一種占比可調(diào)的超細片狀和球狀混合銀粉及其制備方法與流程

本發(fā)明屬于電子漿料及微電子元件用金屬粉末的制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種占比可調(diào)的超細片狀和球狀混合銀粉的制備方法。

技術(shù)背景

銀粉由于具有優(yōu)異的導電性而成為電子漿料的重要組成部分，是目前電子工業(yè)中應用最為廣泛、用量最大的一種貴金屬材料。隨著電子產(chǎn)品微型化、集成化、智能化趨勢的發(fā)展，市場對銀粉產(chǎn)品的性能要求也越來越高。不同形貌的銀粉在相同的使用環(huán)境下，其性能會有很大差異。其中，片狀銀粉作為填料導電時銀粉相互間是面接觸，所以片狀銀粉較之球狀銀粉的點接觸的電阻要低很多。因此，使用片狀銀粉，一方面可以節(jié)約銀粉用量，另一方面可以減少涂層的厚度，有利于電子元器件的小型化；此外，當片狀銀粉和球狀銀粉混合時，球狀銀粉交疊在片狀銀粉間，可以提高單位面積的銀含量，從而進一步降低電阻率，提高導電性。

目前，片狀銀粉制備方法很多，主要有機械球磨法、光誘導法、模板法、溶液還原法和超聲輔助法等。其中溶液還原法由于操作簡便，設備要求低且產(chǎn)物片狀銀粉純度高、性能好而成為目前常用也是最具潛力的制備方法之一。

中國專利文獻CN102133645B公開了一種環(huán)境友好的微米級三角形銀片的制備方法，該方法通過滴加硝酸銀氧化液到葡萄糖的還原液中，然后恒溫在75-95℃溫度中48-72h得到微米級三邊形銀片。

中國專利文獻CN102974837A公開一種片狀納米銀粉的制備方法，該方法優(yōu)選溫度40-80℃，在含有表面活性劑的銀鹽水溶液和亞鐵溶液反應得到形狀不規(guī)則的銀片。

中國專利文獻CN104690286A公開一種片狀和球狀混合銀粉及其制備方法，該方法通過抗壞血酸還原含有濃硫酸的硝酸銀溶液制備出微米銀片和納米銀球。

上述報道的制備片狀銀粉的方法或者反應過程繁瑣、反應時間長、產(chǎn)物團聚嚴重；或者使用試劑對環(huán)境不夠友好；或者得到的片狀銀粉平均粒徑大于5μm，無法很好地應用于目前高分辨率印刷設備及適應產(chǎn)品微型化的快速發(fā)展需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種占比可調(diào)的超細片狀和球狀混合銀粉的高效快速制備方法，由該方法制備的片狀和球狀混合銀粉具有良好的分散性和均一性以及特定的尺寸，尤其是其合成過程簡單、快速、后續(xù)處理簡便且重復性高，從而有利于實施工業(yè)化生產(chǎn)。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：

一種占比可調(diào)的超細片狀和球狀混合銀粉的制備方法，由含有酸溶液(形貌調(diào)節(jié)劑)的銀鹽水溶液與含表面活性劑的亞鐵鹽反應獲得。

具體包括以下步驟：

步驟(1)：分別配制質(zhì)量濃度為1-10g/L的銀鹽溶液和質(zhì)量濃度為9-110g/L的亞鐵鹽溶液；

步驟(2)：按表面活性劑：銀鹽的質(zhì)量比＝0.1-4的比例稱取表面活性劑，并將表面活性劑溶于步驟(1)配制的亞鐵鹽溶液中；

步驟(3)：向上述步驟(1)中配制的銀鹽溶液中加入酸溶液，其中酸溶液的體積是銀鹽溶液體積的0.01-0.04倍；

步驟(4)：向步驟(3)配制的銀鹽和酸的混合溶液中加入步驟(2)配制的表面活性劑和亞鐵鹽的混合溶液，并持續(xù)快速攪拌反應，反應后的溶液離心或靜置沉降分離、洗滌、干燥處理后即得超細片狀和球狀混合銀粉。

