶液A和还原剂溶液B以0.6L/s的速度加入还原底液C中进行反应，整个过程持续搅拌，待硝酸银溶液A和还原溶液B完全加入还原底液C后，立马加入适量沉降剂，继续搅拌5min，终止反应，得到银粉悬浮液；再通过离心、洗涤、乳化改性、烘干、破粉、过筛工艺得到改性银粉，最后通过气流粉碎即可得到目标超细银粉；适用于5G通讯、半导体、晶硅太阳能电池等多种电子浆料产品。
Description
技术领域
本发明属于贵金属超细银粉制备与电子浆料应用技术领域，具体涉及一种高分散、低烧损的超细银粉及其制备方法。
背景技术
银粉是电子工业应用中一种常见的金属粉末，具有优异的导热导电性能，被广泛应用于汽车玻璃热线银浆、固体钽电容器专用银浆、真空荧光显示屏用银浆、半导体陶瓷电容器专用银浆、导电胶、电磁屏蔽等电子浆料领域。
超细银粉是一种粒径处于纳米到亚微米级间的银粉，具有烧结活性高、烧结银层致密、比表面积及形貌可控等特点，广泛应用于5G通讯、半导体、晶硅太阳能电池等电子工业中。
目前生产超细银粉的主要方法有：气相法、液相化学还原法和固相法，其中，气相法能耗大、投资大、产率低；固相法制备的超细银粉粒径偏大且粒径分布范围宽广；液相化学还原法由于操作工艺简单，投入小，产出大，损耗少，性能好而成为目前最广泛的制备方法。液相化学还原法制备超细银粉的原理是用还原剂把银从它的盐或配合物水溶液或有机体系中以粉末形式沉积出来。
目前已有相关的研究：
公开号为CN107661986A的中国发明专利申请，公开了一种大批量制备高分散高球形度超细银粉的方法，该方法在20-30℃温度下，以维C为还原剂，通过添加碱液调节反应溶液pH值为8.0-14.0，得到了粒径为0.3-3.0μm，振实密度高于4.0g/cm3、烧损低于0.7％的超细银粉。
公开号为CN112264629A的中国发明专利申请，公开了一种低成本高分散银粉的制备方法及其应用，该方法在10-40℃温度下，以维C为还原剂，通过添加氨水调节含银溶液pH值为8.5-10.0，得到了粒径均一、分散性较好，银颗粒粒径为0.4-0.8μm，比表面积1.1-1.7m2/g的超细银粉。
公告号为CN113399678B的中国发明专利，公开了一种低成本高分散超细银粉的制备方法，该方法在30-60℃温度下，以抗坏血酸或葡萄糖或甲醛为还原剂，采用特殊洗涤工艺，得到了粒径为0.2-1.2μm，振实密度4.5-5.5g/cm3的高分散超细银粉。
上述报道的制备超级银粉的方法存在一些不足，或者在反应中需要调节pH、反应温度高能耗大、过程繁琐、反应时间较长；或者得到的超细银粉粒径分布广；或者使用分散剂过多造成银粉清洗困难，导致银粉烧损率偏高，影响超细银粉使用性能。此外，反应后的银粉固液分离较困难，超细粉体的洗涤和过滤工艺目前仍是制约液相还原法生产超细粉体效率的主要因素。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种高分散、低烧损的超细银粉及其制备方法，所制备的超细银粉粒径均一、分散性好，适合用在5G通讯及滤波器银浆、晶硅太阳能电池银浆等高温烧结型银浆中，能展现出优异性能，该方法通过在银盐溶液中添加碱性物质，使其生成Ag2O的晶核，同时在还原剂中加入碱性物质提高还原剂的还原性，使银盐溶液与还原剂反应生成的银粉生长符合“爆发成核-缓慢生长”的Lamer模型，制备出的银粉粒径集中度更高；此外，通过向反应结束后的反应液中添加沉降剂，使银粉形成软团聚，更容易聚沉且不易透过滤布，解决了银粉在洗涤过程中固液分离较困难的问题，提高了生产效率；所用工艺机械自动化程度高，可批次大量连续生产超细银粉，对环境污染小。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种高分散、低烧损的超细银粉的制备方法，包括如下步骤：
1)分别在三个不锈钢反应釜中配制硝酸银溶液A、还原溶液B和还原底液C：
