[发明专利]导电胶用纳米银粉的制备、贮存方法

说明书

技术领域

本发明涉及贵金属纳米银粉的制备、贮存方法，特别是采用化学液相法还原高浓度硝酸银研制纳米银粉的方法。

背景技术

纳米银粉显示出广阔的应用前景：在化纤中加入少量的纳米银粉，可以改善化纤制品的某些性能，并使其具有很强的杀菌能力；在氧化硅薄膜中掺杂适量的纳米银粉，可使镀这种薄膜的玻璃有一定的光致发光性；利用纳米银粉作稀释制冷剂的热交换器效率较传统材料高30％；工业上用纳米银粉作为某些化学反应的催化剂，可大大提高反应速度和效率等；另外，纳米银粉在导电胶、导电浆料等电子行业的应用备受关注。目前国内外制备纳米银粉普遍采用的方法有：热分解法、电化学法、物理法、化学沉积法等。物理法能够得到高纯度的纳米银粉，但对设备要求高且生产成本较高、投资大、工业生产难度高。液相化学还原法是利用化学反应中的氧化还原法，将银盐中的银离子还原成原子银，从而制备出纳米银粉。液相化学还原法具有工艺简单，容易操作，生产成本低，是最具有实用价值的方法之一。Chou Kan-Sen等采用甲醛还原硝酸银溶液制备纳米银粒子，然后用于添加到导电胶中(Effect of nano-sized silver particles on the resistivity of polymeric conductiveadhesives，International Journal ofAdhesion&Adhesives25(2005))，制备出的银溶胶纳米粒子大小为7nm-20nm，可稳定24小时，但所采用的硝酸银浓度仅为0.01M，保护剂聚乙烯吡咯烷酮最佳用量为硝酸银质量的9.27倍，并且生产量较小。

但上述液相化学还原法存在如下缺点：

(1)采用的硝酸银浓度相对较低，不利于规模生产。

(2)固液分离后的滤液没有进行处理，使得银的回收率相对偏低。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种反应硝酸银浓度高、银粉回收率高、生产工艺简单、操作便利、设备投资少、生产周期短的纳米银粉的制备方法。制备球形纳米银粉，粒径大小均匀、分布窄、纯度高、分散性好，贮存稳定性好，长时间保存而不发生氧化。

本发明导电胶用纳米银粉的制备、贮存方法，采用化学液相法还原高浓度硝酸银来制备纳米银粉并低温贮存，

①将固体硝酸银溶于蒸馏水，配成硝酸银氧化液，置于35℃-45℃的水溶中恒温；将次磷酸钠加蒸馏水配成还原液，加入保护剂聚乙烯吡咯烷酮、分散剂六偏磷酸钠进行混合，放在磁力搅拌机上加热搅拌使其完全溶解；用硫酸溶液调节溶液pH值到1-2；

②还原液加热到40℃-45℃的范围内，在搅拌条件下将硝酸银溶液滴加其中，滴加完全后，继续搅拌得到紫红色银溶胶；

③将银溶胶静置后，进行离心分离，滤液回收浓缩返回下次离心分离，固体进行下一步的洗涤；

④将分离得到的固体纳米银粉分别用钝化剂、丙酮、无水乙醇洗涤；

⑤将洗涤后的纳米银粉放于真空干燥箱中烘干，最终可得到黑色纳米银粉末；

⑥将得到的黑色纳米银粉末密封包装好，置于低温贮存备用。

所述的硝酸银浓度范围在0.75mol/L-1.0mol/L之间，最优选1.0mol/L；还原剂次磷酸钠的浓度在0.05mol/L-0.1mol/L之间，最优选0.1mol/L，为其所用物质的量为将硝酸银还原完全的理论用量的2-4倍，其中4倍最佳；保护剂聚乙烯吡咯烷酮质量与硝酸银质量相等；分散剂六偏磷酸钠的量为硝酸银质量的10-13％，最优选12.5％。

硝酸银溶液滴加速度最优选为20滴/min。离心分离速度最优选为7000r/min。所用钝化剂为w＝1.0％的1，2，3-苯并三氮唑。干燥条件为50℃-60℃。硝酸银氧化液在35℃-45℃的水溶中恒温，最优选为40℃。

硝酸银溶液滴加完全后，继续搅拌30min。将银溶胶静置1个小时后进行离心分离。

制备得到的纳米银粉贮存温度控制在1℃-10℃。

该方法具有以下的工艺过程和工艺步骤：

a.分别配制硝酸银溶液和还原液

称取一定量的硝酸银溶于蒸馏水配成1.0mol/L的溶液并40℃水浴恒温；将次磷酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、六偏磷酸钠加蒸馏水混合配成还原液，其中次磷酸钠浓度为0.1mol/L，物质的量为理论用量的4倍；聚乙烯吡咯烷酮加入质量与硝酸银质量相等；六偏磷酸钠加入质量为硝酸银质量的12.5％；用浓度为1.0mol/L的硫酸溶液调节还原液pH值1-2。