專利名稱：高分散性片狀銀粉的制備方法
高分散性片狀銀粉的制備方法技術領域高分散性片狀銀粉的制備方法，涉及一種電子工業用片狀銀粉的制備方法， 特別是導電涂料、電磁屏蔽涂料用高分散性片狀銀粉的制備方法。
背景技術：
片狀銀粉由于具有相對較大的比表面積、化學性質穩定、顆粒間是面接觸 或線接觸，所以導電性較好，可代替球形超細銀粉制備銀漿料、低溫聚合物導 體漿料、導電膠、防靜電制品等，是電子元件的重要功能材料。同時，對高分 散性片狀銀粉，因具有低松裝密度、大比表面積，可節省貴金屬用料，是配制 流動性好、抗沉降、噴涂面積大的導電涂料和電磁屏蔽涂料的理想原料，因此 片狀銀粉具有重要的應用前景。目前，片狀銀粉的制備工藝主要有化學還原法和機械球磨法兩大類。化學還 原法獲得的銀粉不會因機械加工而進一步污染，產品純度高，粒子結構均勻， 但是由于這種方法的過程控制難度大、穩定性差、片銀性能不能很好滿足后期 產品需求等因素，所以目前只限于實驗室研究。而利用機械球磨法制備的片狀 銀粉分散性好，扁平度高，而且利于產業化，是目前生產片狀銀粉的最主要的 方法。機械球磨法生產片狀銀粉的關鍵問題有兩點 一是盡可能精確地控制球磨各 工藝參數，保證生產工藝穩定，以利于制備不同規格的、性能指標穩定的片狀 銀粉；二是盡量提高片狀銀粉的分散性，降低其松裝密度，以防止片狀銀粉在 深加工產品中沉淀、結塊，同時盡可能節約片狀銀粉的使用量。發明內容本發明的目的就是針對上述已有技術存在的不足，提供一種工藝流程簡單、 分散性能優良、性能指標易控制、產率高、工藝條件穩定且易于工業化生產的 導電涂料、電磁屏蔽涂料用微米級片狀銀粉的制備方法。本發明的目的是通過以下技術方案實現的。高分散性片狀銀粉的制備方法，其特征在于將粒徑D5o在l 3Pm、銀含量>99.95%的球形原料銀粉，釆用研磨機研磨成片狀銀粉，然后通過超聲分散、氣 流分散后處理提高其分散性，制得片徑Ds。在3 25Pm、松裝密度為0.5 1.8 g/cm3的高分散性的片狀銀粉。本發明的高分散性片狀銀粉的制備方法，其特征在于所述粒徑D5Q在1 3 u m、銀含量>99.95%的球形原料銀粉是液相還原法制備的。本發明的高分散性片狀銀粉的制備方法，其特征在于所述的研磨的過程是 采用立式攪拌型球磨機研磨的；研磨過程是在立式攪拌球磨罐中加入為1/3 2/3 球磨罐容積的氧化鋯磨介球，磨介球直徑4)0.5 3mm，溶劑為無水乙醇，按磨 介球與銀粉重量比10 20: 1的比例加入原料銀粉，加入為原料銀粉重量0.3% 1%的油酸作為分散劑；在175 400rpm轉速下球磨2 6小時；球磨過程中， 磨罐冷卻水溫度控制在6 1(TC，球磨后采用篩分、無水乙醇沖洗方法將銀粉與 磨介球分離，得到銀粉的乙醇漿液。本發明的高分散性片狀銀粉的制備方法，其特征在于所述的研磨的過程是 采用行星式球磨機研磨的；研磨過程是在球磨罐中加入為1/3 2/3球磨罐容積 的氧化鋯磨介球，磨介球直徑小0.5 3mm，按磨介球與銀粉重量比10 20: 1 的比例加入原料銀粉，加入為原料銀粉重量0.3% 1.5%的油酸或硬脂酸作為分 散劑，加入無水乙醇作為研磨介質；在175-300rpm轉速下球磨10-26小時；球 磨后采用篩分、無水乙醇沖洗方法將銀粉與磨介球分離，得到銀粉的乙醇漿液。本發明的高分散性片狀銀粉的制備方法，其特征在于所述的將球磨后的片 狀銀粉漿液進行超聲分散處理，并在超聲分散時在片狀銀粉漿液加入油酸或聚 乙烯吡咯垸酮作為分散劑，加入量為0.5 1.5g/L;超聲分散后，將銀粉漿過濾、 將過濾分離出的片狀銀粉干燥。本發明的高分散性片狀銀粉的制備方法，其特征在于將超聲分散后的干燥 后的銀粉再進行氣流分散，氣流分散的壓縮空氣壓力為0.1 0.3MPa。