[发明专利]一种片状微米银粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及银粉的制备方法，特别涉及一种片状微米级银粉的制备方法。

背景技术

导电银浆是电子工业领域最重要的材料之一，它利用高纯度(＞99.5％)的银粉制成各种各样导电浆(油墨、膏、糊、剂)，广泛应用于印刷线路的涂布、电子器件的粘接等。作为导电浆(油墨、膏、糊、剂)填料的银粉，则是重要的关键性材料，要求其纯度高、颗粒细，分散性好。不同用途的导电浆对其颗粒的形状还有特殊的要求。人们熟知的球状粉体具有最小的比表面积和较高的表面能，容易发生团聚。同时由于在导电层中的传导性依靠的是颗粒间的点接触，因此电阻较高，导电性差。而片状银粉颗粒间是面接触或线接触，所以电阻相对较低，导电性较好，这就增加了电子元器件的可靠性，可以减少涂层的厚度，为小型化提供有利条件。

公知的关于片状银粉制备方法较多，分为化学法和机械法。

化学法生产片状银粉有T颗粒卤化银还原法、光诱导法、异质晶核法、模板法、直接还原法等。T颗粒卤化银还原法存在还原过程颗粒形态不易保持、卤素残留、明胶残留等问题，所得片状银粉电阻较大。光诱导法由于反应特性需要，一般需要照射十个小时以上，且反应物浓度较低，制备效率很低；生成颗粒均为纳米级别，轧制成浆料并加热固化时，随着固化温度升高，银片收缩，形成颗粒并变粗，失去金属光泽呈银灰色，导致电阻增加，没有大的实用价值。异质晶核法是在反应体系中引入其他贵金属催化剂，如氯铂酸等，为片状晶体生长提供一个平面，由于铂的引入，造成银粉成本过高。模板法由于需要借助高浓度表面活性剂形成的胶束做为银颗粒生长的模板，必然产生表面活性剂种类的限制、分散剂残留、银离子与表面活性剂结合导致反应不完全等问题。目前较为接近实际应用的制备方法之一，是直接还原法，即不使用诱导剂和表面活性剂，在酸性条件下，使用抗坏血酸直接还原制备片状银粉的方法，收率可以达到95％。申请号为200610165230.9、名称为“片状微米银粉的化学制备方法”的中国专利公开了一种制备方法，它操作简单，不需要进行光诱导，不使用络合剂和诱导剂，银粉纯度高；但存在酸用量大、反应容器表面易生成一层银膜等问题，另外收率95％对于贵金属加工来说，仍显偏低。

对于片状颗粒产率和纯度最有可能达到应用水平的模板法片状银粉和直接合成法片状银粉，进行实用检验时，发现其电阻明显高于物理研磨法制备的同等厚度、同等粒径水平、相同化学包覆的光亮银粉。分析其原因，主要是合成法片状银晶体中的晶界对电子迁移有阻碍作用。银晶体属于具有{111}面的面心立方晶系。据文献介绍，生成片状银颗粒，主要是通过对合成条件的控制，在{111}方向上产生大量层错，阻止晶体在此方向上生长，进而造成银颗粒在{111}面侧向生长，产生片状银颗粒。尽管生成的单个六边型或三角形银颗粒，显微观察表现为单晶形态，但晶体内部存在大量晶界。因此合成法制备的片状银粉，其电性能不具备实际应用的价值。同时，由于颗粒表面光滑，表面能较低，或吸附有亲水性的表面活性剂，造成银粉与极性较弱的树脂体系无法相容，制得的浆料不具备导电浆料印刷或涂覆加工所需的黏弹性、触变性等基本物理性能。所以说，合成法片状银粉不具备直接应用的可能。

机械球磨制备片状银粉是通用的片状金属粉末制备技术，一般采用湿法球磨。首先制备成球状或树枝状的粉体，然后经过长时间(30-50小时)的机械研磨，使之形成不规则的片状银片。机械球磨法方法简单，但生产周期长，能耗高；银粉易受研磨过程中的杂质污染，同时还会产生冷焊，不易达到要求的细度。尤其是所得片状银粉颗粒分布宽，厚度不均一，银粉表面平整度差，吸油量高。用于高固含量导电油墨、导电胶，会产生粘度大、流动性差的问题。但是研磨法制备的片状银粉，表面经过冲击，形成无定型化结构，消除了合成过程积累在晶体中的能量，具有导电性能方面的优势。同时，由于颗粒表面粗糙，比表面积较大，且在研磨过程经研磨助剂改性，所得片状银粉对极性较弱的树脂具有较好的相容性。因此，使用研磨法银粉制备的导电浆料具有较好的黏弹性、触变性，目前市场上绝大多数低温固化导电浆料都使用物理研磨法制备的片状银粉。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服已有技术之缺陷而提供一种片状微米银粉的制备方法，该方法将化学制备方法和机械球磨制备方法结合在一起，其制备时间短，工艺简单，生产效率高，辅助原材料用量小。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：