硝酸银溶液A的配制：配制质量浓度为320g/L-640g/L的硝酸银溶液，然后将碱性物质迅速加入到硝酸银溶液中，搅拌混合均匀，控制硝酸银溶液温度18-28℃；其中，碱性物质的加入量为硝酸银质量的0.4％-1.7％；
还原溶液B的配制：称取60％质量的还原剂和60％质量的分散剂，配制还原剂质量浓度为10g/L-248g/L的还原剂溶液B，然后将碱性物质迅速加入到还原剂溶液B中，搅拌混合均匀，控制还原剂溶液温度18-28℃；其中，碱性物质的加入量为硝酸银质量的6％-11％；
还原底液C的配制：称取40％质量的还原剂和40％质量的分散剂，配制还原剂质量浓度为3.5g/L-41g/L的还原底液C，搅拌混合均匀，控制还原剂溶液温度18-28℃；所述的分散剂为***树胶、十二烷基硫酸钠、明胶、柠檬酸、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、瓜尔豆胶、苯并三氮唑、山梨醇、聚丙烯酸钠中的一种或多种混合体，混合时为任意比例，加入量为硝酸银质量的1～5％；
所述碱性物质为质量分数25％的氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠中的一种；还原溶液B或还原底液C中所述的还原剂为维生素C、甲醛溶液中的一种，用量为理论摩尔量的1.23倍，并且还原溶液B与硝酸银溶液A等体积等添加流速；
2)反应阶段：同时打开硝酸银溶液A和还原溶液B反应釜阀门，将硝酸银溶液A和还原溶液B以0.6L/s的速度加入还原底液C中进行反应，整个过程持续搅拌，待硝酸银溶液A和还原溶液B完全加入还原底液C后，马上加入沉降剂，继续搅拌5min，终止反应，得到银粉悬浮液；其中，沉降剂的加入量为硝酸银质量的0.2％-0.5％，沉降剂为胺类物质或己二酸；
3)将步骤2)得到的银粉悬浮液放入离心装置中进行固液分离，得到软团聚的银粉，然后将软团聚的银粉倒入洗涤釜中，加入相当于软团聚的银粉质量1-2倍的45℃温水搅拌洗涤30min，然后通过离心装置进行固液分离；
4)向离心装置中不断通入去离子水对步骤3)得到的银粉进行离心洗涤，直至洗涤后的水电导率小于30μS/cm，停止通入去离子水，再离心10min得到含少量水的银粉；
5)乳化过程：将步骤4)得到的含少量水的银粉转移到乳化机中，称取银粉质量0.1％-0.5％的改性助剂溶于相当于银粉质量5％-10％的酒精中，然后将其倒入乳化机中对银粉进行乳化改性，充分搅拌分散成均匀的浆状；所述的改性剂为油酸或者硬脂酸，或者选自酰胺类物质或醇类物质中的一种；
6)将步骤5)得到的浆状银粉转移到干燥盘并置于60℃鼓风干燥箱干燥15h，然后破粉10s，过300目筛；
7)将步骤6)得到的银粉在气流磨设备中进行气流粉碎即得到高分散、低烧损的超细银粉，其电镜图片形貌为分散均匀的类球形，D50粒径在0.4-1.2μm之间调控，振实密度为4.0-5.0g/cm3，烧损率≤0.5％，比表面积1.100-2.100m2/g。
本发明中：
步骤1)中，所述碱性物质，优选质量分数25％的氨水或氢氧化钠；所述还原溶液B或还原底液C中的还原剂为维生素C、甲醛溶液中的一种，用量为理论摩尔量的1.23倍，并且还原溶液B与硝酸银溶液A等体积等添加流速；银盐溶液中添加碱性物质使其生成Ag2O的晶核设计、还原剂中加入碱性物质提高还原剂的还原性的设计、还原溶液B与硝酸银溶液A等体积等添加流速的设计，使银盐溶液与还原剂反应生成的银粉生长符合“爆发成核-缓慢生长”的Lamer模型，有效保障了反应体系中各部分浓度的一致性，使制备出的银粉粒径集中度更高，降低了生产质量问题。
步骤1)中，所述分散剂，优选***树胶、十二烷基硫酸钠、明胶、柠檬酸、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、瓜尔豆胶，分散剂能有效控制银粉颗粒的生长形貌和粒径大小，防止银粉颗粒间的硬团聚。
