一种低温固化导电银浆用银粉及其制备方法技术

本发明专利技术具体涉及一种低温固化导电银浆用银粉及其制备方法，该方法具体包括如下步骤：化学还原、球磨，其中：所述化学还原过程包括：将还原剂溶液与银盐溶液混合进行反应，并通过pH调节液控制体系pH依次在1‑4、4‑7、7‑14；静置沉降，洗涤，得到银粉浆液；所述球磨过程包括：将球磨溶剂、润滑剂、表面活性剂、球磨介质及所述银粉浆液加入球磨设备中，球磨、分离、过滤、干燥、过筛得到高振实密度的银粉；其中，所述表面活性剂含氨基和羟基官能团。该方法制得的银粉具有大小可控、粒径均一、分散性好，振实密度高的特点，并且制备工艺简单、操作简便、易于工业化。

A silver powder for low temperature curing conductive silver paste and its preparation method

The invention specifically relates to a silver powder for low-temperature curing conductive silver slurry and a preparation method thereof. The method specifically includes the following steps: chemical reduction and ball milling, wherein: the chemical reduction process includes: mixing the reducing agent solution and silver salt solution for reaction, and controlling the pH of the system to 1 \u2011 4, 4 \u2011 7, 7 \u2011 14 successively through the pH regulating solution; settling and washing at a standing position to obtain the silver powder slurry The ball milling process includes: adding the ball milling solvent, lubricant, surfactant, ball milling medium and silver powder slurry into the ball milling equipment, ball milling, separation, filtration, drying and sieving to obtain silver powder with high vibration density; wherein, the surfactant contains amino and hydroxy functional groups. The silver powder prepared by this method has the characteristics of controllable size, uniform particle size, good dispersion and high vibrating density, and the preparation process is simple, easy to operate and easy to industrialize.