本發明針對這些實際生產過程中技術難題作了系統的研究，通過改變不同的 生產工藝條件可制得不同規格的片狀銀粉，分散性高，符合導電涂料、電磁屏 蔽材料等深加工產品的的不同性能要求，具有工藝易控制、加工成本低、易產 業化生產的特點。本發明的高分散性片狀銀粉的制備方法，選用液相還原法制備的粒徑D50在l 3pm、銀含量>99.95%的球形銀粉，通過機械球磨工藝研磨成所需規格的 片狀粉，然后通過超聲分散、氣流分散等后處理提高其分散性，制得高分散性 的片狀銀粉。其中在機械球磨階段，采用立式攪拌球磨機和行星式球磨機兩種 球磨方式均可達到預期效果。本發明方法，采用立式球磨機在相對較低的轉速下僅球磨2 6小時，生產 效率為普通機械球磨法的4倍以上，同時所制備的片狀銀粉成片效果良好，片 徑小(磨制后片徑即可達10pm以下，后期分散后會進一步降低)，扁平度高， 均勻性和分散性都較市場現有產品優良。行星式球磨機方面，由于采取了比球 磨機推薦型號更小的磨球、復合分散劑等球磨工藝，也可得到上述效果的片狀 銀粉。發明的方法，采取了超聲分散、氣流分散等后處理工藝，超聲分散30分鐘 以上可將微觀團聚顆粒盡可能分散開來，而后期的氣流分散就是在氣流破碎設 備上繞過破碎步驟，只用壓縮空氣將銀粉吹散的作用，避免了銀粉顆粒變形， 將銀粉完全分散。分散之后的粉激光粒度分析可見片徑尺寸有一定程度的降低， 松裝密度也有較大程度的降低(與不經后期分散的片狀銀粉相比可降低1/5 1/2)，分散效果明顯。本發明的方法，整個工藝流程簡單可行，生產成本低、設備投資少，工藝 條件穩定可靠，產率高。產品片狀銀粉片徑小、分布范圍窄、分散性好，易實 現工業化大規模生產。
圖1為本發明的方法采用立式攪拌所得片徑D5。為lO)am左右片狀銀粉的 SEM圖。圖2為本發明的方法采用行星球磨所得片徑Ds。為lOjum左右片狀銀粉的 SEM圖。圖3為本發明的行星球磨后加后期分散處理所得片徑D5。為7pm左右片狀 銀粉的SEM圖。
具體實施方式
高分散性片狀銀粉的制備方法，選用液相還原法制備的粒徑D5。在1 3ym、銀含量>99.95%的球形原料銀粉，通過立式攪拌型球磨工藝或行星式球磨工 藝研磨成所需規格的片狀粉，然后通過超聲分散、氣流分散等后處理提高其分 散性，制得片徑D5o在3 25um、松裝密度在0.5 1.8 g/cm3之間高分散性的片 狀銀粉。兩種球磨工藝如下1) 立式攪拌型球磨機在立式攪拌球磨罐中加入1/3 2/3球磨罐容積的氧化 鋯磨介球，磨介球直徑小0.5 3mm，采用單一粒徑的球或一定比例的大小球配 合使用，溶劑為無水乙醇，用量為剛好湮沒磨球，按磨介球與銀粉重量比10 20: 1的比例加入原料銀粉，加入為原料銀粉重量0.3% 1%的油酸作為分散劑。 啟動球磨機，低轉速下將物料完全攪拌均勻后，設定轉速為175 400rpm球磨 2 6小時。球磨過程中，磨罐冷卻水溫度控制在6 10°C，球磨后采用篩分、 無水乙醇沖洗方法將銀粉與磨介球分離，得到銀粉的乙醇漿液。2) 行星式球磨機在球磨罐中加入1/3 2/3球磨罐容積的氧化鋯磨介球，磨 介球直徑4)0.5 3mm，根據片狀銀粉的片徑選擇球徑及大小球的級配，按磨介 球與銀粉重量比10 20: l的比例加入原料銀粉，加入為原料銀粉重量0.3% 1.5%的油酸或硬脂酸作為分散劑，加入無水乙醇作為研磨介質。啟動球磨機， 低轉速下將物料完全攪拌均勻后，設定轉速為175 300rpm球磨10 26小時。 球磨后采用篩分、無水乙醇沖洗方法將銀粉與磨介球分離，得到銀粉的乙醇漿 液。3) 將球磨后的片狀銀粉進行分散處理。將銀粉的乙醇漿液進行超聲分散， 時間不少于半小時。同時，可加入0.5 1.5g/L的油酸或聚乙烯吡咯烷酮作為分 散劑，以加強其分散效果。