一种银包覆颗粒及其制备方法和应用与流程

本发明涉及一种银包覆颗粒及其制备方法和应用，属于导电银领域。

背景技术：

1、随着电子信息技术及工业的发展，高端电子产品越来越多的进入人们的视线，作为电子产品的重要组成物的电子浆料，其性能要求也越来越严苛。银粉因其良好的导电性能和抗氧化性能等优点成为最受欢迎的电子浆料制备材料。但银作为贵重金属材料，价格昂贵，增加了浆料的制作成本和大批量生产的难度，银迁移问题同样制约着其应用。

2、专利文献cn116352083a公开了一种钴改性银包铜复合材料及制备方法，其采用化学镀的方式先将铜粉利用钴还原改性，随后利用银氨溶液还原得到钴改性银包铜复合材料。然而所制备的钴改性银包铜复合材料为实心材质，颗粒密度较大，在制成银浆涂覆过程中不易变形，银颗粒与银颗粒之间无法良好接触，导电性能不佳。因此，探究能够实现低成本与保持优异导电性能兼具的导电银粉对于导电银粉领域具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明提供了一种银包覆颗粒，该银包覆颗粒降低了成本，同时具有良好的孔隙率，比重小的特点，所制成的电子浆料在涂敷过程中能够实现银包覆颗粒之间的面接触，提高导电性能。

2、本发明还提供了一种银包覆颗粒的制备方法，利用该制备方法能够制备得到具有良好孔隙率、比重小的银包覆颗粒，且该制备方法具有工艺简单，节约成本的优点。

3、本发明还提供了一种导电体，该导电体使用了上述银包覆颗粒，因此该导电体具有优异的导电性。

4、本发明第一方面，提供了一种银包覆颗粒，所述银包覆颗粒包括内核和覆盖在所述内核至少部分表面的外壳层，所述内核为羟基封端聚合物气凝胶颗粒，所述外壳层为银层。

5、根据本发明的一实施方式，所述羟基封端聚合物气凝胶颗粒的孔隙率不低于90％，堆积密度不高于0.065g/cm3，比表面积不低于650m2/g，粒径为0.2-15μm。

6、根据本发明的一实施方式，所述银层的厚度为0.1μm-1μm。

7、根据本发明的一实施方式，所述羟基封端聚合物气凝胶颗粒包括羟基封端聚硅氧烷气凝胶颗粒、羟基封端聚倍半硅氧烷气凝胶颗粒、羟基封端聚合氧化硅气凝胶颗粒和羟基封端聚合氧化铝气凝胶颗粒中的至少一种。

8、根据本发明的一实施方式，所述银包覆颗粒通过包括以下过程的方法制备得到:将被功能基封端的聚合物气凝胶颗粒置于温度为450-650℃的烘箱内进行处理，得到所述羟基封端聚合物气凝胶颗粒；随后对所述羟基封端聚合物气凝胶颗粒进行银包覆处理，得到所述银包覆颗粒；其中，所述功能基选自c1-c10的有机硅基团。

9、本发明的另一方面，提供了一种上述银包覆颗粒的制备方法，包括以下步骤:1)将被功能基封端的聚合物气凝胶颗粒置于温度为450-650℃的烘箱内进行处理，得到所述羟基封端聚合物气凝胶颗粒；其中，所述功能基选自c1-c10的有机硅基团；2)对所述羟基封端聚合物气凝胶颗粒进行银包覆处理，得到所述银包覆颗粒。

10、根据本发明的一实施方式，所述被功能基封端的聚合物气凝胶颗粒的制备方法包括以下步骤:1)调节包括聚合物气凝胶前驱体、水和醇、且ph值为2-4的原料液经过水解，再调节ph值为5-9后，静置，得到聚合物凝胶；所述原料液中，聚合物气凝胶前驱体、水和醇的摩尔比为1:(3-4):(8-16)；2)利用醇对所述聚合物凝胶进行第一陈化处理后，得到第一聚合物凝胶；3)利用置换溶剂对所述第一聚合物凝胶进行第二置换处理，得到第二聚合物凝胶；所述置换溶剂为烷烃类溶剂和/或有机硅类溶剂；4)利用包括所述功能基的封端剂对所述第二聚合物凝胶进行封端处理后，对封端体系进行降压升温干燥处理，12-16h后，得到所述被功能基封端的聚合物气凝胶颗粒；所述降压升温干燥处理中，初始压力为70000-90000帕且降压速度为3500-4500帕/h，初始温度为30℃且升温速度为2.5℃/h。