步骤2)中，所述沉降剂为胺类物质或己二酸，沉降剂能使多个银粉小颗粒间形成软团聚成为银粉粗颗粒，使银粉颗粒在反应液中更容易聚沉且不易透过离心滤布，解决了银粉在反应和洗涤过程中固液分离较困难、生产效率低的问题。
步骤5)中，所述的改性剂，优选油酸或硬脂酸，改性剂能吸附在银粉颗粒表面，对银粉颗粒表面进行修饰改性，增强银粉与银浆载体的匹配性，提高银浆使用性能；所述的充分搅拌，是搅拌5min。
步骤7)中，所述气流磨设备中进行气流粉碎，其中气流磨工艺进料速度为45kg/h，气磨压力采用0.7-0.8Mpa的干燥压缩空气，气流磨工艺可以分散银粉颗粒之间的微观软团聚且对银粉颗粒表面进行气磨修饰，使银粉颗粒球形度更高。
本发明还涉及一种高分散、低烧损的超细银粉，采用上述一种高分散、低烧损的超细银粉的制备方法得到，该超细银粉的电镜图片形貌为分散均匀的类球形，D50粒径在0.4-1.2μm之间调控，振实密度为4.0-5.0g/cm3，烧损率≤0.5％，比表面积1.100-2.100m2/g，适用于5G通讯、半导体、晶硅太阳能电池等多种电子浆料产品中。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明所述的一种高分散、低烧损的超细银粉的制备方法，生产过程中无需调节pH及温度，常温下即可反应完全，降低了反应能耗；此外，本发明制备方法与传统工艺相比，过程相对简单，反应时间较短，极大提高了生产效率，节约了生产成本。
2、本发明所述的一种高分散、低烧损的超细银粉的制备方法，通过制备Ag2O的晶核、通过加入碱性物质提高还原剂还原性、通过还原溶液B与硝酸银溶液A等体积等添加流速的设计，优化了反应过程各反应原料的添加方式，使银盐溶液与还原剂反应生成的银粉生长符合“爆发成核-缓慢生长”的Lamer模型，有效保障了反应体系中各部分浓度的一致性，使制备出的银粉粒径集中度更高，降低了生产质量问题。
3、本发明所述的一种高分散、低烧损的超细银粉的制备方法，采用的分散剂都是易溶的水溶性分散剂且用量较少，通过45℃温水洗涤就能较易清洗去除，与传统的超细银粉相比，本发明制备的超细银粉烧损率较低，并且用温水替代传统的甲醇或乙醇洗涤银粉，生产成本更低、更环保。
4、本发明所述的一种高分散、低烧损的超细银粉，本发明制备方法采用沉降剂使多个银粉小颗粒间形成软团聚成为银粉粗颗粒，从而使得银粉颗粒在反应液中更容易聚沉且不易透过离心滤布，解决了银粉在反应和洗涤过程中固液分离较困难、生产效率低的问题。
附图说明
图1是本发明实施例3中制备得到的超细银粉电镜图(图1a是实施例3中制备得到的超细银粉放大5000倍电镜图；图1b是实施例3中制备得到的超细银粉放大20000倍电镜图)。
具体实施方式
以下通过实施例进一步详细描述本发明，但这些实施例不应认为是对本发明的限制。如无特别说明，本申请的实施例中的原料和设备均通过商业途径购买，实施例中的方法，如无特殊说明，均为本领域的常规方法。
实施例1：
一种高分散、低烧损的超细银粉的制备方法，包括如下步骤：
1)分别在三个不锈钢反应釜中配制硝酸银溶液A、还原溶液B和还原底液C：
硝酸银溶液A的配制：称取48kg硝酸银加入反应釜A中，再加入75L去离子水搅拌溶解，然后将650g氨水(25％)迅速加入到硝酸银溶液中，搅拌混合均匀，控制硝酸银溶液温度26±2℃；
还原溶液B的配制：向反应釜B中加入75L去离子水，再称取4.27kg含量37％的甲醛溶液、0.288kg明胶和1.008kg苯丙三氮唑加入反应釜B中搅拌溶解，然后称取5kg碳酸钠加入到反应釜B中，搅拌溶解混合均匀，控制还原剂溶液温度26±1℃；
还原底液C的配制：向反应釜B中加入300L去离子水，再称取2.85kg含量37％的甲醛溶液、0.192g明胶和0.672kg苯丙三氮唑加入反应釜B中搅拌溶解，控制还原剂溶液温度26±2℃；
