[发明专利]一种纳米银浆的规模化生产装置与方法

说明书

本发明提供了一种纳米银浆的规模化生产装置与方法，其中的装置包括原料容器、撞击流混合器、微波反应器、超声生长组合装置、超声搅拌生长装置、脱盐装置、浓缩装置、银溶胶存储容器、银浆助剂混合容器和搅拌混合装置，原料容器包括醇原料容器和多个银盐混合液原料容器，醇原料容器、一个银盐混合液原料容器分别与撞击流混合器的进料口连接，撞击流混合器、微波反应器、超声生长组合装置、超声搅拌生长装置、脱盐装置、浓缩装置、银溶胶存储容器依次相互连接，所述银溶胶存储容器、银浆助剂混合容器分别与搅拌混合装置连接。采用本发明的技术方案一步从银盐制备出纳米银浆，得到的纳米银浆具有成分均匀、尺寸可调、分散性好、杂质少的特点。

技术领域

本发明属于导电浆料的制备技术领域，尤其涉及一种纳米银浆的规模化生产装置与方法。

背景技术

银材料因其良好的导电能力和化学稳定性而被大量应用于导电浆料中。根据相关资料，2016年工业制造领域消耗了561.9百万盎司银（约1.6万吨），其中电子电气领域消耗了233.6百万盎司，焊接领域消耗了55.4百万盎司，光伏领域消耗了76.6百万盎司，其中多数要用到导电银浆。可知，银导电浆料的市场规模十分巨大。但目前的银浆主要还是以微米级的球状或片状银颗粒作为导电成分。为了降低成本，研究人员将注意力集中到了纳米银材料的开发上。以纳米级的银颗粒为主要成分的导电浆料可以制造出更细、更薄的电路，从而降低成本，提高电子产品的集成度、降低电子装置的质量。而且随着打印电子技术的发展，电子、电气装置都在向着柔性化、可穿戴化方向发展，只有纳米级的银导电浆料才能满足各类打印技术的要求。因此，未来对纳米银浆的需求会越来越大。

现有技术中，银浆的制备一般是以微米级尺寸的银粉、玻璃粉和有机粘合剂为原料，外加一定量的溶剂混合，再经三辊研磨机反复多次轧制而成，其中的银导电相通常是以银粉的状态加入。至于纳米银浆的制备，如果纳米银也是以干粉的状态加入，由于纳米银的小尺寸效应和表面效应，纳米银颗粒极易团聚以致颗粒间熔融、和表面氧化严重，导致在调浆过程中纳米银颗粒不能重新分散到纳米尺寸，以及所调制的银浆氧含量较高，会严重影响纳米银浆的各种性能。

发明内容

针对以上技术问题，本发明公开了一种纳米银浆的规模化生产装置与方法，实现一步法从纳米银制备到纳米银浆调制，在整个制备过程中，避免了纳米银干粉状态的出现，从而很好的解决了纳米银颗粒的团聚和氧化问题。同时，本发明的装置和方法还具有可控性强、稳定性好、节能环保、适合规模化工业生产等优势。

对此，本发明采用的技术方案为：

一种纳米银浆的规模化生产装置，其包括原料容器、撞击流混合器、微波反应器、超声生长组合装置、超声搅拌生长装置、脱盐装置、浓缩装置、银溶胶存储容器、银浆助剂混合容器和搅拌混合装置，所述原料容器包括醇原料容器和多个银盐混合液原料容器，所述醇原料容器、一个银盐混合液原料容器分别与撞击流混合器的进料口连接，所述撞击流混合器的出料口与微波反应器连接，所述微波反应器的出口与超声生长组合装置的入口连接，所述超声生长组合装置的出口与超声搅拌生长装置的入口连接，所述超声搅拌生长装置的出口与脱盐装置的入口连接，所述脱盐装置的出口与浓缩装置的入口连接，所述浓缩装置的出口与银溶胶存储容器连接，所述银溶胶存储容器的出口、银浆助剂混合容器的出口分别与搅拌混合装置的入口连接；其中，所述银盐混合液为银盐、表面活性剂和水的混合溶液；所述超声生长组合装置包括至少两个以上的超声生长单元串联而成，每个超声生长单元包括一个超声波反应器和一个银盐混合液原料容器，每个超声生长单元中，银盐混合液原料容器的出口与超声波反应器的入口连接，相邻的两个超声生长单元的超声波反应器相互连接；