一种粒径可精确控制的类球形银粉及其制备方法与流程

    专利2022-07-07  60


    本发明涉及一种银粉的制备方法,尤其涉及一种粒径可精确控制的类球形银粉及其制备方法。



    背景技术:

    银粉具有优异的导电导热性能,广泛应用于太阳能电池浆料、导电胶等电子浆料领域。随着石油、煤炭等不可再生资源的日益枯竭,以及人们环保意识的增强,新能源的发展越来越受到人们的重视,尤其是开发利用太阳能成为热点。银粉是晶硅太阳能电池银浆的导电相,在银浆中的质量比约占到90%,对浆料的流变性能、印刷性有很大影响,同时对太阳能电池的光电转化效率起决定性的作用。随着市场对晶体硅太阳能电池的光电转化效率的要求越来越高,对于银粉的研究也越来越受到科研人员的关注。目前银粉的制备方法主要有气相法、固相法和液相法。气相法所需设备比较昂贵,投资大,生产效率低;固相法虽然方法简单,但制备的银粉粒径偏大且不可控;液相法所需设备及工艺简单、技术参数容易控制,适用于大批量生产。

    目前液相化学还原法制备银粉是应用最广泛的一种方法,该方法利用还原剂从银盐、银的络合物还原出银颗粒,其还原过程包括成核与生长的过程,一般通过反应温度、ph值、反应物浓度、还原剂种类控制成核速率与生长速率进而调节银粉的形貌、粒径;但此过程中势必会造成一部分颗粒生长时间长、一部分颗粒生长时间短或不生长,造成银粉粒径控制不精确,形貌不均匀。

    专利cn104646683a公开了一种粒度可控的类球形银粉的制备方法,该方法先通过水热法制备纳米级球形银粉作为晶种,再利用水热法,将银盐与分散剂混合溶液正向滴加到还原剂和晶种中,采用沉淀反应诱导银晶种均匀长大。此法周期长、银粉结晶度低、形貌不均匀、粒度可调范围窄,粒径不能精确控制,且操作繁琐、需要在一定压力容器内和高温下完成反应,不适于大规模工业化生产,存在一定的操作风险。



    技术实现要素:

    为了解决以上技术问题,本发明通过在分散剂与纳米银胶的混合液中并流滴加银盐溶液和还原剂溶液,以控制单质银的生成速度,使得单质银在提供的纳米银胶上均匀成长,获得粒径可精确控制的类球形银粉。

    本发明所采用的技术方案如下:

    根据本申请的一个方面,提供了一种粒径可精确控制的类球形银粉的制备方法,所述方法包括以下步骤:

    (1)将纳米银胶与分散剂溶液混合,得到混合液,所述纳米银胶中银颗粒呈近球形;

    (2)在搅拌条件下,将银盐溶液和还原剂溶液以并流加入的方式同时滴加到步骤(1)的混合液中反应,得到银粉浆液;

    (3)将步骤(2)的银粉浆液经固液分离、洗涤、干燥后,得到所述类球形银粉。

    进一步的,步骤(1)中,所述纳米银胶中银颗粒的粒径为50~300nm,银颗粒的含量为0.5~4%,所述银颗粒具有亲水表面。

    优选的,所述纳米银胶中银颗粒的粒径为100~200nm,银颗粒的含量为1~3%,所述银颗粒具有亲水表面。优选的,所述纳米银胶中银颗粒的粒径的下限值选自110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、170nm、180nm或190nm,所述纳米银胶中银颗粒的粒径的上限值选自110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、170nm、180nm或190nm,银颗粒的含量的下限值选自1.5%、2%或2.5%,银颗粒的含量的上限值选自1.5%、2%或2.5%。

    进一步的,步骤(1)中,所述纳米银胶通过以下制备方法获得:

    ①将硝酸银与沉淀剂反应形成银的前驱体,然后与纳米胶银晶种混合,生成含银前躯体沉淀;