2)反应阶段：同时打开硝酸银溶液A和还原溶液B反应釜阀门，将硝酸银溶液A和还原溶液B以0.6L/s的速度加入还原底液C中进行反应，整个过程持续搅拌，待硝酸银溶液A和还原溶液B完全加入还原底液C后，立马加入240g己二酸(提前用300g酒精溶解好)，继续搅拌5min，终止反应，得到银粉悬浮液；
3)将步骤2)得到的银粉悬浮液放入离心装置中进行固液分离，得到软团聚的银粉，然后将银粉倒入洗涤釜中，加入50L 45℃温水搅拌洗涤30min，然后通过离心装置进行固液分离；
4)向离心装置中不断通入去离子水对步骤3)得到的银粉进行离心洗涤，直至洗涤后的水电导率小于30μS/cm，停止通入去离子水，再离心10min得到含少量水的银粉；
5)乳化过程：将步骤4)得到的银粉转移到乳化机中，称取90.9g硬脂酸酰胺溶于2.5kg酒精中，然后将其倒入乳化机中对银粉进行乳化改性，充分搅拌(约5min)分散成均匀的浆状；
6)将步骤5)得到的银粉转移到干燥盘并置于60℃鼓风干燥箱干燥15h，然后破粉10s，过300目筛；
7)将步骤6)得到的银粉在气流磨设备中进行气流粉碎即可得到所需超细银粉。
实施例1制备得到超细银粉30.345kg，产率为99.56％，粒径为：D10～0.254μm、D50～0.413μm、D90～0.701μm，振实密度：4.18g/cm3，比表面积：2.096m2/g，538℃烧损率为0.48％。
实施例2：
一种高分散、低烧损的超细银粉的制备方法，包括如下步骤：
1)分别在三个不锈钢反应釜中配制硝酸银溶液A、还原溶液B和还原底液C：
硝酸银溶液A的配制：称取48kg硝酸银加入反应釜A中，再加入100L去离子水搅拌溶解，然后将540g氨水(25％)迅速加入到硝酸银溶液中，搅拌混合均匀，控制硝酸银溶液温度25±2℃；
还原溶液B的配制：称取18.36kg维C、0.288kg***树胶和0.864kg十二烷基硫酸钠加入反应釜B中，再加入100L去离子水搅拌溶解，然后称取4.5kg氢氧化钠加入到反应釜B中，搅拌溶解混合均匀，控制还原剂溶液温度25±2℃；
还原底液C的配制：称取12.24kg维C、0.192kg***树胶和0.576kg十二烷基硫酸钠加入反应釜B中，再加入300L去离子水搅拌溶解，控制还原剂溶液温度25±2℃；
2)反应阶段：同时打开硝酸银溶液A和还原溶液B反应釜阀门，将硝酸银溶液A和还原溶液B以0.6L/s的速度加入还原底液C中进行反应，整个过程持续搅拌，待硝酸银溶液A和还原溶液B完全加入还原底液C后，立马加入192g十六胺(提前用300g酒精溶解好)，继续搅拌5min，终止反应，得到银粉悬浮液；
3)将步骤2)得到的银粉悬浮液放入离心装置中进行固液分离，得到软团聚的银粉，然后将银粉倒入洗涤釜中，加入50L 45℃温水搅拌洗涤30min，然后通过离心装置进行固液分离；
4)向离心装置中不断通入去离子水对步骤3)得到的银粉进行离心洗涤，直至洗涤后的水电导率小于30μS/cm，停止通入去离子水，再离心10min得到含少量水的银粉；
5)乳化过程：将步骤4)得到的银粉转移到乳化机中，称取90.9g油酸溶于2.0kg酒精中，然后将其倒入乳化机中对银粉进行乳化改性，充分搅拌(约5min)分散成均匀的浆状；
6)将步骤5)得到的银粉转移到干燥盘并置于60℃鼓风干燥箱干燥15h，然后破粉10s，过300目筛；
7)将步骤6)得到的银粉在气流磨设备中进行气流粉碎即可得到所需超细银粉。
实施例2制备得到超细银粉30.370kg，产率为99.64％，粒径为：D10～0.346μm、D50～0.642μm、D90～0.927μm，振实密度：4.32g/cm3，比表面积：1.836m2/g，538℃烧损率为0.41％。
实施例3：
一种高分散、低烧损的超细银粉的制备方法，包括如下步骤：
1)分别在三个不锈钢反应釜中配制硝酸银溶液A、还原溶液B和还原底液C：
