專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高振實(shí)密度微細(xì)銀粉及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與金屬粉末的加工和性質(zhì)的改善有關(guān)，具體而言，涉及高振實(shí) 密度微細(xì)銀粉及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
片式電子器件，例如電阻，電容，電感、電路板印刷電路，多釆用金 屬漿料通過(guò)印刷、浸涂等方式形成一定圖案，然后經(jīng)燒結(jié)后形成導(dǎo)體。常 規(guī)的金屬漿料含有金屬粉、有機(jī)溶劑、高分子樹(shù)脂、無(wú)機(jī)氧化物、分散劑、 玻璃等成分。傳統(tǒng)的制備漿料中所用銀粉的生產(chǎn)方法多為化學(xué)還原法。但
傳統(tǒng)的化學(xué)還原法，不易制出粒度<1. 5pm、振實(shí)密度不小于4.5g/cm3 的銀粉。但是隨著電子產(chǎn)品的小型化，要求電子元件越來(lái)越小，其內(nèi)部電 路必然會(huì)越來(lái)越細(xì)，這就要求銀粉要細(xì)。超細(xì)銀粉生產(chǎn)已出現(xiàn)一些中國(guó)專(zhuān) 利申請(qǐng)件，例如日本三井金屬礦業(yè)株式會(huì)社申請(qǐng)的200480020987. 8號(hào)"微 粒銀粉及其微粒銀粉的制造方法"和200480020988. 2號(hào)"微粒銀粉及其 微粒銀粉的制造方法"，北京科技大學(xué)申請(qǐng)的200410009079. 0號(hào)"一種 納米級(jí)銀粉的工業(yè)化制備技術(shù)"，武漢理工大學(xué)申請(qǐng)的200810047433.7 號(hào)"一種類(lèi)球形多孔銀粉的工業(yè)化制備方法"，金川集團(tuán)有限公司申請(qǐng)的 200810097399.4號(hào)"導(dǎo)電銀漿用高分散超細(xì)球形銀粉的制備方法"等。 這些發(fā)明都關(guān)注銀粉粒度，但均沒(méi)有重視銀粉的振實(shí)密度；然而，銀粉振 實(shí)密度小，則燒成時(shí)銀線條的收縮就大，不能與磁體或基板的收縮相匹配, 就會(huì)造成金屬線拉斷，形成開(kāi)路。迄今為止，未見(jiàn)高振實(shí)密度銀粉的專(zhuān)利本發(fā)明的目的在于提供一種高振實(shí)密度微細(xì)銀粉，它具有一定的細(xì) 度，還具有高振實(shí)密度和低收縮率。
本發(fā)明的又一目的是提供這種高振實(shí)密度微細(xì)銀粉的生產(chǎn)方法。
發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)平均粒徑0. 3 ~ 1. 5 pm，振實(shí)密度不小于4. 5g/cm3 的銀粉，做成漿料后，制作成片式元件時(shí)能很好的印刷出寬50jum的銀線 條。燒成后銀線條能與磁體或基板匹配，不出現(xiàn)斷裂和拱起。因此，發(fā)明
人提供的高振實(shí)密度微細(xì)銀粉是具有以下特性的銀粉其平均粒徑為 0. 3 ~ 1. 5 y m，振實(shí)密度不小于4. 5g/cm3,在< 90(TC燒成后銀粉收縮率< 19%。
發(fā)明人提供的高振實(shí)密度微細(xì)銀粉的生產(chǎn)方法包括①制備含銀離子 的溶液，備用；②制備含有分散劑的還原劑水溶液，備用；③制備含有處 理劑的處理液，備用；④將含銀離子的溶液與含有分散劑的還原劑溶液混 合，使其發(fā)生反應(yīng)，將銀離子還原成銀的微粒；⑤濾去反應(yīng)液，用洗滌水 清洗銀微粒；⑥將洗好的銀粉抽濾干后，放入處理液中處理之后，抽濾濾 去處理液；⑦將銀粉在真空烘箱中烘干，烘干后的銀粉經(jīng)粉碎即得到高振 實(shí)密度微細(xì)銀粉。