    ②将步骤①的含银前躯体沉淀与还原剂混合,得到纳米银胶。

    进一步的,步骤(2)中,所述银盐溶液的滴加时间为10~25min,所述还原剂溶液的滴加时间为8~20min;

    优选的,步骤(2)中,所述银盐溶液的滴加时间为12~20min,所述还原剂溶液的滴加时间为10~16min;优选的,所述银盐溶液的滴加时间的下限值选自13min、14min、15min、16min、17min、18min或19min,所述银盐溶液的滴加时间的上限值选自13min、14min、15min、16min、17min、18min或19min;所述还原剂溶液的滴加时间的下限值选自11min、12min、13min、14min或15min,所述还原剂溶液的滴加时间的上限值选自11min、12min、13min、14min或15min。

    进一步的,步骤(2)中,所述搅拌的速度为50~200r/min,和/或所述反应的温度为10~25℃。

    进一步的,在步骤(1)之前,还包括分别配制得到银盐溶液、还原剂溶液和分散剂溶液的步骤;

    优选的,将可溶性银盐溶于去离子水中,调节溶液的ph为0.5~3,配制得到银盐溶液;

    将还原剂溶于去离子水中,调节溶液的ph为1~6,配制得到还原剂溶液;和/或

    将分散剂溶于去离子水中,配制得到分散剂溶液。

    进一步的,所述可溶性银盐为硝酸银,所述还原剂选自葡萄糖、硼氢化钠、甲醛、抗坏血酸、水合肼、对苯二酚、链烷醇胺和双氧水中的至少一种;和/或所述分散剂选自聚乙二醇、聚乙烯醇、明胶、十二烷基苯磺酸钠、吐温80、聚乙烯吡咯烷酮和阿拉伯树胶中的至少一种。

    进一步的,所述银盐溶液中银离子浓度为0.2~3mol/l,所述还原剂溶液中还原剂浓度为0.1~5mol/l,和/或所述分散剂溶液中分散剂浓度为100~600g/l。

    进一步的,步骤(3)中,所述干燥的温度为90~120℃,时间为5~20min;优选的,所述干燥的温度为95~105℃,时间为10~15min。

    根据本申请的另一个方面,提供了所述的制备方法制得的粒径可精确控制的类球形银粉,所述类球形银粉的粒径为0.5~3.0μm,振实密度为5.0g/cm3以上。

    本申请的有益效果包括但不限于:

    (1)根据本申请粒径可精确控制的类球形银粉的制备方法,通过在分散剂与纳米银胶的混合液中并流滴加银盐溶液和还原剂溶液,以控制单质银的生成速度,使得单质银在提供的纳米银胶晶种上均匀成长,获得粒径精确可控的类球形银粉,且反应条件温和,常温常压、设备和工艺简单,生产周期短,易于放大和产业化应用。

    (2)根据本申请粒径可精确控制的类球形银粉的制备方法,通过控制纳米银胶中银颗粒的粒径和含量、银盐溶液和还原剂溶液的滴加流速等,可以实现银粉晶粒的精确控制,控制合成的目标粒径和实际产出粒径的误差在±0.1μm以内。

    (3)根据本申请的类球形银粉,粒径可控范围广,所述类球形银粉的粒径为0.5~3.0μm,振实密度为5.0g/cm3以上,制备的银粉形貌均匀,分散性好,振实密度高,可用于制备太阳能电池用银浆和/或电子元器件用电极浆料等。

    附图说明

    图1为本发明实施例1制得的类球形银粉的扫描电镜图;

    图2为本发明实施例2制得的类球形银粉的扫描电镜图;

    图3为本发明实施例3制得的类球形银粉的扫描电镜图;

    图4为本发明实施例4制得的类球形银粉的扫描电镜图;

    图5为本发明实施例5制得的类球形银粉的扫描电镜图;

    图6为本发明实施例6制得的类球形银粉的扫描电镜图;

    图7为本发明对比例1制得的类球形银粉的扫描电镜图;