超聲分散后，將銀粉過濾、千燥。另外，可將超聲 分散后的銀粉再進行氣流分散，進一步增強其分散性。壓縮空氣壓力控制在0.1 0.3MPa，得到高分散性片狀銀粉。本發明的方法，應用超聲分散工藝將提高片狀銀粉的分散性；氣流分散工 藝，就是在氣流破碎設備上跳過破碎步驟，只用小壓力的壓縮空氣將片狀銀粉 吹散， 一方面避免大壓力下引起片狀銀粉變形，另一方面提高銀粉的分散性。下面結合實施例對本發明作進一步的說明。 實施例l在立式攪拌球磨機上1) 稱取90克液相還原法制備的銀含量>99.95%、粒徑Dso在2iLim左右、分 散性好的球形銀粉；2) 稱取1350g直徑4)1.5mm氧化鋯磨球裝入球磨罐，加入無水乙醇濕磨介 質至剛好湮沒磨球，加入上述原料銀粉以及0.35g作為分散劑的油酸，開動球磨 機，以150rpm低轉速下將物料完全攪拌均勻后，設定轉速為250rpm球磨4小 時，球磨過程中磨罐水浴溫度控制在『C，球磨后采用篩分、無水乙醇沖洗方法 將銀粉與磨球分離，得銀粉與乙醇的混合液；3) 取出銀粉與乙醇的混合液，根據液量加入1: 1的油酸和聚乙烯吡咯烷 酮使混合液的分散劑濃度達到lg/L，將混合液進行超聲分散半小時，之后進行 銀粉過濾、干燥；4) 超聲分散后的銀粉在氣流破碎設備上繞過破碎階段進行氣流分散，壓縮 空氣氣壓控制在0.2MPa，進料量控制在10g/min，得到片徑D5Q為10 u m左右， 松裝密度為1.3g/cn^左右的高分散性片狀銀粉。實施例2在立式攪拌型球磨機上1) 稱取90克液相還原法制備的純度>99.95%、粒徑Dw在2 ti m左右、分 散性好的球形銀粉；2) 稱取1350g直徑4)3mm氧化鋯磨球裝入球磨罐，加入無水乙醇濕磨介質 至剛好湮沒磨球，加入上述原料銀粉以及0.35g作為分散劑的油酸，開動球磨機， 150rpm低轉速下將物料完全攪拌均勻后，設定轉速為350rpm球磨4小時，球 磨過程中磨罐水浴溫度控制在8"C，球磨后采用篩分、無水乙醇沖洗方法將銀粉 與磨球分離，得銀粉與乙醇的混合液；3) 取出銀粉與乙醇的混合液，根據液量加入1: 1的油酸和聚乙烯吡咯烷 酮使混合液的分散劑濃度達到lg/L，將混合液進行超聲分散半小時，之后進行 銀粉過濾、干燥；4) 超聲分散后的銀粉在氣流破碎設備上繞過破碎階段進行氣流分散，壓縮 空氣氣壓控制在0.2MPa，進料量控制在10g/min，得到片徑D5Q為15 P m左右，松裝密度為0.8g/cn^左右的高分散性片狀銀粉。 實施例3在行星式球磨機上1) 稱取45克液相還原法制備的純度>99.95%、粒徑Dso在2um左右、分 散性好的球形銀粉；2) 稱取670g直徑(J) 1.5mm氧化鋯磨球裝入球磨罐，加入無水乙醇濕磨介質 36g，加入上述原料銀粉以及0.17g作為分散劑的油酸，幵動球磨機，150rpm低 轉速下將物料完全攪拌均勻后，設定轉速為250rpm球磨20小時，球磨后采用 篩分、無水乙醇沖洗方法將銀粉與磨球分離，得銀粉與乙醇的混合液；3) 取出銀粉與乙醇的混合液，根據液量加入1: 1的油酸和聚乙烯吡咯烷 酮使混合液的分散劑濃度達到lg/L，將混合液進行超聲分散半小時，之后進行 銀粉過濾、干燥；4) 超聲分散后的銀粉在氣流破碎設備上繞過破碎階段進行氣流分散，壓縮 空氣氣壓控制在0.2MPa，進料量控制在10g/min，得到片徑D5。為10 P m左右， 松裝密度為1.2g/cn^左右的高分散性片狀銀粉。