【技术实现步骤摘要】
一种低温固化导电银浆用银粉及其制备方法
本专利技术属于电子工业用金属粉末，具体涉及一种低温固化导电银浆用银粉及其制备方法。
技术介绍
导电银浆是电子工业领域最重要的材料之一，广泛应用于印刷线路的涂布、电子器件的粘接等。低温银浆普遍指的是在应用过程中固化温度低于200℃的银浆，随着应用基材的变革以及对生产成本的控制，要求大部分的低温银浆的固化温度低于150℃，为了平衡银浆的电性能及成本因素，低温银浆的树脂比例、银含量都在降低，这些变化对银粉提出了更多的要求，包括银粉的形貌、粒径大小，均匀性、比表面积、分散性及振实密度等。目前国内外对超细银粉的研究较多，有的达到微米级、亚微米级，甚至可以达到纳米级。银粉的制备方法主要有气相法、固相法和液相法。气相法的投资大、能耗高、产率低；固相法制备的银粉粒径偏大；液相法工艺相对较为简单，是目前低成本制备银粉的常用方法。目前最好的银粉制备技术为国外厂商所垄断，虽然国内近几年的发展取得了一定的成绩，但是普遍存在粒径分布宽、分散性差、振实密度低的问题，不能满足低温固化导电银浆对银粉的性能需求。
技术实现思路
基于上述问题，本专利技术的目的之一是提供一种低温固化导电银浆用银粉的制备方法，该方法制得的银粉具有大小可控、粒径均一、分散性好，振实密度高的特点，并且制备工艺简单、操作简便、易于工业化。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种低温固化导电银浆用银粉的制备方法，具体包括如下步骤：化学还原、球磨，其中：所述化学还原过程包括：将还原剂溶液与银盐溶液混合进行反应，并通过pH调节液控制体系pH依次在1-4、4-7、7-14；静置沉降，洗涤，得到银粉浆液；所述球磨过程包括：将球磨溶剂、润滑剂、表面活性剂、球磨介质及所述银粉浆液加入球磨设备中，球磨、分离、过滤、干燥、过筛得到高振实密度的银粉；其中，所述表面活性剂含氨基和羟基官能团。优选的，化学还原过程中，所述反应过程包括：20-50℃下，在60-120min内将所述还原剂溶液以恒流滴定的方式加入所述银盐溶液中，继续反应10-30min；在整个反应过程中，通过所述pH调节液控制体系pH依次在1-4、4-7、7-14的时间分别占整个反应时间的30％-40％、50％-60％、10％-20％。优选的，化学还原过程中，所述银盐溶液中银盐的浓度为40-200g/L；所述银盐为硝酸银、醋酸银、硫酸银、草酸银中的任意一种或几种，优选为硝酸银。优选的，化学还原过程中，所述还原剂溶液中还原剂的浓度为1-2g/L；所述还原剂为次亚磷酸钠、葡萄糖、丙三醇中的任意一种或几种，优选为葡萄糖。优选的，化学还原过程中，所述pH调节液的浓度为100-400g/L；所述pH调节剂为盐酸、硝酸、氨水、氢氧化钠、碳酸钠、柠檬酸钠中的任意一种或几种，优选为盐酸或氨水。优选的，化学还原过程中，所述洗涤包括如下步骤：待粉体沉降后，倾去上层清液，用去离子水洗涤至上清液电导率＜20μs/cm，得到含水率为40％-60％的银粉浆液。优选的，所述球磨过程包括：将所述表面改性剂、润滑剂和球磨溶剂在75-85℃下搅拌分散均匀，然后加入所述银粉浆液，在50-60℃水浴条件下搅拌分散均匀，再加入所述球磨介质进行球磨，分离、过滤、干燥、过筛得到高振实密度的银粉。优选的，球磨过程中，所述银粉、球磨溶剂、润滑剂、表面活性剂、球磨介质的质量比为1:0.2-0.8:0.00015-0.0003:0.005-0.01:3-8。优选的，球磨过程中，所述表面活性剂为氨基醇型表面活性剂，所述氨基醇型表面活性剂优选为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-N-二甲基乙醇胺中的任意一种或几种。优选的，球磨过程中，所述润滑剂为氢氧化钠。优选的，球磨过程中，所述球磨介质为氧化锆，直径为2-3mm，密度为3-4.5g/cm3。优选的，球磨过程中，所述球磨设备的转速为80-200r/min，球磨时间为1-2h。优选的，球磨过程中，所述过筛的筛网目数为300-500目。优选的，所述低温固化导电银浆中的树脂为丙烯酸树脂。本专利技术的目的之二是提供一种低温固化导电银浆用银粉，其是通过以上方法制备得到的，由树枝状、球状和片状银粉组成，其中，树枝状银粉为30-40wt％，球状银粉为50-60wt％，片状银粉为10-20wt％，振实密度为5-6g/cm3，平均粒径为0.5-1um，银粉表面带氨基和羟基官能团。本专利技术与现有技术相比，有以下的有益效果：本专利技术通过化学液相沉淀法制备大小可控、粒径均一、混合形貌的银粉，然后采用二次球磨的方式使得银粉表面带氨基和羟基官能团，实验表明，这种方法制备得到的银粉的振实密度高，与丙烯酸树脂能够实现良好的相容性，将其应用于导电银浆中，导电性高、硬度高、触变性好。剪切强度高。在化学还原过程中，不添加分散剂，可有效降低后续清洗难度；通过pH调节液控制体系pH，进而控制反应速度、粉体粒径和形貌，得到大小可控、粒径均一、混合形貌的银粉；在球磨过程中，添加带氨基和羟基官能团的表面活性剂，使得银粉表面带氨基和羟基官能团，其与丙烯酸树脂能够实现良好的相容性。具体实施方式下面结合具体实施例，对本专利技术进一步详细说明。本专利技术的低温固化导电银浆用银粉的制备方法，具体包括如下步骤：化学还原、球磨，其中：所述化学还原过程包括：将还原剂溶液与银盐溶液混合进行反应，并通过pH调节液控制体系pH依次在1-4、4-7、7-14；静置沉降，洗涤，得到银粉浆液；所述球磨过程包括：将球磨溶剂、润滑剂、表面活性剂、球磨介质及上述银粉浆液加入球磨设备中，球磨、分离、过滤、干燥、过筛得到高振实密度的银粉；其中，所述表面活性剂含氨基和羟基官能团。优选的，化学还原过程中，所述反应过程包括：20-50℃下，在60-120min内将所述还原剂溶液以恒流滴定的方式加入所述银盐溶液中，继续反应10-30min；在整个反应过程中，通过所述pH调节液控制体系pH依次在1-4、4-7、7-14的时间分别占整个反应时间的30％-40％、50％-60％、10％-20％。优选的，化学还原过程中，所述银盐溶液通过以下方法制备：将银盐溶于溶剂中，配成所述银盐溶液；所述银盐溶液中银盐的浓度为40-200g/L；所述银盐为硝酸银、醋酸银、硫酸银、草酸银中的任意一种或几种，优选为硝酸银；溶剂为本领域技术人员的常规选择，优选为去离子水。优选的，化学还原过程中，所述还原剂溶液通过以下方法制备：将还原剂溶于溶剂中，配成所述还原剂溶液；所述还原剂溶液中还原剂的浓度为1-2g/L；所述还原剂为次亚磷酸钠、葡萄糖、丙三醇中的任意一种或几种，优选为葡萄糖；溶剂为本领域技术人员的常规选择，优选为去离子水。优选的，化学还原过程中，所述pH调节液通过以下方法制备：将pH调节剂溶于溶剂中，配成所述pH调节液；所述pH调节液中pH调节剂的浓度为100-400g/L；所述pH调节剂为盐酸、硝酸、氨水、氢氧化钠、碳酸钠、柠檬酸钠中的任意一种或几种，优选为盐酸或氨水；溶剂为溶剂为本领域技术人员的常规选择，优选为去离子水。优选的，化学还原过程中，所述洗涤包括如下步骤：待粉体沉降后，倾去上层清液，用去离子水洗涤至上清液电导率＜20μs/cm，得到含水率为40％-60％的银粉浆液。优选的，所述球磨过程包括：将所述表面改性剂、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温固化导电银浆用银粉的制备方法，包括如下步骤：化学还原、球磨，其中：所述化学还原过程包括：将还原剂溶液与银盐溶液混合进行反应，并通过pH调节液控制体系pH依次在1‑4、4‑7、7‑14，静置沉降，洗涤，得到银粉浆液；所述球磨过程包括：将球磨溶剂、润滑剂、表面活性剂、球磨介质及所述银粉浆液加入球磨设备中，球磨、分离、过滤、干燥、过筛得到高振实密度的银粉，其中，所述表面活性剂含氨基和羟基官能团。