上述方法的第一步中，所述含銀離子的溶液是硝酸銀溶液、或是銀鹽 配合物、或是銀中間體的水溶液或漿料；其中銀鹽配合物是在硝酸銀溶液 中加入氨水、氨鹽、螯合物制成的；銀中間體是在硝酸銀溶液中加入氫氧 化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉制成的。
發(fā)明人指出，含銀離子的溶液優(yōu)選硝酸銀水溶液或硝酸銀加入氨水的溶液，使用這種溶液可以得到較好粒度和粒形的銀粒子。
上述方法的第二步中，所述的還原劑是甲醛、鏈烷醇胺、硼氫化鈉、
水合胼或抗壞血酸、葡萄糖中的至少一種；所述的分散劑是脂肪酸、脂肪
酸鹽、表面活性劑、高分子物質(zhì)中的至少一種。
上述方法的第三步中，所述的處理劑是丙酮、環(huán)己酮、己烷、乙醇、
脂肪酸、脂肪酸鹽、表面活性劑、高分子物質(zhì)中的至少二種。
以上兩步中的脂肪酸包括丙酸、丁酸、辛酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕
櫚酸、軟脂酸、硬脂酸、亞麻酸、亞油酸、油酸、花生酸、花生四烯酸、
山俞酸；脂肪酸鹽包括由脂肪酸和鋰、鈉，鉀、鈣、鎂、鋇、鋅、銅、鋁、 鐵、錫所形成的鹽；表面活性劑包括陰離子表面活性劑即硬脂酸鈉、十 二烷基磺酸鈉、月桂醇硫酸鈉、二辛基琥珀酸磺酸鈉、三乙醇胺皂， 也包括陽(yáng)離子表面活性劑即十二烷基溴化氨、十六烷基氯化銨，也包 括兩性離子表面活性劑即卵磷脂、月桂?；劝彼徕c、月桂酰胺甜菜堿、 月桂基咪唑啉；還包括非離子表面活性劑即單硬脂酸甘油酯、蔗糖酯、 T-80、 T20;高分子膠體物質(zhì)包括明膠、骨膠、黃原膠、果膠、瓊膠、阿 拉伯膠、黃耆膠、槐豆膠、大豆膠、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氧化乙烯、 聚馬來(lái)酸酐、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙 基纖維素、羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素、羧 甲基淀粉、羧乙基淀粉、氰乙基淀粉、醋酸淀粉、磷酸淀粉、陽(yáng)離子淀粉、 聚合淀粉、小麥淀粉、土豆淀粉、甘薯淀粉、米粉淀粉。
上述方法的第四步中，所述含銀離子的溶液的濃度為7% ~15%，所 述還原劑溶液的濃度為4% ~20%;還原反應(yīng)的時(shí)間控制在30~120分鐘 內(nèi)。上述方法的第五步中，所述洗滌水是去離子水。
上述方法的第六步中，所述放入處理液中處理的時(shí)間為30 - 120分鐘。
上述方法的第七步中，所述銀粉在真空烘箱中烘干的溫度為35°C~ 80°C,真空度為-0. 08MPa。
釆用本發(fā)明方法制得的粉在電鏡下測(cè)其顆粒直徑，可知銀顆粒的直徑 多在0.3-1.5jum之間。在多功能粉體測(cè)試儀上測(cè)出銀粉的振實(shí)密度為 〉4.5g/cm3。稱(chēng)出lg銀粉，在模具中壓成銀扣，將其放入燒結(jié)爐中以10 °C/min的速度升至90(TC并恒溫2h，讓其自然冷卻后測(cè)出銀扣的直徑收 縮為<19%,高度收縮為<19%。再將80重量份銀粉、4重量份高分子樹(shù) 脂、16重量份的有機(jī)溶劑(松油醇)混合，在三輥機(jī)上捏合成銀漿。將 銀漿用特定圖形的400目不銹鋼絲網(wǎng)印在磁體或基板上，烘干后，在顯微 鏡下觀察印出的寬50wm線條飽滿、無(wú)斷裂。用來(lái)做成片式元件后電器性 能無(wú)異常，且磁體或基板與銀線結(jié)合部分無(wú)開(kāi)裂現(xiàn)象。
本發(fā)明提供的高振實(shí)密度微細(xì)銀粉及其生產(chǎn)方法，可以制得具有以下 特性的銀粉其平均粒徑為0.3~1.5ym，密度(振實(shí)密度)不小于 4.5g/cm3，在< 900匸燒成后銀粉收縮率<19%;用該銀粉制成的銀漿印 刷在片式元件中，在《90(TC燒成后與磁體或基板有很好的匹配性。適用 于生產(chǎn)片式電子元件的廠家。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例可以更好地說(shuō)明本發(fā)明
