[发明专利]一种粒度可控的球形银粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子工业用贵金属原料粉体及其制备工艺，尤其涉及一种球形银粉及其制备方法。

背景技术

银粉具有优良的导电性和化学稳定性，是电子工业中应用最广泛的贵金属粉末之一。近年来，随着电子工业的迅猛发展，对以银粉为主要功能相的电子浆料的需求快速增长。银粉是制备电子浆料最关键的原材料，银粉的性能直接或间接影响浆料及最终形成导体的性能，如成膜工艺、膜厚的变化、电性能的变化、可焊性、黏附性等。因此高品质银粉的研制已经成为电子浆料研制的关键技术，在国内外越来越受到重视。

目前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、银的络合物体系中还原出银颗粒，化学还原包含银成核与长大的过程，一般通过调节反应温度、pH值、反应物浓度、还原剂种类等控制成核与长大的速率进而调节银粉的形貌、粒度。然而在银离子与还原剂反应过程中，成核与生长同时进行，会造成一部分颗粒生长时间长而另一部分生长时间短的问题，使粉末粒度分布不均匀。且传统工艺制备银粉的反应过程中存在热效应，反应溶液内不可避免存在温度梯度，由于传热、传质速度与生成银粉的反应速度不一致，使得反应溶液局部反应条件有差异，导致生成的银粉粒度不均一、形貌不规则。例如公开号为CN1387968A的中国专利文献所公开的制备方法直接将还原剂混合溶液倒入硝酸银混合溶液进行反应，难以实现对银晶粒的成核与长大的控制。公开号为CN 103273082A的中国专利文献中，将还原剂溶液与硝酸银溶液直接混合发生还原反应，反应液内部温度会受到反应热的影响，使溶液内局部温度不同，导致最终生成的银粉粒度不均一。

水热法是制备微细银粉的另一种方法，该方法是在高压反应釜内，以水溶液作为反应体系，在一定的压力与温度下进行液相反应，可制备粒度均一、无团聚的微细银粉。单一的水热法通常只能制备纳米级的银粉，难以得到微米级银粉。例如，公开号为CN 102205421的中国专利文献公开的制备方法中单纯的使用水热法制备银粉，只能制备50纳米以下的纳米银粉。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种产品的形貌规则、产品粒度均匀、且通过工艺操作可实现粒度可控的球形银粉，还相应提供一种该粒度可控的球形银粉的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种粒度可控的球形银粉，所述球形银粉的纯度在99.9％以上，所述球形银粉的振实密度在4.2g/cm³以上，所述球形银粉的粒度D₉₀是基于其制备方法过程中反应体系配方与反应条件的变化而保持在0.2～0.65μm间可调。

上述的球形银粉，优选的：所述球形银粉的粒度D₁₀控制在0.08～0.3μm区间可调，粒度D₅₀控制在0.1～0.5μm区间可调。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的球形银粉的制备方法，包括以下步骤：以可溶性银盐为原料，先通过水热法制备得到纳米级球形银粉；然后以前述的纳米级球形银粉作为银晶种，利用沉淀反应诱导银晶种均匀长大，并通过控制沉淀反应的反应体系配方与反应条件调节银晶种长大的程度，进而得到粒度可控的球形银粉(在宏观上将银晶种成核与颗粒生长分开操作)。

上述的制备方法，优选的，所述水热法具体包括以下步骤：将可溶性银盐与分散剂按照1∶0.02～1的摩尔比溶解于去离子水中，调节混合液的pH值接近中性(优选用碱液调节pH值至6～8)，然后在水热条件下通过还原剂的还原作用得到含所述纳米级球形银粉的中间液A。所述分散剂优选为油酸、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、N-甲基聚乙烯吡咯烷酮、阿拉伯树胶、柠檬酸、柠檬酸钠、十二烷基苯磺酸钠中一种或多种。

上述的制备方法，优选的，所述还原剂为葡萄糖、双氧水、甲醛、水合肼、硫酸亚铁、抗坏血酸中的一种或多种的组合；所述水热条件下的温度控制在120℃～180℃，水热条件下的还原作用反应时间控制在5min～5h。

上述的制备方法，优选的，所述沉淀反应的反应原料包括所述中间液A和慢加液C，所述慢加液C中含可溶性银盐与络合剂，所述沉淀反应用的沉淀剂添加到所述中间液A中，所述沉淀反应的方式是在高速搅拌中间液A的条件下将慢加液C缓慢添加到中间液A中以诱导银晶种均匀长大。

上述的制备方法，优选的，所述沉淀反应的温度控制在0℃～40℃，沉淀反应时间控制在10min～30min。沉淀反应后再经离心分离、洗涤、干燥即得成品。