【技术特征摘要】
1.一种低温固化导电银浆用银粉的制备方法，包括如下步骤：化学还原、球磨，其中：所述化学还原过程包括：将还原剂溶液与银盐溶液混合进行反应，并通过pH调节液控制体系pH依次在1-4、4-7、7-14，静置沉降，洗涤，得到银粉浆液；所述球磨过程包括：将球磨溶剂、润滑剂、表面活性剂、球磨介质及所述银粉浆液加入球磨设备中，球磨、分离、过滤、干燥、过筛得到高振实密度的银粉，其中，所述表面活性剂含氨基和羟基官能团。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，化学还原过程中，所述反应过程包括：20-50℃下，在60-120min内将所述还原剂溶液以恒流滴定的方式加入所述银盐溶液中，继续反应10-30min；在整个反应过程中，通过所述pH调节液控制体系pH依次在1-4、4-7、7-14的时间分别占整个反应时间的30％-40％、50％-60％、10％-20％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，化学还原过程中，所述银盐溶液的浓度为40-200g/L，所述银盐为硝酸银、醋酸银、硫酸银、草酸银中的任意一种或几种，所述银盐优选为硝酸银；所述还原剂溶液的浓度为1-2g/L，所述还原剂为次亚磷酸钠、葡萄糖、丙三醇中的任意一种或几种，所述还原剂优选为葡萄糖；所述pH调节液的浓度为100-400g/L，所述pH调节剂为盐酸、硝酸、氨水、氢氧化钠、碳酸钠、柠檬酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：商海，赵刚，郎嘉良，黄翟，
申请(专利权)人：北京氦舶科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11