硝酸银溶液A的配制：称取48kg硝酸银加入反应釜A中，再加入120L去离子水搅拌溶解，然后将413g氨水(25％)迅速加入到硝酸银溶液中，搅拌混合均匀，控制硝酸银溶液温度24±2℃；
还原溶液B的配制：称取18.36kg维C、0.432kg聚乙烯吡咯烷酮和0.432kg苯并三氮唑加入反应釜B中，再加入100L去离子水搅拌溶解，然后称取4.5kg氢氧化钠加入到反应釜B中，搅拌溶解混合均匀，控制还原剂溶液温度24±2℃；
还原底液C的配制：称取12.24kg维C、0.288kg聚乙烯吡咯烷酮和0.288kg苯并三氮唑加入反应釜B中，再加入300L去离子水搅拌溶解，控制还原剂溶液温度24±2℃；
2)反应阶段：同时打开硝酸银溶液A和还原溶液B反应釜阀门，将硝酸银溶液A和还原溶液B以0.6L/s的速度加入还原底液C中进行反应，整个过程持续搅拌，待硝酸银溶液A和还原溶液B完全加入还原底液C后，立马加入168g己二酸(提前用300g酒精溶解好)，继续搅拌5min，终止反应，得到银粉悬浮液；
3)将步骤2)得到的银粉悬浮液放入离心装置中进行固液分离，得到软团聚的银粉，然后将银粉倒入洗涤釜中，加入60L 45℃温水搅拌洗涤30min，然后通过离心装置进行固液分离；
4)向离心装置中不断通入去离子水对步骤3)得到的银粉进行离心洗涤，直至洗涤后的水电导率小于30μS/cm，停止通入去离子水，再离心10min得到含少量水的银粉；
5)乳化过程：将步骤4)得到的银粉转移到乳化机中，称取30.48g油酸和30.48g硬脂酸溶于2.0kg酒精中，然后将其倒入乳化机中对银粉进行乳化改性，充分搅拌(约5min)分散成均匀的浆状；
6)将步骤5)得到的银粉转移到干燥盘并置于60℃鼓风干燥箱干燥15h，然后破粉10s，过300目筛；
7)将步骤6)得到的银粉在气流磨设备中进行气流粉碎即可得到所需超细银粉。
实施例3制备得到超细银粉30.437kg，产率为99.86％，粒径为：D10～0.513μm、D50～0.855μm、D90～1.217μm，振实密度：4.62g/cm3，比表面积：1.487m2/g，538℃烧损率为0.37％。
图1是实施例3中制备得到的超细银粉电镜图(图1a是制备得到的超细银粉放大5000倍电镜图；图1b是制备得到的超细银粉放大20000倍电镜图)。
实施例4：
一种高分散、低烧损的超细银粉的制备方法，包括如下步骤：
1)分别在三个不锈钢反应釜中配制硝酸银溶液A、还原溶液B和还原底液C：
硝酸银溶液A的配制：称取48kg硝酸银加入反应釜A中，再加入150L去离子水搅拌溶解，然后将289g氢氧化钠迅速加入到硝酸银溶液中搅拌溶解混合均匀，控制硝酸银溶液温度22±2℃；
还原溶液B的配制：称取18.36kg维C、0.144kg瓜尔豆胶和0.432kg聚丙烯酸钠加入反应釜B中，再加入100L去离子水搅拌溶解，然后称取4.0kg氢氧化钠加入到反应釜B中，搅拌溶解混合均匀，控制还原剂溶液温度22±2℃；
还原底液C的配制：称取12.24kg维C、0.096kg瓜尔豆胶和0.288kg聚丙烯酸钠加入反应釜B中，再加入300L去离子水搅拌溶解，控制还原剂溶液温度22±2℃；
2)反应阶段：同时打开硝酸银溶液A和还原溶液B反应釜阀门，将硝酸银溶液A和还原溶液B以0.6L/s的速度加入还原底液C中进行反应，整个过程持续搅拌，待硝酸银溶液A和还原溶液B完全加入还原底液C后，立马加入150g十八胺(提前用300g酒精溶解好)，继续搅拌5min，终止反应，得到银粉悬浮液；
3)将步骤2)得到的银粉悬浮液放入离心装置中进行固液分离，得到软团聚的银粉，然后将银粉倒入洗涤釜中，加入45L 45℃温水搅拌洗涤30min，然后通过离心装置进行固液分离；
4)向离心装置中不断通入去离子水对步骤3)得到的银粉进行离心洗涤，直至洗涤后的水电导率小于30μS/cm，停止通入去离子水，再离心10min得到含少量水的银粉；