實(shí)施例1 首先，向含有23. 6g硝酸銀的200mL硝酸銀溶液中加入 10mL濃氨水，攪拌均勻，備用。接著向含有20g水合肼的400mL還原劑溶液中加入1. 0g十二烷基磺酸鈉和0. 2g聚乙烯吡咯烷酮K3。，攪拌使其
溶解，備用。在攪拌中將上述硝酸銀溶液在30min內(nèi)加入到上述還原劑溶 液中，即可還原出銀顆粒。之后將反應(yīng)液濾掉，用去離子水清洗銀顆粒。 將洗好的銀粉抽濾干后，放入處理劑溶液中處理60min。將處理液抽濾掉， 將銀粉在真空烘箱中烘干，烘干后的銀粉粉碎即可。
實(shí)施例2 首先向含有23. 6g硝酸銀的200mL硝酸銀溶液中加入1 OmL 濃氨水，攪拌均勻，備用；向含有24g抗壞血酸的400mL還原劑溶液中加 入2. Og氫氧化鈉和2g吐溫80,攪拌使其溶解。將硝酸銀溶液在50min 內(nèi)加入到還原劑溶液中，即可還原出銀顆粒。將反應(yīng)液濾掉，用去離子水 清洗銀顆粒。將洗好的銀粉抽濾干后，放入處理劑溶液中處理60min;將 處理液抽濾掉，將銀粉在真空烘箱中烘干，烘干后的銀粉粉碎即可。
將上述實(shí)施例制成的銀粉在電鏡下測(cè)其顆粒直徑，可看出銀顆粒的直 徑多在0. 3 ~ 0. 9 y m之間。在多功能粉體測(cè)試儀上測(cè)出銀粉的振實(shí)密度實(shí) 施例1為4. 76g/cm3,實(shí)施例2為4. 64g/cm3。稱(chēng)出lg銀粉，在模具中壓 成銀扣，將其放入燒結(jié)爐中以l(TC/min的速度升至90(TC并恒溫2h,讓 其自然冷卻后測(cè)出實(shí)施例1的銀粉銀扣的直徑收縮為15.4%,高度收縮 為17.1%,實(shí)施例2的銀粉銀扣的直徑收縮為17. 5%，高度收縮為16.4 %。分別將80重量份銀粉、4重量份高分子樹(shù)脂、16重量份的有機(jī)溶劑 (松油醇)混合，在三輥機(jī)上捏合成銀漿。將銀漿用特定圖形的400目不 銹鋼絲網(wǎng)印在磁體或基板上，烘干后，在顯微鏡下觀察印出的5 0 n m線條， 線條飽滿、無(wú)斷裂。送廠家做成元件后電器性能無(wú)異常，且磁體或基板與 銀線結(jié)合部分無(wú)開(kāi)裂現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1一種高振實(shí)密度微細(xì)銀粉，是用含銀離子的溶液通過(guò)還原劑還原得到的銀微粒，其特征在于該銀粉具有以下特性平均粒徑為0.3～1.5μm，振實(shí)密度不小于4.5g/cm3，在≤900℃燒成后銀粉收縮率≤19％。
2.生產(chǎn)權(quán)利要求1所述高振實(shí)密度微細(xì)銀粉的方法，其特征在于包 括①制備含銀離子的溶液，備用；②制備含有分散劑的還原劑水溶液, 備用；③制備含有處理劑的處理液，備用；④將含銀離子的溶液與含有 分散劑的還原劑溶液混合，使其反應(yīng)，將銀離子還原成銀微粒； 濾去 反應(yīng)液，用洗滌水清洗銀微粒；⑥將洗好的銀粉抽濾干后，放入處理液 中處理，之后濾去處理液；⑦將銀粉在真空烘箱中烘干，烘干的銀粉經(jīng) 粉碎即得到高振實(shí)密度微細(xì)銀粉。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述方法的第一步中， 含銀離子的溶液是硝酸銀溶液、或是銀鹽配合物、或是銀中間體的水溶 液或漿料；其中銀鹽配合物是在硝酸銀溶液中加入氨水、氨鹽、螯合物 制成的；銀中間體是在硝酸銀溶液中加入氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉 制成的。
4.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述方法的第二步中， 所述的還原劑是甲醛、鏈烷醇胺、硼氫化鈉、水合肼或抗壞血酸、、葡萄 糖中的至少一種；所述的分散劑是脂肪酸、脂肪酸鹽、表面活性劑、高 分子物質(zhì)中的至少一種。
