一种微晶纳米片聚集型类球状银粉及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种微晶纳米片聚集型类球状银粉及其制备方法，包括以下步骤：(1)分别配制银离子氧化液、还原剂溶液及复合分散剂底液；(2)将反应釜中搅拌加入银离子氧化液、还原剂溶液和复合分散剂底液进行反应，其中，还原剂溶液过量，获得银粉；(3)将得到的银粉经固液分离、清洗、干燥后得到微晶纳米片聚集型类球状银粉；其中，复合分散剂底液包括高分子化合物类分散剂、非离子型表面活性剂和脂肪酸类分散剂，银离子氧化液是由可溶性银盐溶解于水中制成。本发明专利技术通过引入复合分散剂，控制生成具有高烧结活性的微晶纳米片结构，并在反应体系的表面能作用下，使纳米片聚集层类球状银粉，有效地控制银粉形貌。有效地控制银粉形貌。有效地控制银粉形貌。

【技术实现步骤摘要】
一种微晶纳米片聚集型类球状银粉及其制备方法


[0001]本专利技术属于金属粉体制备
，具体涉及一种微晶纳米片聚集型类球状银粉及其制备方法。

技术介绍

[0002]银粉由于自身优异的导电导热性能以及稳定的理化性质，被应用于电子浆料，是各种电子器件的关键材料，广泛适用于太阳能电池、厚膜电阻、电磁屏蔽、柔性电路板等领域。银粉的使用性能(如银浆的印刷性和电学性能)与其形貌、粒径、比表面积、振实密度、分散性等性能相关。比如考虑到提高银粉的烧结活性，一般期待银粉形貌接近球形，且粉体表面具有纳米晶结构。
[0003]中国专利CN111922356A一种具有纳米银表面结构的微晶银粉及其制备方法中记载，以PVP为分散剂，通过控制反应的pH和硝酸银溶液的加入量，实现了微米晶银粉的纳米表面复合改性，得到微晶银粉具有粒径0.5
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3.0μm的可控粒径，具有球形或近似球形的均一形貌。中国专利CN105817641A一种利用新生纳米晶种诱导生产金属粉末的制备方法先还原出纳米银晶种并控制后续银的生长，以有机类PVP/PEG/吐温为分散剂，得到类球型金属粉；专利CN106041123A则是以纳米气泡为载体，以阿拉伯树胶为分散剂，使用抗坏血酸还原硝酸银得到表面粗糙、烧结活性高的球型空心银粉。
[0004]上述技术涉及银粉的制备方法，使用单一类别分散剂，未对银粉形貌进行精确的控制，银粉球形度低，得到粉体表面纳米晶结构无序且形状杂乱，相比微晶纳米片烧结活性更低，因此粉体烧结活性仍有很大的提升空间。
专利技术内容
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种微晶纳米片聚集型类球状银粉及其制备方法，通过引入复合分散剂，控制生成具有高烧结活性的微晶纳米片结构，并在反应体系的表面能作用下，使纳米片聚集层类球状银粉，有效地控制银粉形貌。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0007]在本专利技术的第一方面，本专利技术提供一种微晶纳米片聚集型类球状银粉的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)分别配制银离子氧化液、还原剂溶液及复合分散剂底液，其中，所述复合分散剂底液包括高分子化合物类分散剂、非离子型表面活性剂和脂肪酸类分散剂全部三种；
[0009](2)将反应釜中搅拌加入银离子氧化液、还原剂溶液和复合分散剂底液进行反应，获得银粉；
[0010](3)将得到的银粉经固液分离、清洗、干燥后得到微晶纳米片聚集型类球状银粉。
[0011]在本专利技术中，复合分散剂底液是控制银粉形貌的关键之一，由于高分子化合物分散剂的官能团或重复单元与银特定晶面形成强的结合力，比如PVP的重复单元2
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吡咯烷酮中氧和氮与银(111)面具有强的结合力，高分子化合物类分散剂可以影响银晶面的生长速
率，本专利技术利用高分子分散剂来控制银不同晶面生长速率达到控制银成核和生长的目的；非离子型表面活性剂和脂肪酸类分散剂可以改变反应体系的表面能，使银纳米片聚集形成微米甚至纳米尺寸的类球状银粉而不会出现团聚为大颗粒的情况，更具体地，非离子型表面活性剂可以在银表面发生定向吸附，降低液体张力，改变银表面的润湿性质，防止发生大颗粒的团聚，脂肪酸类分散剂吸附于生成的银表面，防止生成的纳米片结构团聚成块状，保持纳米片结构的稳定性。
[0012]本专利技术通过复合分散剂底液促进银的微晶纳米片的形成，有效地阻止微晶纳米片直接团聚形成大颗粒从而失去纳米片状结构，而是促使微晶纳米片聚集形成微米甚至是纳米尺寸的类球状银粉颗粒，复合分散剂底液中的脂肪酸类分散剂是维持纳米片结构的关键，即使在类球状银粉中仍能保持其中的纳米片结构。
[0013]以银离子氧化液中的银盐为基准，复合分散剂底液中溶质的总质量为银盐质量的0.5～40％，优选的，复合分散剂底液中溶质的总质量为银盐质量的10～30％。