    图8为本发明对比例2制得的类球形银粉的扫描电镜图。

    具体实施方式

    下面结合具体实施例对本发明进行详细说明,以下实施例仅为方便本领域技术人员理解本发明技术方案,实现或使用本发明所做的说明,并不以此限定本发明的保护范围。

    本发明中,如未指定,所采用原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。实施例中的方法,如无特殊说明,均为本领域的常规方法。

    本申请使用纳米银胶作为晶种,所述纳米银胶中银颗粒的粒径为50~300nm,银颗粒的含量为0.5~4%,所述银颗粒具有亲水表面。只要满足上述条件的纳米银胶都可作为本申请的晶种。具体的,下列实施例中使用的纳米银胶参考专利cn102407342b,所述纳米银胶的制备方法具体包括以下步骤:

    (1)晶种的制备

    聚合物以单体计算,先将分散剂i和硝酸银按摩尔比1~100:1溶解于水中,形成硝酸银浓度为0.01~20.0mmol/l混合溶液i,然后搅拌下加入还原剂i的溶液,继续搅拌反应形成纳米银晶种;

    其中,分散剂i是明胶、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、柠檬酸、柠檬酸三钠、油酸钠、十二烷基苯磺酸钠之一或组合;还原剂i是硼氢化钠、水合肼、抗坏血酸或双氧水之一或组合;还原剂i与硝酸银的摩尔比为0.2~3:1;

    (2)含银前驱体沉淀的制备

    ①先将络合剂与硝酸银溶解于水中,形成硝酸银浓度为0.1~2.0mol/l的混合溶液ii;其中,所述的络合剂是柠檬酸、柠檬酸三钠、油酸钠、氨水、聚乙烯吡咯烷酮、甲酰胺、聚丙烯酸之一或组合;其中聚合物以单体计算,络合剂与硝酸银的摩尔比为0.1~10:1;

    ②再将分散剂ii、沉淀剂和步骤⑴制备的晶种于水中形成混合溶液iii;

    所述的分散剂ii是明胶、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、柠檬酸、柠檬酸三钠、油酸钠、十二烷基苯磺酸钠之一或组合;所述的沉淀剂是草酸、草酸钠、碳酸氢铵、碳酸钠、磷酸、磷酸钠、盐酸、氯化钠、氢氧化钠、硫酸、硫酸铵之一或组合;

    ③在搅拌下,将混合溶液ii加入混合溶液iii中,搅拌反应,形成均匀的含银前驱体沉淀;

    (3)纳米银胶粒的氧化还原制备

    ①聚合物以单体计算,将分散剂iii与还原剂ii按摩尔比为0.1~10:1加入水中溶解形成混合溶液iv;所述分散剂iii是明胶、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、柠檬酸、柠檬酸三钠、油酸钠、十二烷基苯磺酸钠之一或组合,还原剂ii是硼氢化钠、水合肼、抗坏血酸或双氧水;

    ②将分散剂iv、反应速度控制剂加入水中溶解形成混合溶液v;所述分散剂iv是明胶、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、柠檬酸、柠檬酸三钠、油酸钠、十二烷基苯磺酸钠之一或组合;反应速度控制剂是氨水、硝酸或氢氧化钠;其中聚合物以单体计算,所述分散剂iv用量与混合溶液iv中还原剂ii的摩尔比为0.1~10:1;反应速度控制剂用量与混合溶液iv中还原剂ii的摩尔比为0.1~10:1;混合溶液v中反应速度控制剂的浓度为0.05~3.0mol/l;

    ③将混合溶液iv与混合溶液v等速加入步骤(2)制得的含银前驱体沉淀中,搅拌反应生成纳米银胶,作为下述实施例制备方法中的晶种。

    本申请实施例的银粉控制合成方法,可以将晶核生成和晶体生长两个阶段分离并有效防止反应体系中的二次成核,通过晶核的大小和数量(对应加入的银胶粒的粒径和含银质量)、以及晶体生长阶段在晶核外均匀包覆的银的质量(对应加入的银盐的含银质量),可依据晶体生长理论,计算出产出银粉的目标粒径(理论粒径),因此,可实现银粉粒径的精确控制合成。具体的,目标粒径的计算可参考文献crystalgrowth&design2010,vol.103378-3386,