5)乳化过程：将步骤4)得到的银粉转移到乳化机中，称取30.48g油酸和30.48g硬脂酸溶于2.5kg酒精中，然后将其倒入乳化机中对银粉进行乳化改性，充分搅拌(约5min)分散成均匀的浆状；
6)将步骤5)得到的银粉转移到干燥盘并置于60℃鼓风干燥箱干燥15h，然后破粉10s，过300目筛；
7)将步骤6)得到的银粉在气流磨设备中进行气流粉碎即可得到所需超细银粉。
实施例4制备得到超细银粉30.336kg，产率为99.53％，粒径为：D10～0.763μm、D50～1.130μm、D90～1.651μm，振实密度：4.91g/cm3，比表面积：1.151m2/g，538℃烧损率为0.32％。
对比例1：
和实施例3相比，对比例3未添加沉降剂，其它同实施例3。
对比例1制备得到超细银粉29.963kg，产率为98.30％，粒径为：D10～0.491μm、D50～0.837μm、D90～1.183μm，振实密度：4.29g/cm3，比表面积：1.516m2/g，538℃烧损率为0.72％。
实施例1-4与对比例1所得超细银粉的各项指标对比如表1所示：
表1实施例和对比例所得超细银粉的主要性能指标
结果分析：
1、从表1的实施例1-4的结果可以看出，本发明通过提供一种高分散、低烧损的超细银粉及其制备方法，制备振实密度为4.0-5.0g/cm3，烧损率≤0.5％，比表面积1.100-2.100m2/g的超细银粉，通过向硝酸银溶液中加入碱性物质制备Ag2O的晶核、通过加入碱性物质提高还原剂还原性、通过还原溶液B与硝酸银溶液A等体积等添加流速的设计，优化了反应过程各反应原料的添加方式，使硝酸银溶液与还原剂反应生成的银粉生长符合“爆发成核-缓慢生长”的Lamer模型，有效保障了反应体系中各部分浓度的一致性，使制备出的银粉粒径集中度更高，实现该超细银粉D50粒径在0.4-1.2μm之间调控。
2、实施例3和对比例1相比较说明：沉降剂的加入使多个银粉小颗粒间形成软团聚成为银粉粗颗粒，从而使得银粉颗粒在反应液中更容易聚沉且不易透过离心滤布，降低了生产过程中超细银粉的损耗，从而提高超细银粉最终产率，同时解决了银粉在反应和洗涤过程中固液分离较困难、生产效率低的问题，避免了超细银粉在反应液中滞留时间过长，导致超细银粉不易清洗、烧损偏高。
通过实施例和对比例的基本性能的比较，实施例的配方、银粉制备工艺明显优于对比例。
本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高分散、低烧损的超细银粉的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)分别在三个不锈钢反应釜中配制硝酸银溶液A、还原溶液B和还原底液C：
硝酸银溶液A的配制：配制质量浓度为320g/L-640g/L的硝酸银溶液，然后将碱性物质迅速加入到硝酸银溶液中，搅拌混合均匀，控制硝酸银溶液温度18-28℃；其中，碱性物质的加入量为硝酸银质量的0.4％-1.7％；
还原溶液B的配制：称取60％质量的还原剂和60％质量的分散剂，配制还原剂质量浓度为10g/L-248g/L的还原剂溶液B，然后将碱性物质迅速加入到还原剂溶液B中，搅拌混合均匀，控制还原剂溶液温度18-28℃；其中，碱性物质的加入量为硝酸银质量的6％-11％；
还原底液C的配制：称取40％质量的还原剂和40％质量的分散剂，配制还原剂质量浓度为3.5g/L-41g/L的还原底液C，搅拌混合均匀，控制还原剂溶液温度18-28℃；所述的分散剂为***树胶、十二烷基硫酸钠、明胶、柠檬酸、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、瓜尔豆胶、苯并三氮唑、山梨醇、聚丙烯酸钠中的一种或多种混合体，混合时为任意比例，加入量为硝酸银质量的1～5％；