11、根据本发明的一实施方式，所述聚合物气凝胶前驱体选自四烷氧基硅烷或三烷氧基铝烷。

12、根据本发明的一实施方式，步骤4)后，还包括对所述被功能基封端的聚合物气凝胶颗粒进行变压脉冲气流粉碎处理。

13、本发明再一方面，还提供了一种导电体，所述导电体包括如上所述的银包覆颗粒，或，所述导电体包括上述制备方法得到的银包覆颗粒。

14、本发明提供的银包覆颗粒由内层的羟基封端聚合物气凝胶颗粒以及外层的银层构成。由于羟基封端聚合物气凝胶颗粒属于超轻质多孔材料，因此包括该羟基封端聚合物气凝胶颗粒的银包覆颗粒具有高孔隙率、低比重的特点，该银包覆颗粒在应用于电子浆料时，银包覆颗粒容易被挤压，使得相邻两个银包覆颗粒之间可以实现面接触，提高了电子浆料的导电性能；而且与现有技术中使用银粉制备电子浆料相比，本发明包括羟基封端聚合物气凝胶颗粒的银包覆颗粒在用于制备电子浆料时，可以大幅度减少电子浆料中贵金属银的用量，大大降低了成本。本发明的银包覆颗粒为解决电子浆料的成本问题和导电问题提供了新的研究思路。

15、本发明提供的银包覆颗粒的制备方法，能够制备得到上述银包覆颗粒，所获得的银包覆颗粒具有优异的导电性，并且与现有的制备方法相比，本发明的制备方法工序简单，操作成本低，条件温和。

16、本发明提供的导电体，具有优良的导电性能，能够实现电子高效传导。

技术特征：

1.一种银包覆颗粒，其特征在于，所述银包覆颗粒包括内核和覆盖在所述内核至少部分表面的外壳层，所述内核为羟基封端聚合物气凝胶颗粒，所述外壳层为银层。

2.根据权利要求1所述的银包覆颗粒，其特征在于，所述羟基封端聚合物气凝胶颗粒中，孔隙率不低于90％，堆积密度不高于0.065g/cm3，比表面积不低于650m2/g，粒径为0.2-15μm。

3.根据权利要求1或2所述的银包覆颗粒，其特征在于，所述银层的厚度为0.1μm-1μm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的银包覆颗粒，其特征在于，所述羟基封端聚合物气凝胶颗粒包括羟基封端聚硅氧烷气凝胶颗粒、羟基封端聚倍半硅氧烷气凝胶颗粒、羟基封端聚合氧化硅气凝胶颗粒和羟基封端聚合氧化铝气凝胶颗粒中的至少一种。

5.根据权利要求1-4任一项所述的银包覆颗粒，其特征在于，所述银包覆颗粒通过包括以下过程的方法制备得到:

6.一种权利要求1-5任一项所述的银包覆颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:

7.根据权利要求6所述的银包覆颗粒的制备方法，其特征在于，所述被功能基封端的聚合物气凝胶颗粒的制备方法包括以下步骤:

8.根据权利要求7所述的银包覆颗粒的制备方法，其特征在于，所述聚合物气凝胶前驱体选自四烷氧基硅烷或三烷氧基铝烷。

9.根据权利要求7所述的银包覆颗粒的制备方法，其特征在于，步骤4)后，还包括对所述被功能基封端的聚合物气凝胶颗粒进行变压脉冲气流粉碎处理。

10.一种导电件，其特征在于，所述导电件包括权利要求1-5任一项所述的银包覆颗粒，或，权利要求6-9任一项所述的银包覆颗粒的制备方法得到的银包覆颗粒。

技术总结
本发明提供一种银包覆颗粒及其制备方法和应用，所述银包覆颗粒包括内核和覆盖在所述内核至少部分表面的外壳层，所述内核为羟基封端聚合物气凝胶颗粒，所述外壳层为银层。该银包覆颗粒，不仅能够解决导电银浆中银粉的成本问题，而且该颗粒孔隙率高、比重轻，涂敷过程中能够很好的实现颗粒之间面接触，提高电子浆料导电性。

技术研发人员：李光武,李丹琪
受保护的技术使用者：弘大科技（北京）股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15