5.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述方法的第三步中，所 述的處理劑是丙酮、環(huán)己酮、己烷、乙醇、脂肪酸、脂肪酸鹽、表面活 性劑、高分子物質(zhì)中的至少二種。
6.按照權(quán)利要求4或5之一所述的方法，其特征在于所述脂肪酸包括丙酸、丁酸、辛酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、軟脂酸、硬脂酸、亞麻酸、亞油酸、油酸、花生酸、花生四烯酸、山俞酸；脂肪酸鹽包括 由脂肪酸和鋰、鈉，鉀、鈣、鎂、鋇、鋅、銅、鋁、鐵、錫所形成的鹽; 表面活性劑包括陰離子表面活性劑即硬脂酸鈉、十二烷基磺酸鈉、月 桂醇硫酸鈉、二辛基琥祐酸磺酸鈉、三乙醇胺皂，也包括陽(yáng)離子表面 活性劑即十二烷基溴化氨、十六烷基氯化銨，也包括兩性離子表面活 性劑即卵磷脂、月桂?；劝彼徕c、月桂酰胺甜菜堿、月桂基咪唑啉； 還包括非離子表面活性劑即單硬脂酸甘油酯、蔗糖酯、T-80、 T20; 高分子膠體物質(zhì)包括明膠、骨膠、黃原膠、果膠、瓊膠、阿拉伯膠、黃 耆膠、槐豆膠、大豆膠、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚馬來(lái)酸 酐、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維 素、羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素、羧甲基 淀粉、羧乙基淀粉、氰乙基淀粉、醋酸淀粉、磷酸淀粉、陽(yáng)離子淀粉、 聚合淀粉、小麥淀粉、土豆淀粉、甘薯淀粉、米粉淀粉。
7.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述方法的第四步中，所 述含銀離子的溶液的濃度為7% ~15%，所述還原劑溶液的濃度為4% ~ 15%;還原反應(yīng)的時(shí)間控制在30~120分鐘內(nèi)。
8.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述方法的第五步中，所 述洗滌水是去離子水。
9.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述方法的第六步中，所 述放入處理液中處理的時(shí)間為60分鐘。
10.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述方法的第七步中， 所述銀粉在真空烘箱中烘干的溫度為35匸 8(TC,真空度為-0. 08MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高振實(shí)密度微細(xì)銀粉及其生產(chǎn)方法，該銀粉具有以下特性平均粒徑為0.3～1.5μm，振實(shí)密度不小于4.5g/cm³，在≤900℃燒成后銀粉收縮率≤19％。生產(chǎn)方法包括①制備含銀離子的溶液，備用；②制備含有分散劑的還原劑水溶液，備用；③制備含有處理劑的處理液，備用；④將含銀離子的溶液與含有分散劑的還原劑溶液混合，使其反應(yīng)，將銀離子還原成銀微粒；⑤濾去反應(yīng)液，用去離子水清洗銀微粒；⑥將洗好的銀粉抽濾干后，放入處理液中處理，之后濾去處理液；⑦將銀粉在真空烘箱中烘干，烘干的銀粉經(jīng)粉碎即得到高振實(shí)密度微細(xì)銀粉。用該銀粉制成的銀漿印刷在磁體或基板上，在≤900℃燒成后與磁體或基板有很好的匹配性。適用于生產(chǎn)電子元件的廠家。
文檔編號(hào)B22F1/00GK101462164SQ20091010241
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月9日
發(fā)明者陳迪勇 申請(qǐng)人:貴陽(yáng)晶華電子材料有限公司