    其中“d”为目标粒径;“d”为选用的银胶粒的粒径;“n”为加入的银胶粒的含银质量;“n”为加入的银盐的含银质量。

    实施例1制备目标粒径d50为0.5μm的类球形银粉1#

    所述类球形银粉的具体制备方法包括以下步骤:

    (1)称取4.5kg硝酸银固体,配制成1mol/l的硝酸银溶液a并加入硝酸,调到ph至2;称取5kg抗坏血酸做还原剂,配制成1.5mol/l的还原剂溶液b并加入氨水调ph至5;称取3.2kg聚乙烯吡咯烷酮,配制成浓度为250g/l分散剂溶液c。

    (2)称取300g粒径为50nm的上述晶种(其中银颗粒含量为1.0%,银颗粒具有亲水表面),加入到分散剂溶液c中搅拌均匀后,保持反应釜温度为15℃、搅拌速度200r/min,将硝酸银溶液a和还原剂溶液b以并流加料方式分别滴加到分散剂溶液c中,滴加的时间分别为12min、10min。

    (3)用去离子水、乙醇洗涤、离心分离,100℃下干燥5min,过800目筛,制得银粉。

    本实施例所得银粉的理论粒径依据公式计算

    所得银粉的实际粒径d50为0.490μm,扫描电镜图见图1,如图1所示,银粉粒径分布集中、形貌均一,分散性好。

    实施例2制备目标粒径d50为0.8μm的类球形银粉2#

    所述类球形银粉的具体制备方法包括以下步骤:

    (1)称取4.5kg硝酸银固体,配制成1mol/l的硝酸银溶液a并加入硝酸,调到ph至2;称取5kg葡萄糖做还原剂,配制成2mol/l的还原剂溶液b并加入氢氧化钠调ph至5;称取3.2kg聚乙烯吡咯烷酮,配制成浓度为250g/l分散剂溶液c。

    (2)称取300g粒径为100nm的上述晶种(其中银颗粒含量为1.5%,银颗粒具有亲水表面),加入到分散剂溶液c中搅拌均匀后,保持反应釜温度为20℃、搅拌速度200r/min,将硝酸银溶液a和还原剂溶液b以并流加料方式分别滴加到分散剂溶液c中,滴加的时间分别为12min、10min。

    (3)用去离子水、乙醇洗涤、离心分离,95℃下干燥10min,过625目筛,制得银粉。

    本实施例所得银粉的理论粒径依据公式计算

    所得银粉的实际粒径d50为0.856μm,扫描电镜图见图2,如图2所示,银粉粒径分布集中、形貌均一,分散性好。

    实施例3制备目标粒径d50为1.25μm的类球形银粉3#

    所述类球形银粉的具体制备方法包括以下步骤:

    (1)称取4.5kg硝酸银固体,配制成1mol/l的硝酸银溶液a并加入硝酸,调到ph至2;称取5kg抗坏血酸做还原剂,配制成1.5mol/l的还原剂溶液b并加入氢氧化钾调ph至4;称取3.2kg阿拉伯树胶,配制成浓度为250g/l分散剂溶液c。

    (2)称取100g粒径为100nm的上述晶种(其中银颗粒含量为1.5%,银颗粒具有亲水表面),加入到分散剂溶液c中搅拌均匀后,保持反应釜温度为20℃、搅拌速度150r/min,将硝酸银溶液a和还原剂溶液b以并流加料方式分别滴加到分散剂溶液c中,滴加的时间分别为12min、10min。

