一種導電銀漿的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于導電材料技術領域，具體涉及一種導電銀漿的制備方法。
【背景技術】
[0002] 利用低溫導電銀漿的絲網印刷技術生產柔性導電線路已在工業上得到廣泛引用， 包括薄膜按鍵、電腦鍵盤、觸摸屏電場回路等。目前，導電銀漿的生產技術已經相當成熟，通 常是選用合適比例的聚合物體系、溶劑體系、固化體系、銀粉或銀粉的組合通過機械方式均 勻混合制備得到。但是，在行業競爭更加激烈、殘酷的今天，除了推行環保產品外，降低成本 成為了導電銀漿另外一個十分重要的課題。
[0003] 市場上的導電銀漿產品的質量參差不齊，主流的導電銀漿的銀含量相差很大，一 部分導電銀漿的銀含量在70%左右，其導電能力好，但是由于市售的銀粉價格較高，導致導 電銀漿的成本較高，而且在絲網印刷時其基材附著力很差，導致采用這用導電銀漿的產品 使用壽命較短；此外，國內外部分廠商為了提高其產品的競爭力而一味地壓縮成本，推出銀 含量在45%以下的導電銀漿，低銀含量導致導電銀漿的導電性能大幅下降。
[0004] 中國專利CN101699566A公開了一種銀含量在50%以下的低溫固化導電漿料，該 導電漿料由導電銀粉45~50 %、溶劑40~45 %、高分子樹脂7~15 %、添加劑0~5 % 制成，所述導電銀粉為銀片粉和銀球粉，所述的溶劑為DBE、乙基卡必醇醋酸酯、丁基溶纖劑 醋酸酯中的一種或兩種以上，所述的高分子樹脂選自氯醋酸酯、聚酯樹脂中的一種或兩種， 所述的添加劑為偶聯劑或流平劑中的一種或兩種，該發明提供的低溫固化漿料含銀量低于 50%，其方阻阻值可達到1311^/口。
[0005] 由此可見，現有技術中導電性、基材附著力以及生產成本三方面難以均衡的問題 是制約導電銀漿大規模生產、增強其市場競爭力的主要瓶頸。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在于提供一種導電銀漿的制備方法，采用水合聯氨和抗壞血酸作為 還原劑將銀離子還原成高振實密度的銀粉，以制備出具有良好的低溫導電性及基材附著力 好的導電銀漿。
[0007] 本發明的目的之二在于提供一種上述導電銀漿的制備方法在低溫導電材料生產 中的應用。
[0008] 為達此目的，本發明采用以下技術方案：
[0009] 一種導電銀漿的制備方法，包括以下步驟：
[0010] (1)在溶解的銀化合物中加入分散劑，再加入還原劑進行還原反應制得銀粉；
[0011] (2)將所述銀粉分散于第一份有機溶劑中，得到銀混合物；再將樹脂溶解于第二 份有機溶劑中，得到樹脂混合物；
[0012] (3)將所述樹脂混合物加入所述銀混合物中，然后經三輥機分散處理3~10遍，即 可制得導電銀漿；
[0013] 其中，所述還原劑為水合聯氨和抗壞血酸的混合物。
[0014] 本發明先將銀化合物溶解，完全溶解后加入分散劑，該分散劑作為一種表面活性 劑，其作用主要是防止還原反應中生成的銀粉發生團聚。還原劑決定著銀晶的生成粒徑、銀 粉與有機溶劑以及銀混合物與樹脂混合物的分散程度，從而影響最終制得的導電銀漿的導 電性能、基材附著力，本發明采用水合聯氨和抗壞血酸的混合物作為還原劑，將其加入已經 完全溶解的銀化合物中，使銀化合物還原成銀粉，所制得的銀粉具有較高的振實密度。如 若采用單一的水合聯氨或者抗壞血酸作為還原劑，其還原效果較差，銀粉的形貌如粒徑、形 狀，尤其是振實密度都會受到一定的影響。
[0015] 制得銀粉后，將銀粉分散于第一份有機溶劑中，得到銀混合物，此時的有機溶劑可 進一步提高銀粉的分散性；再將樹脂溶解于第二份有機溶劑中，得到樹脂混合物。由于第一 份有機溶劑與第二份有機溶劑中含有相同極性的鍵，因此在步驟（3)中，將銀混合物加入 樹脂混合物中，根據相似相容原理，可進一步提高銀粉在樹脂中的分散度及機械性能，使最 終制得的導電銀漿具有良好的低溫導電性能及基材附著力。上述的三輥機分散為本發明技 術領域的公知常識，在此不再贅述。
[0016] 本發明中，所述還原劑的濃度為0· 01~0· lmol/L，例如0· 02mol/L、0. 03mol/L、 0· 04mol/L、0. 05mol/L、0. 06mol/L、0. 07mol/L、0. 08mol/L、0. 09mol/L ;所述還原劑與所述 銀化合物的摩爾比為3:1~1:2，例如3:2、1:1、3 :4、3:5;