[0014]优选的，本专利技术的复合分散剂底液是高分子化合物类分散剂、非离子型表面活性剂和脂肪酸类分散剂三者的混合溶液，其中，高分子化合物类分散剂、非离子型表面活性剂和脂肪酸类分散剂的比例是(0.5～5):(0.5～8):(0.1～5)，更优选的，高分子化合物类分散剂、非离子型表面活性剂和脂肪酸类分散剂的比例是(1～2):(0.5～5):(0.4～2)。
[0015]高分子化合物类分散剂的种类是多样的，能起到与银特定晶面形成强结合力且不与非离子型表面活性剂和脂肪酸类分散剂反应的高分子化合物均可。在本专利技术中，高分子化合物类分散剂优选为PVP(聚乙烯吡咯烷酮)、明胶、聚乙烯醇、聚乙二醇和聚丙烯酰胺。
[0016]非离子型表面活性剂是种类是多样的，能在银表面发生定向吸附且不与高分子化合物类分散剂和脂肪酸类分散剂反应的非离子表面活性剂均可，比如，司盘80、聚氧乙烯脂肪酸酯、吐温和单甘酯等。
[0017]脂肪酸类分散剂的种类是多样的，只要能吸附在银表面且不与高分子化合物类分散剂和非离子型表面活性剂反应的脂肪酸类分散剂均可，比如棕榈油酸、亚麻酸、硬脂酸、月桂酸、丙烯酸、油酸、亚油酸的一种或多种。
[0018]在步骤(2)中，复合分散剂底液的加入方式可以是，先在反应釜中加入复合分散剂底液搅拌均匀，随后将银离子氧化液和还原剂溶液分别加入复合分散剂底液中进行搅拌混合；或先将复合分散剂底液与银离子氧化液混合，再与还原剂溶液混合反应；或先将复合分散剂底液与还原剂溶液混合，再与银离子氧化液混合反应；或将复合分散剂底液分为两份且分别与银离子氧化液和还原剂溶液混合，随后再全部混合反应。
[0019]在本专利技术中，银离子氧化液是银盐溶液，采用可溶性银盐溶于去离子水中制成，其中，可溶性银盐是硝酸银、氟化银、氯酸银、高氯酸银等，在本专利技术中，银离子氧化液优选是硝酸银溶液，浓度为0.1～5mol/L，更优选的，浓度为0.3～2mol/L。
[0020]本专利技术的还原剂溶液的作用是将银离子还原转化为银单质，还原剂溶液可以是葡萄糖、抗坏血酸、水合肼、硼氢化钠、次磷酸钠或福尔马林中的一种或多种。从成本及反应效率考虑，本专利技术的还原剂溶液优选为抗坏血酸、水合肼或福尔马林中的一种或多种，且以银离子氧化液为基准，还原剂溶液应当过量，也即，还原剂溶液中还原剂与银离子氧化液中银离子的摩尔比是(0.51～4):1，更优选的，还原剂与银离子的摩尔比是(0.51～2):1，确保将银离子尽可能地转化为银单质。
[0021]优选的，还原剂溶液的浓度为0.1～5mol/L，更优选的，浓度为0.3～2mol/L。
[0022]为防止在反应过程中生成的银单质过度聚集形成大尺寸的颗粒，本专利技术在步骤(1)中制备的银离子氧化液、还原剂溶液或复合分散剂底液中加入螯合剂，容易理解的是，螯合剂可以仅添加于银离子氧化液、还原剂溶液或复合分散剂底液其中一种或两种溶液内，也可以分别添加于三种溶液中，为了提高螯合剂的效果，本专利技术优选将螯合剂添加于银离子氧化液内。
[0023]螯合剂起到控制银粉粒径以及防止颗粒团聚的作用，螯合剂为咪唑、恶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微晶纳米片聚集型类球状银粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)分别配制银离子氧化液、还原剂溶液及复合分散剂底液；(2)将反应釜中搅拌加入银离子氧化液、还原剂溶液和复合分散剂底液进行反应，获得银粉；(3)将得到的银粉经固液分离、清洗、干燥后得到微晶纳米片聚集型类球状银粉；其中，所述复合分散剂底液包括高分子化合物类分散剂、非离子型表面活性剂和脂肪酸类分散剂，所述银离子氧化液是由可溶性银盐溶解于水中制成。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以银离子氧化液中的银盐为基准，复合分散剂底液的总质量为银盐质量的0.5～40％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，高分子化合物类分散剂、非离子型表面活性剂和脂肪酸类分散剂的比例是(0.5～5):(0.5～8):(0.1～5)。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高分子化合物类分散剂是PVP聚乙烯吡咯烷酮、明胶、聚乙烯醇、聚乙二醇和聚丙烯酰胺中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述非离子型表面活性剂是司盘80、聚氧乙烯脂肪酸酯、吐温和单甘酯中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵维巍，谢森培，
申请(专利权)人：深圳市哈深智材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：