    (3)用去离子水、乙醇洗涤、离心分离,90℃下干燥20min,过600目筛,制得银粉。

    本实施例所得银粉的理论粒径依据公式计算

    所得银粉的实际粒径d50为1.291μm,扫描电镜图见图3,如图3所示,银粉粒径分布集中、形貌均一,分散性好。

    实施例4制备目标粒径d50为2.0μm的类球形银粉4#

    所述类球形银粉的具体制备方法包括以下步骤:

    (1)称取4.5kg硝酸银固体,配制成1mol/l的硝酸银溶液a并加入硝酸,调到ph至2;称取5kg抗坏血酸做还原剂,配制成1.5mol/l的还原剂溶液b并加入氨水调ph至4;称取3.2kg聚乙烯吡咯烷酮,配制成浓度为250g/l分散剂溶液c。

    (2)称取150g粒径为200nm的上述晶种(其中银颗粒含量为2.0%,银颗粒具有亲水表面),加入到分散剂溶液c中搅拌均匀后,保持反应釜温度为15℃、搅拌速度150r/min,将硝酸银溶液a和还原剂溶液b以并流加料方式分别滴加到分散剂溶液c中,滴加的时间分别为12min、10min。

    (3)用去离子水、乙醇洗涤、离心分离,120℃下干燥5min,过400目筛,制得银粉。

    本实施例所得银粉的理论粒径依据公式计算

    所得银粉的实际粒径d50为1.991μm,扫描电镜图见图4,如图4所示,银粉粒径分布集中、形貌均一,分散性好。

    实施例5制备目标粒径d50为2.5μm的类球形银粉5#

    所述类球形银粉的具体制备方法包括以下步骤:

    (1)称取4.5kg硝酸银固体,配制成1mol/l的硝酸银溶液a并加入硝酸,调到ph至2;称取5kg抗坏血酸做还原剂,配制成1.5mol/l的还原剂溶液b并加入氨水调ph至4;称取3.2kg聚乙烯吡咯烷酮,配制成浓度为250g/l分散剂溶液c。

    (2)称取200g粒径为300nm的上述晶种(其中银颗粒含量为2.5%,银颗粒具有亲水表面),加入到分散剂溶液c中搅拌均匀后,保持反应釜温度为20℃、搅拌速度150r/min,将硝酸银溶液a和还原剂溶液b以并流加料方式分别滴加到分散剂溶液c中,滴加的时间分别为12min、10min。

    (3)用去离子水、乙醇洗涤、离心分离,105℃下干燥5min,过600目筛,制得银粉。

    本实施例所得银粉的理论粒径依据公式计算

    所得银粉的实际粒径d50为2.490μm,扫描电镜图见图5,如图5所示,银粉粒径分布集中、形貌均一,分散性好。

    实施例6制备目标粒径d50为3.0μm的类球形银粉6#

    所述类球形银粉的具体制备方法包括以下步骤:

    (1)称取9kg硝酸银固体,配制成2mol/l的硝酸银溶液a并加入硝酸,调到ph至1;称取10kg抗坏血酸做还原剂,配制成3mol/l的还原剂溶液b并加入氨水调ph至5;称取6.4kg聚乙烯吡咯烷酮,配制成浓度为250g/l分散剂溶液c。

    (2)称取200g粒径为300nm的上述晶种(其中银颗粒含量为3%,银颗粒具有亲水表面),加入到分散剂溶液c中搅拌均匀后,保持反应釜温度为20℃、搅拌速度150r/min,将硝酸银溶液a和还原剂溶液b以并流加料方式分别滴加到分散剂溶液c中,滴加的时间分别为20min、16min。

    (3)用去离子水、乙醇洗涤、离心分离,100℃下干燥10min,过400目筛,制得银粉。

    本实施例所得银粉的理论粒径依据公式计算

    所得银粉的实际粒径d50为3.091μm,扫描电镜图见图6,如图6所示,银粉粒径分布集中、形貌均一,分散性好。

    对比例1制备类球形银粉d1#

    所述对比例银粉的制备方法与实施例4基本相同,区别是滴加反应的加料速度变快,滴加时间变短,具体包括以下步骤:

    (1)称取4.5kg硝酸银固体,配制成1mol/l的硝酸银溶液a并加入硝酸,调到ph至2;称取5kg抗坏血酸做还原剂,配制成1.5mol/l的还原剂溶液b并加入氨水调ph至4;称取3.2kg聚乙烯吡咯烷酮,配制成浓度为250g/l分散剂溶液c。

    (2)称取150g粒径为200nm的上述晶种(其中银颗粒含量为2.0%,银颗粒具有亲水表面),加入到分散剂溶液c中搅拌均匀后,保持反应釜温度为15℃、搅拌速度150r/min,将硝酸银溶液a和还原剂溶液b以并流加料方式分别滴加到分散剂溶液c中,滴加的时间分别为5min、4min。

    (3)用去离子水、乙醇洗涤、离心分离,120℃下干燥5min,过400目筛,制得银粉。

    本对比例所得银粉的理论粒径依据公式计算

    所得银粉的实际粒径d50为1.532μm,扫描电镜图见图7,如图7所示,银粉粒径分布较宽、形貌尚均一,有少量团聚体。

    对比例2制备类球形银粉d2#

    所述对比例银粉的制备方法与实施例4基本相同,区别是选用的晶种来自于阿拉丁试剂平台(aladdin,s110970,200nm),具体包括以下步骤:

    (1)称取4.5kg硝酸银固体,配制成1mol/l的硝酸银溶液a并加入硝酸,调到ph至2;称取5kg抗坏血酸做还原剂,配制成1.5mol/l的还原剂溶液b并加入氨水调ph至4;称取3.2kg聚乙烯吡咯烷酮,配制成浓度为250g/l分散剂溶液c。

    (2)称取3g超细银粉(aladdin,s110970,200nm),在烧杯中与150ml水混合,然后放入超声波水浴中分散15min,将上述超细银粉分散液作为晶种,加入到分散剂溶液c中搅拌均匀后,保持反应釜温度为15℃、搅拌速度150r/min,将硝酸银溶液a和还原剂溶液b分别滴加到分散剂溶液c中,滴加的时间分别为12min、10min。

    (3)用去离子水、乙醇洗涤、离心分离,120℃下干燥5min,过400目筛,制得银粉。

    本对比例所得银粉的理论粒径依据公式计算

    所得银粉的实际粒径d50为2.649μm,扫描电镜图见图8,如图8所示,银粉颗粒分散性差、有较明显的团聚。

    表1各实施例和对比例所得银粉的性能参数比较

    由表1的结果可知,对比例d1#银粉制备时加料速度过快,致使反应过快,氧化还原反应形成的银单质来不及完全包覆生长到晶种表面,所以有二次成核形成的小颗粒和团聚产生,因此得到银粉颗粒分散性欠佳、粒径分布不均,粉体振实密度相对较低,实际粒径与目标粒径偏差较大,不能依照理论计算实现控制合成。对比例d2#银粉制备时采用外购的超细银粉经超声分散后作为晶种,由于晶种的分散性和表面活性的差异,导致得到的银粉分散性差、有较明显的团聚,粉体振实密度较低,实际粒径与目标粒径偏差较大,也不能依照理论计算实现控制合成。本申请实施的银粉控制合成方法,可以将晶核生成和晶体生长两个阶段分离并有效防止反应体系中的二次成核,氧化还原反应生成的银单质可以在分散的晶核表面均匀包覆生长,可依据晶体生长理论实现控制合成。在具体的实施例1-6中,依次从0.5~3.0μm的粒径范围内控制制备类球形银粉,得到的银粉颗粒形貌均匀、分散良好,粉体振实密度较高,通过设计和调控工艺参数,例如晶种的大小和数量、反应物料的加入速度和数量等,得到的实际粒径与理论计算的目标粒径基本相符,依此可实现类球形银粉的粒径精确控制合成。

    以上所述,仅为本申请的实施例而已,本申请的保护范围并不受这些具体实施例的限制,而是由本申请的权利要求书来确定。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的技术思想和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。


