[發(fā)明專利]一種微納米銀粉的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011254285.3
• 申請(qǐng)日: 2020-11-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112317759B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何嶸;竹文坤;羅勇;白文才;樂(lè)昊飏;林丹;李宸;任儼;王茜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B22F9/24
• 分類(lèi)號(hào): B22F9/24;B82Y40/00
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11369
• 代理人: 張忠慶

本發(fā)明公開(kāi)了一種微納米銀粉的制備方法，包括：將銀化合物、分散劑和硫酸鉀混合，得到混合原料，將混合原料置于低溫?cái)嚢枨蚰C(jī)的球磨罐中，然后加入氧化鋯磨球，以液氮為球磨介質(zhì)進(jìn)行球磨，得到球磨物料；將球磨原料加入球磨反應(yīng)釜中，加入氧化鋯磨球和醇類(lèi)進(jìn)行濕法球磨反應(yīng)，球磨后，得到含銀混合物料；將含銀混合物料和還原劑A加入超臨界二氧化碳反應(yīng)器中反應(yīng)，然后泄壓，將反應(yīng)后的物料全部加入水熱反應(yīng)釜中，同時(shí)加入還原劑B，進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)后冷卻至室溫，分離反應(yīng)產(chǎn)物，洗滌，干燥，得到微納米銀粉。本發(fā)明制備出振實(shí)密度高、分散性好、粉體粒徑分布窄的微納米銀粉；其具有良好的穩(wěn)定性和導(dǎo)電率，以及良好的附著力和印刷性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及銀粉制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微納米銀粉的制備方法。

背景技術(shù)

微納米銀粉是中高端導(dǎo)電銀漿的核心關(guān)鍵原材料，固含量占漿料總質(zhì)量的60～90％,成本占銀漿成本的90％左右。其關(guān)鍵性能參數(shù)直接影響到銀漿的印刷與導(dǎo)電性能。銀的粒度低至納米級(jí)時(shí)，其本身具有量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)及表面效應(yīng)。納米顆粒呈現(xiàn)出許多獨(dú)特的物理、化學(xué)性質(zhì)，如高的比表面積、強(qiáng)的活性、低溫?zé)Y(jié)等，這些特性使銀納米顆粒在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，具有優(yōu)良的催化作用、抗菌性、非線性光學(xué)特性、超高導(dǎo)電率。

目前該類(lèi)型銀粉以進(jìn)口產(chǎn)品為主，主要的技術(shù)瓶頸是工業(yè)上采用的化學(xué)還原法制備微納米銀粉，成核生長(zhǎng)機(jī)理復(fù)雜，影響因素高達(dá)數(shù)十項(xiàng)，宏量生產(chǎn)后涉及到動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)、電化學(xué)及流體力學(xué)等綜合的過(guò)程，技術(shù)門(mén)檻很高，受制于技術(shù)與工藝水平的限制，很難保持銀粉性能的可控性。

納米銀的制備方法一般需滿足以下幾個(gè)基本要求：(1)能夠控制顆粒形狀、大小和粒度分布；(2)易于收集(分離)；(3)有較好的穩(wěn)定性和保存性。

但是由于納米銀粉的粒徑較小、表面活化能較高、難分散，容易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象。因此，如何提高納米銀粉在銀漿中的分散穩(wěn)定性一直是研究的熱點(diǎn)。目前在制備納米銀的技術(shù)中，普遍存在著尺寸大、分散性差、粒徑分布廣、尺寸穩(wěn)定性差、成本較高等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題和/或缺陷，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種微納米銀粉的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、將銀化合物、分散劑和硫酸鉀混合，得到混合原料，將混合原料置于低溫?cái)嚢枨蚰C(jī)的球磨罐中，然后加入氧化鋯磨球，以液氮為球磨介質(zhì)進(jìn)行球磨，得到球磨物料；

步驟二、將球磨原料加入球磨反應(yīng)釜中，加入氧化鋯磨球和醇類(lèi)進(jìn)行濕法球磨反應(yīng)，球磨后，得到含銀混合物料；

步驟三、將含銀混合物料和還原劑A加入超臨界二氧化碳反應(yīng)器中，在體系密閉后，通入二氧化碳，在壓力為15～20MPa、溫度為45℃～55℃的條件下反應(yīng)1～3h，然后泄壓，將反應(yīng)后的物料全部加入水熱反應(yīng)釜中，同時(shí)加入還原劑B，在100～180℃下進(jìn)行水熱反應(yīng)4～6小時(shí)，反應(yīng)后冷卻至室溫，分離反應(yīng)產(chǎn)物，洗滌，干燥，得到微納米銀粉。

優(yōu)選的是，所述步驟一中，銀化合物為檸檬酸銀、硝酸銀、碳酸銀、乙酸銀、三氟乙酸銀中的任意一種；分散劑為羧甲基纖維素、聚丙烯酸銨、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚甲基丙烯酰胺、月桂酸中的任意一種。

優(yōu)選的是，所述步驟一中，所述分散劑為重量比為1:2:1的聚丙烯酸、聚丙烯酸銨和羧甲基纖維素。

優(yōu)選的是，所述銀化合物與分散劑的重量比為1：1.5～3；所述銀化合物與硫酸鉀的重量比為6～8:1。

優(yōu)選的是，所述步驟一中，球磨罐中的液氮填充率為70％～80％，攪拌球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為500～650r/min，氧化鋯磨球與混合原料的重量比為9～14：1，球磨時(shí)間為8～10h。