步驟(1)中亞鐵鹽包括硫酸亞鐵、氯化亞鐵、硝酸亞鐵、碳酸亞鐵、硫酸亞鐵銨中的一種或幾種。

步驟(2)中表面活性劑包括檸檬酸、檸檬酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮、吐溫-80、十二烷基硫酸鈉、聚丙烯酸鈉、聚乙二醇、山梨醇、十二烷基磺酸鈉、聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨、阿拉伯樹膠中的一種或幾種。

步驟(3)中酸包括鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、高氯酸、硫代硫酸、醋酸、高錳酸、酒石酸、草酸、甲酸、乙酸、硬脂酸、丙烯酸中的一種或幾種。

所述超細片狀和球狀混合銀粉制備反應溫度為0–100℃。

所述超細片狀和球狀混合銀粉制備反應時間為10–60min。

所述超細片狀和球狀混合銀粉制備攪拌速度為5-100rps。

所述超細片狀和球狀混合銀粉中片狀銀粉的占比可調(diào)范圍在3-97％。

所述超細片狀和球狀混合銀粉中片狀銀粉的片徑為0.5-5.0μm，片厚為0.01-0.5μm，球狀銀粉粒徑為0.1-0.5μm。

附圖說明

圖1是實施例1制得的銀粉的掃描電鏡照片。

圖2是實施例2制得的銀粉的掃描電鏡照片。

圖3是實施例3制得的銀粉的掃描電鏡照片。

圖4是實施例4制得的銀粉的掃描電鏡照片。

具體實施方案

為了更好地解釋本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例，凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所做的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

實施例1

(1)將1.5g硫酸亞鐵和0.2g檸檬酸溶于25mL的去離子水中制得混合溶液A；

(2)將0.5g硝酸銀溶于75mL的去離子水中制得硝酸銀溶液，并向該硝酸銀溶液中加入1.0mL質(zhì)量分數(shù)為65％的濃硝酸，得到混合溶液B；

(3)室溫下，邊攪拌邊向混合溶液B中加入混合溶液A，反應30min；

(4)停止攪拌，離心并用去離子水(2次)和無水乙醇(1次)洗滌，分離固體和液體，干燥后得到相應產(chǎn)物。

(5)在掃描電子顯微鏡下觀察所得產(chǎn)物(如圖1所示)，該銀粉中片狀銀粉約90％，其中，超細片狀銀粉的平均片徑為0.8μm，平均片厚為0.3μm，類球狀銀粉平均粒徑為0.2μm。

實施例2

在實施例1的基礎(chǔ)上，只需將步驟(2)改為：向硝酸銀溶液中加入1.25mL質(zhì)量分數(shù)為65％的濃硝酸，其余步驟按照實施例1進行。產(chǎn)物如圖2所示，該混合銀粉中片狀銀粉約占95％，其中，超細片狀銀粉的平均片徑為1.2μm，平均片厚為0.2μm，類球狀銀粉平均粒徑為0.3μm。

實施例3

在實施例1的基礎(chǔ)上，只需將步驟(2)改為：向硝酸銀溶液中加入1.5mL質(zhì)量分數(shù)為65％的濃硝酸，其余步驟按照實施例2進行。產(chǎn)物如圖3所示，該混合銀粉中片狀銀粉約占56％，其中，超細片狀銀粉的平均片徑為0.8μm，平均片厚為0.3μm，球狀銀粉平均粒徑為0.2μm。

實施例4

(1)將2.5g硫酸亞鐵和0.6g檸檬酸溶于25mL的去離子水中，制得混合溶液A；

(2)將1g硝酸銀溶于100mL的去離子水中制得硝酸銀溶液，并向硝酸銀溶液中加入2.0mL質(zhì)量分數(shù)為65％的濃硝酸，得到混合溶液B；

其余步驟按照實施例1進行，產(chǎn)物如圖4所示，該混合銀粉中片狀銀粉約占3％，其中，超細片狀銀粉的平均片徑為0.6μm，平均片厚為0.1μm，類球狀銀粉平均粒徑為0.3μm。