實施例4在行星式球磨機上1) 稱取45克液相還原法制備的純度>99.95%、粒徑Dso在2um左右、分 散性好的球形銀粉；2) 稱取134g直徑小3mm、 536g直徑4) 1.5mm氧化鋯磨球裝入球磨罐，加 入無水乙醇濕磨介質36g，加入上述原料銀粉以及0.17g油酸、0.5g硬脂酸作為 混合分散劑，開動球磨機，150rpm低轉速下將物料完全攪拌均勻后，設定轉速 為250rpm球磨18小時，球磨后采用篩分、無水乙醇沖洗方法將銀粉與磨球分 離，得銀粉與乙醇的混合液；3) 取出銀粉與乙醇的混合液，根據液量加入1: 1的油酸和聚乙烯吡咯垸 酮使混合液的分散劑濃度達到lg/L，將混合液進行超聲分散半小時，之后進行 銀粉過濾、干燥；4) 超聲分散后的銀粉在氣流破碎設備上繞過破碎階段進行氣流分散，壓縮 空氣氣壓控制在0.2MPa，進料量控制在10g/min，得到片徑D5Q為7 y m左 右，松裝密度為1.5g/cmS左右的高分散性片狀銀粉。
權利要求
1. 高分散性片狀銀粉的制備方法，其特征在于將粒徑D50在1～3μm、銀含量＞99.95％的球形原料銀粉，采用研磨機研磨成片狀銀粉，然后通過超聲分散、氣流分散后處理提高其分散性，制得片徑D50在3～25μm、松裝密度為0.5～1.8g/cm3的高分散性的片狀銀粉。
2. 根據權利要求1所述的高分散性片狀銀粉的制備方法，其特征在于所述 1 3 u m、銀含量>99.95%的球形原料銀粉是液相還原法制備的。
3. 根據權利要求1所述的高分散性片狀銀粉的制備方法，其特征在于所述 的研磨的過程是采用立式攪拌型球磨機研磨的；研磨過程是在立式攪拌球磨罐 中加入為1/3 2/3球磨罐容積的氧化鋯磨介球，磨介球直徑小0.5 3mm，溶劑 為無水乙醇，按磨介球與銀粉重量比10 20: 1的比例加入原料銀粉，加入為 原料銀粉重量0.3% 1%的油酸作為分散劑；在175 400rpm轉速下球磨2 6 小時；球磨過程中，磨罐冷卻水溫度控制在6 1(TC，球磨后采用篩分、無水乙 醇沖洗方法將銀粉與磨介球分離，得到銀粉的乙醇槳液。
4. 根據權利要求1所述的高分散性片狀銀粉的制備方法，其特征在于所述 的研磨的過程是采用行星式球磨機研磨的；研磨過程是在球磨罐中加入為1/3 2/3球磨罐容積的氧化鋯磨介球，磨介球直徑4)0.5 3mm，按磨介球與銀粉重量 比10 20: l的比例加入原料銀粉，加入為原料銀粉重量0.3% 1.5%的油酸或 硬脂酸作為分散劑，加入無水乙醇作為研磨介質；在175 300rpm轉速下球磨 10 26小時；球磨后采用篩分、無水乙醇沖洗方法將銀粉與磨介球分離，得到 銀粉的乙醇漿液。
5. 根據權利要求1所述的高分散性片狀銀粉的制備方法，其特征在于所述 的將球磨后的片狀銀粉槳液進行超聲分散，并且在超聲分散處理時在片狀銀粉 漿液中加入油酸或聚乙烯吡咯烷酮作為分散劑，加入量為0.5 1.5g/L;超聲分 散后，將銀粉漿過濾、將過濾分離出的片狀銀粉干燥。
6. 根據權利要求1和4所述的高分散性片狀銀粉的制備方法，其特征在于 將超聲分散后的干燥后的銀粉再進行氣流分散，氣流分散的壓縮空氣壓力為 0.1 0.3MPa。
全文摘要
本發明公開了一種高分散性片狀銀粉的制備方法，其特征在于將粒徑D<sub>50</sub>在1～3μm、銀含量＞99.95％的球形原料銀粉，采用研磨機研磨成片狀銀粉，然后通過超聲分散、氣流分散后處理提高其分散性，制得片徑D<sub>50</sub>在3～25μm、松裝密度為0.5～1.8g/cm<sup>3</sup>的高分散性的片狀銀粉。該制備方法工藝流程簡單，適合用于工業上大規模生產片狀銀粉。
文檔編號B22F9/04GK101279369SQ20081009780
公開日2008年10月8日 申請日期2008年5月15日 優先權日2008年5月15日
發明者劉會基, 吳川眉, 濤 孟, 軍 李, 李永軍, 楊克勇, 浚 武, 路維華, 騫 馬 申請人:金川集團有限公司