一种大批量制备高分散高球形度超细银粉的方法与流程

本发明涉及一种大批量制备高分散高球形度超细银粉的方法，具体涉及采用液相还原法制备微米级超细球形银粉，可直接应用于电子浆料及微电子元件大规模生产中，属于贵金属超细银粉制备的领域。

技术背景

超细银粉被广泛应用于电子浆料领域，主要用来制备太阳能电极、电磁波屏蔽、柔性电路及其他电子元器件中，其制备方法和性能研究受到极大的关注。为了得到形貌理想、性能优异的银粉，目前国内外研究人员做了大量的工作，其制备银粉的方法主要为机械球磨法、雾化法、物理气相蒸发凝聚法、电化学沉积法、溶胶凝胶法、液相还原法等。其中液相还原法由于整体操作工艺简便，投入小，产出大，耗损少，性能好而成为目前最具潜力的制备方法之一，对于传统产品升级以及新技术与新材料的开发，具有极其重要的意义。

譬如，中国专利文献cn101920340a公开了一种大批量制备超细银粉的方法，该方法在有机分散溶剂中，在一定的温度下通过氧化还原方法制备超细类球形银粉，粒径在0.3-1.8μm，具有良好的分散性。

中国专利文献cn102632248a公开了一种球形银粉及制备方法，该方法通过控制反应体系ph值恒定在3-6之间，以聚乙烯吡咯烷酮作为保护剂，采用化学还原法制备出超细球形银粉，粒径在1.0-3.5μm，振实密度大于3.6g/cm³。

中国专利文献cn104646683a公开了一种粒度可控的类球形银粉及其制备方法，该方法先通过水热法制备得到纳米级球形银粉将其作为银晶种，利用沉淀反应诱导银晶种均匀长大，进而得到粒度可控的类球形银粉，粒径在0.2-0.65μm区间可调。

中国专利文献cn102441675a公开一种高结晶度银粉的制备方法，该方法首先合成碳酸银前躯体，再用包覆剂均匀包覆碳酸银前躯体经过低温脱结晶水、高温热分解及致密化烧结获得高结晶度多面体银粉，粒径在0.1-5μm，振实密度在3.0-7.0g/cm³。

上述报道的制备银粉的方法或者反应过程繁琐、反应时间长、产物团聚严重；或者使用试剂对环境不够友好；或者得到的银粉粒径分布不均一、球形度不高；或者振实过低、无法大规模生产，因此不能产业化地应用于目前电子浆料领域。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题在于提供一种大批量制备高分散高球形度超细银粉的高效快速制备方法，由该方法制备的球形超细银粉具有优异的分散性和球形度，颗粒大小均一性，且振实大于4.0g/cm³、烧损低于0.7％。尤其是其合成过程简单、快速、后续处理简便且重复性高，从而有利于实施工业化生产。

实现本发明目的的技术方案是一种大批量制备高分散高球形度超细银粉的方法，由体系ph在8.0-14.0下，含有分散剂的银盐水溶液与抗坏血酸水溶液反应获得。

1.具体包括以下步骤：

步骤a：分别配制质量浓度为5-300g/l的银盐水溶液和质量浓度为7-200g/l的抗坏血酸水溶液，其中，银盐水溶液的体积是抗坏血酸水溶液体积的0.5-2.0倍；

步骤b：按表面活性剂：银盐(质量比)＝0.05-0.15的比例称取表面活性剂，并将其配制成质量浓度为1-10g/l的水溶液。其中，表面活性剂水溶液的体积是银盐水溶液体积的1-5倍；

步骤c：向上述步骤a和b中配制的银盐水溶液、抗坏血酸水溶液和表面活性剂水溶液中分别加入碱液，调整上述溶液ph在8.0-14.0之间，并将表面活性剂水溶液按体积等分两份，分别加入到银盐水溶液和抗坏血酸水溶液中；

步骤d：在室温下调节搅拌速率为200-500rpm快速向步骤c配制的银盐和表面活性剂混合水溶液中加入步骤c配制的抗坏血酸和表面活性剂水溶液，持续搅拌反应一段时间，反应后的溶液离心或静置沉降分离、洗涤、干燥处理后即得高分散高球形度超细银粉；

所述银盐为硝酸银、醋酸银、硫酸银、高氯酸银、磷酸银中的一种或几种。

所述表面活性剂具体包括柠檬酸、柠檬酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、吐温-80、十二烷基硫酸钠、聚丙烯酸钠、聚乙二醇、山梨醇、十二烷基磺酸钠、聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠和十六烷基三甲基溴化铵、阿拉伯树胶中的一种或几种。

所述碱具体包括氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾、氨水、氢氧化钡、碳酸氢钠中的一种或几种。

所述微米级类球形银粉制备反应温度为20–30℃。

所述微米级类球形银粉制备反应时间为15–30min。

所述微米级类球形银粉制备ph在8.0-14.0之间。

所述微米级类球形银粉制备搅拌速度为200-500rpm。

所述微米级类球形银粉中类球形银粉的粒径为0.3-3.0μm，振实高于4.0g/cm³、烧损低于0.7％。

附图说明

图1a和图1b是实施例1制得的银粉的扫描电镜照片。

图2a和图2b是实施例2制得的银粉的扫描电镜照片。

图3a和图3b是实施例3制得的银粉的扫描电镜照片。

具体实施方案

为了更好地解释本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

实施例1

(1)将100g硝酸银溶于100ml去离子水中制得硝酸银溶液，并向该溶液中滴加质量分数为25％的浓氨水使其溶液ph为9，得到溶液a；

(2)将110g抗坏血酸溶于100ml的去离子水中制得抗坏血酸溶液，并向该溶液中滴加质量分数为25％的浓氨水使其溶液ph为9，得到混合溶液b；

(3)将10g聚丙烯酸钠溶于200ml去离子水中制得聚丙烯酸钠溶液，并向该溶液中滴加质量分数为25％的浓氨水使其溶液ph为9，得到混合溶液c；

(4)将混合溶液c按体积等分为两份，室温下，分别加入到混合溶液a和混合溶液b中，得到混合溶液d和e；

(5)室温下，边搅拌边向混合溶液d中加入混合溶液e，反应20min；

(6)停止搅拌，离心并用去离子水(4次)和无水乙醇(4次)洗涤，分离固体和液体，干燥后得到相应产物；

(7)在扫描电子显微镜下观察所得产物(如图1a和图1b所示)，类球形银粉平均粒径为1.3μm左右，测得振实为4.27g/cm³，烧损为0.7％。

实施例2

在实施例1的基础上，只需将步骤(1)、(2)、(3)改为：并向该溶液中滴加质量分数为25％的浓氨水使其溶液ph为10，，其余步骤按照实施例1进行。产物如图2a和图2b所示，类球型银粉的平均粒径为1.5μm，测得振实为4.11g/cm³，烧损为0.5％。

实施例3

在实施例1的基础上，只需将步骤(1)、(2)、(3)改为：并向该溶液中滴加质量分数为25％的浓氨水使其溶液ph为11，，其余步骤按照实施例1进行。产物如图3a和图3b所示，类球型银粉的平均粒径为1.8μm，测得振实为4.03g/cm³，烧损为0.6％。