所述碱性物质为质量分数25％的氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠中的一种；还原溶液B或还原底液C中所述的还原剂为维生素C、甲醛溶液中的一种，用量为理论摩尔量的1.23倍，并且还原溶液B与硝酸银溶液A等体积等添加流速；
2)反应阶段：同时打开硝酸银溶液A和还原溶液B反应釜阀门，将硝酸银溶液A和还原溶液B以0.6L/s的速度加入还原底液C中进行反应，整个过程持续搅拌，待硝酸银溶液A和还原溶液B完全加入还原底液C后，马上加入沉降剂，继续搅拌5min，终止反应，得到银粉悬浮液；其中，沉降剂的加入量为硝酸银质量的0.2％-0.5％，沉降剂为胺类物质或己二酸；
3)将步骤2)得到的银粉悬浮液放入离心装置中进行固液分离，得到软团聚的银粉，然后将软团聚的银粉倒入洗涤釜中，加入相当于软团聚的银粉质量1-2倍的45℃温水搅拌洗涤30min，然后通过离心装置进行固液分离；
4)向离心装置中不断通入去离子水对步骤3)得到的银粉进行离心洗涤，直至洗涤后的水电导率小于30μS/cm，停止通入去离子水，再离心10min得到含少量水的银粉；
5)乳化过程：将步骤4)得到的含少量水的银粉转移到乳化机中，称取银粉质量0.1％-0.5％的改性助剂溶于相当于银粉质量5％-10％的酒精中，然后将其倒入乳化机中对银粉进行乳化改性，充分搅拌分散成均匀的浆状；所述的改性剂为油酸或者硬脂酸，或者选自酰胺类物质或醇类物质中的一种；
6)将步骤5)得到的浆状银粉转移到干燥盘并置于60℃鼓风干燥箱干燥15h，然后破粉10s，过300目筛；
7)将步骤6)得到的银粉在气流磨设备中进行气流粉碎即得到高分散、低烧损的超细银粉，其电镜图片形貌为分散均匀的类球形，D50粒径在0.4-1.2μm之间调控，振实密度为4.0-5.0g/cm3，烧损率≤0.5％，比表面积1.100-2.100m2/g。
2.根据权利要求1所述的一种高分散、低烧损的超细银粉的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述碱性物质，选自质量分数25％的氨水或氢氧化钠。
3.根据权利要求1所述的一种高分散、低烧损的超细银粉的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述分散剂，选自***树胶、十二烷基硫酸钠、明胶、柠檬酸、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、瓜尔豆胶中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种高分散、低烧损的超细银粉的制备方法，其特征在于：步骤5)中，所述的改性剂，选自油酸或硬脂酸；所述的充分搅拌，是搅拌5min。
5.根据权利要求1所述的一种高分散、低烧损的超细银粉的制备方法，其特征在于：步骤7)中，所述在气流磨设备中进行气流粉碎，其中气流磨工艺进料速度为45kg/h，气磨压力采用0.7-0.8Mpa的干燥压缩空气。
6.一种高分散、低烧损的超细银粉，其特征在于：采用权利要求1-5任一项所述的一种高分散、低烧损的超细银粉的制备方法得到，该超细银粉的电镜图片形貌为分散均匀的类球形，D50粒径在0.4-1.2μm之间调控，振实密度为4.0-5.0g/cm3，烧损率≤0.5％，比表面积1.100-2.100m2/g。
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| CN117444227B (zh) * | 2023-11-02 | 2024-04-02 | 郴州市三分地环保信息科技有限公司 | 银粉、导电银浆及其制备方法和应用 |
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