[0017] 優選地，所述水合聯氨與所述抗壞血酸的摩爾比為1:3~3:1，例如1: 2、I: I、2:1， 在水合聯氨與抗壞血酸的摩爾比為1:1的條件下進行還原反應，所制得的銀粉的振實密度 最優。
[0018] 本發明中，所述銀化合物是指溶于水中后含有游離銀離子的化合物；優選地，所述 銀化合物為硝酸銀、碳酸銀、醋酸銀中任意一種；
[0019] 將所述銀化合物加入100倍于所述銀化合物質量的去離子水中，加熱至25~40°C 使所述銀化合物完全溶解，得到所述溶解的銀化合物；本發明在25~40°C條件下將銀化合 物溶解于去離子水中，其主要目的是使銀化合物以游離銀離子的形式存在于水中，而采用 去離子水作為溶劑可以避免溶液中帶入其他雜質而影響銀粉的純度。
[0020] 其中，所述分散劑為聚丙烯酸鈉或十二烷基硫酸鈉；聚丙烯酸鈉或十二烷基硫酸 鈉作為一種分散劑，是一種陰離子表面活性劑，其對防止銀粉團聚有重要作用；分散劑的用 量會影響銀粉的粒徑，本發明所采用的分散劑的用量為所述銀化合物質量的1~5%，例如 1. 2%、1· 5%、1· 6%、1· 8%、2%、2· 2%、2· 5%、2· 8%、3%、3· 5%、4%、4· 2%、4· 5% ;采用 1~5%的分散劑所制得的銀粉的粒徑在0. 1~5 μπι之間，適合用于導電銀漿的制備。在 本發明所述的導電銀漿的制備方法中，采用聚丙烯酸鈉作為分散劑可以使后續制得的導電 銀漿具有良好的流平性，因此在后續的導電銀漿的制備過程中無需使用流平劑、偶聯劑等 其它任何助劑。
[0021] 上述第一份有機溶劑、第二份有機溶劑中的有機溶劑分均選自DBE、乙二醇丁醚、 二乙二醇丁醚中一種或者至少兩種的混合物，所述混合物例如DBE與乙二醇丁醚的混合 物，乙二醇丁醚與二乙二醇丁醚的混合物，DBE與二乙二醇丁醚的混合物，DBE、乙二醇丁醚 與二乙二醇丁醚的混合物。
[0022] 其中，所述樹脂選自環氧樹脂、飽和聚酯、醇酸樹脂中的一種或者至少兩種的混合 物，所述混合物例如環氧樹脂與飽和聚酯的混合物，飽和聚酯、醇酸樹脂的混合物，環氧樹 脂與醇酸樹脂的混合物，環氧樹脂、飽和聚酯與醇酸樹脂的混合物。
[0023] 上述有機溶劑的極性較大，因此樹脂與該有機溶劑混合后，有機溶劑與樹脂具有 良好的相容性，能較好的溶解樹脂。
[0024] 優選地，所述樹脂的用量為所述銀混合物質量的10~35%，例如11%、12%、 13%、15%、18%、20%、22%、25%、30%、32%、34%〇
[0025] 優選地，所述銀粉與所述第一份有機溶劑的質量比為1:10,所述樹脂與所述第二 份有機溶劑的質量比為1:6~1:10,例如1:7、1:8、1:9。
[0026] 還原劑的添加速度對還原反應的速率影響較大，本發明中，所述還原劑是在攪拌 條件下逐滴加入，攪拌條件下逐滴加入還原劑，可以使還原反應較平緩地進行，生成的銀粒 子結構較規則完整，滴加完畢后反應10~30min，使銀離子還原完全，然后洗滌，分離，即可 制得所述銀粉，所述銀粉的粒徑為〇. 1~5 μ m。
[0027] 優選地，步驟（2)中所述樹脂溶解于所述第二份有機溶劑中是指將所述樹脂加入 所述第二份有機溶劑中，在40~70°C攪拌3~8h使樹脂完全溶解。
[0028] 本發明還提供了一種上述制備方法在低溫導電材料生產中的應用。
[0029] 與現有技術相比，本發明的有益效果為：一種導電銀漿的制備方法，包括以下步 驟：在溶解的銀化合物中加入分散劑，再加入還原劑進行還原反應制得銀粉；將所述銀粉 分散于第一份有機溶劑中，得到銀混合物；再將樹脂溶解于第二份有機溶劑中，得到樹脂 混合物；將所述樹脂混合物加入所述銀混合物中，然后經分散處理，即可制得導電銀漿；其 中，還原劑為水合聯氨和抗壞血酸的混合物。本發明通過采用水合聯氨和抗壞血酸作為還 原劑將銀離子還原成高振實密度的銀粉，再用作導電銀漿的原料，可制得低溫導電性及基 材附著力優良的導電銀漿。此外，采用自制銀粉作為導電銀漿的生產原料，還可以進一步降 低導電銀漿的生產成本。
【附圖說明】
[0030] 圖1為本發明實施例1所制得銀粉的XRD圖。
[0031] 圖2為本發明實施例1所制得的銀粉的SEM圖。<