    技术特征:

    1.一种粒径可精确控制的类球形银粉的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

    (1)将纳米银胶与分散剂溶液混合,得到混合液,所述纳米银胶中银颗粒呈近球形;

    (2)在搅拌条件下,将银盐溶液和还原剂溶液以并流加入的方式同时滴加到步骤(1)的混合液中反应,得到银粉浆液;

    (3)将步骤(2)的银粉浆液经固液分离、洗涤、干燥后,得到所述类球形银粉。

    2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述纳米银胶中银颗粒的粒径为50~300nm,银颗粒的含量为0.5~4%,银颗粒具有亲水表面;

    优选的,所述纳米银胶中银颗粒的粒径为100~200nm,银颗粒的含量为1~3%,银颗粒具有亲水表面。

    3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述纳米银胶通过以下制备方法获得:

    ①将硝酸银与沉淀剂反应形成银的前驱体,然后与纳米胶银晶种混合,生成含银前躯体沉淀;

    ②将步骤①的含银前躯体沉淀与还原剂混合,得到纳米银胶。

    4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述银盐溶液的滴加时间为10~25min,所述还原剂溶液的滴加时间为8~20min;

    优选的,步骤(2)中,所述银盐溶液的滴加时间为12~20min,所述还原剂溶液的滴加时间为10~16min。

    5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述搅拌的速度为50~200r/min,和/或

    所述反应的温度为10~25℃。

    6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤(1)之前,还包括分别配制得到银盐溶液、还原剂溶液和分散剂溶液的步骤;

    优选的,将可溶性银盐溶于去离子水中,调节溶液的ph为0.5~3,配制得到银盐溶液;

    将还原剂溶于去离子水中,调节溶液的ph为1~6,配制得到还原剂溶液;和/或

    将分散剂溶于去离子水中,配制得到分散剂溶液。

    7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述可溶性银盐为硝酸银,

    所述还原剂选自葡萄糖、硼氢化钠、甲醛、抗坏血酸、水合肼、对苯二酚、链烷醇胺和双氧水中的至少一种;和/或

    所述分散剂选自聚乙二醇、聚乙烯醇、明胶、十二烷基苯磺酸钠、吐温80、聚乙烯吡咯烷酮和阿拉伯树胶中的至少一种。

    8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述银盐溶液中银离子浓度为0.2~3mol/l,

    所述还原剂溶液中还原剂浓度为0.1~5mol/l,和/或

    所述分散剂溶液中分散剂浓度为100~600g/l。

    9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述干燥的温度为90~120℃,时间为5~20min;

    优选的,所述干燥的温度为95~105℃,时间为10~15min。

    10.权利要求1~9任一项所述的制备方法制得的类球形银粉,其特征在于,所述类球形银粉的粒径为0.5~3.0μm,振实密度为5.0g/cm3以上。

    技术总结
    本发明提供了一种粒径可精确控制的类球形银粉及其制备方法,所述方法包括以下步骤:(1)将纳米银胶与分散剂溶液混合,得到混合液,所述纳米银胶中银颗粒呈近球形;(2)在搅拌条件下,将银盐溶液和还原剂溶液并流滴加到步骤(1)的混合液中反应,得到银粉浆液;(3)将步骤(2)的银粉浆液经固液分离、洗涤、干燥后,得到所述类球形银粉。通过在分散剂与晶种的混合液中并流滴加银盐溶液和还原剂溶液,以控制单质银的生成速度,使得单质银在提供的纳米银胶晶种上均匀成长,获得粒径精确可控的类球形银粉,且反应条件温和,常温常压、设备和工艺简单,生产周期短,易于放大和产业化应用;制备的银粉形貌均匀,分散性好,振实密度高。

    技术研发人员:陈波;许文艳;马跃跃;王艳云;陈朋;韩世生
    受保护的技术使用者:山东建邦胶体材料有限公司
    技术研发日:2020.10.30
    技术公布日:2021.03.12

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